तापीय विसरणशीलता

ऊष्मा अन्तरण के विश्लेषण के सन्दर्भ में, तापीय विसरणशीलता (thermal diffusivity), ऊष्मा चालकता को नियत दाब पर घनत्व तथा विशिष्ट ऊष्मा धारिता से भाग देने से प्राप्त होती है। वस्तुतः तापीय विसरनशीलता, किसी पदार्थ के गरम सिरे से ठण्डे सिरे में ऊष्मा के अन्तरण के दर की की माप है। इसकी SI ईकाई mम²/s है। तापीय विसरणशीलता को प्रायह α से निरूपित किया जाता है किन्तु a, h, κ (कप्पा), K, और D द्वारा भी इसे निरुपित किया जाता है।

$\alpha =\frac{k}{\rho c_p}$

जहाँ

• $k$ तापीय चालकता है (W/(m·K))
• $c_p$ विशिष्ट ऊष्मा क्षमता है (J/(kg·K))
• $\rho$ घनत्व है (किलो/एम ³ )

साथ में, $\rho c_p$ वॉल्यूमेट्रिक ताप क्षमता (जे / (एम ³ · के)) माना जा सकता है।

जैसा कि ऊष्मा समीकरण में देखा गया है,

$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha {\mathrm{\nabla }}^{2}T$ ,

तापीय विसरणशीलता को देखने का एक तरीका तापमान की वक्रता के समय के व्युत्पन्न के अनुपात के रूप में है, जो उस दर को मापता है जिस पर तापमान अंतराल "सुचारू" होता है। एक अर्थ में, तापीय प्रसार तापीय जड़ता का माप है। उच्च तापीय विसरण वाले पदार्थ में, ऊष्मा इसके माध्यम से तेजी से चलती है क्योंकि पदार्थ अपनी आयतन ऊष्मा क्षमता या 'थर्मल बल्क' के सापेक्ष जल्दी से ऊष्मा का संचालन करता है।

तापीय विसरणशीलता को प्रायः फ्लैश विधि से मापा जाता है। इसमें एक छोर पर एक छोटी ऊर्जा पल्स के साथ एक पट्टी या बेलनाकार नमूने को गर्म करना और थोड़ी दूरी पर तापमान परिवर्तन (नाड़ी के आयाम और चरण बदलाव में कमी) का विश्लेषण करना शामिल है।

कुछ चुने हुए पदार्थों की तापीय विसरनशीलता

कुछ चुने हुए पदार्थों की तापीय विसरनशीलता

पदार्थ	कुछ चुने हुए पदार्थों की तापीय विसरनशीलता (mm2/s)	सन्दर्भ
Pyrolytic graphite, parallel to layers	1220
Carbon/carbon composite at 25 °C	216.5
Helium (300 K, 1 atm)	190
Silver, pure (99.9%)	165.63
Hydrogen (300 K, 1 atm)	160
Gold	127
Copper at 25 °C	111
एल्युमिनियम	97
सिलिकन	88
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) at 20 °C	74.2
Aluminium 6061-T6 Alloy	64
Molybdenum (99.95%) at 25 °C	54.3
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) at 20 °C	44.0
Tin	40
जल वाष्प (1 atm, 400 K)	23.38
Iron	23
Argon (300 K, 1 atm)	22
Nitrogen (300 K, 1 atm)	22
Air (300 K)	19
Steel, AISI 1010 (0.1% carbon)	18.8
Aluminium oxide (polycrystalline)	12.0
Steel, 1% carbon	11.72
Si3N4 with CNTs 26 °C	9.142
Si3N4 without CNTs 26 °C	8.605
Steel, stainless 304A at 27 °C	4.2
Pyrolytic graphite, normal to layers	3.6
Steel, stainless 310 at 25 °C	3.352
Inconel 600 at 25 °C	3.428
Quartz	1.4
Sandstone	1.15
Ice at 0 °C	1.02
Silicon dioxide (polycrystalline)	0.83
Brick, common	0.52
Glass, window	0.34
Brick, adobe	0.27
PC (polycarbonate) at 25 °C	0.144
Water at 25 °C	0.143
PTFE (Polytetrafluorethylene) at 25 °C	0.124
PP (polypropylene) at 25 °C	0.096
नाइलॉन	0.09
रबड़	0.089 - 0.13
काष्ठ (yellow pine)	0.082
Paraffin at 25 °C	0.081
PVC (polyvinyl chloride)	0.08
Oil, engine (saturated liquid, 100 °C)	0.0738
अल्कोहल	0.07

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