La principale différence entre la conductivité thermique et la diffusivité est que la conductivité thermique fait référence à la capacité d'un matériau à conduire la chaleur, tandis que la diffusivité thermique fait référence à la mesure du taux de transfert de chaleur d'un matériau de son extrémité chaude à la bout froid.
La conductivité thermique et la diffusivité thermique sont deux termes qui décrivent le transfert de chaleur à travers un matériau particulier.
Qu'est-ce que la conductivité thermique ?
La conductivité thermique est un terme qui décrit la capacité d'un matériau particulier à conduire la chaleur à travers lui-même. Il y a trois façons de désigner ce terme: k, λ ou κ. Typiquement, un matériau ayant une conductivité thermique élevée présente un taux élevé de transfert de chaleur. Par exemple, les métaux ont généralement une conductivité thermique élevée et sont très efficaces pour conduire la chaleur. De même, les matériaux isolants tels que la mousse de polystyrène ont une faible conductivité thermique et présentent un faible taux de transfert de chaleur. Par conséquent, nous pouvons utiliser des matériaux à haute conductivité thermique dans les applications de dissipateur thermique, tandis que nous pouvons utiliser des matériaux à faible conductivité thermique dans les applications d'isolation thermique. De plus, la "résistivité thermique" est l'inverse de la conductivité thermique.
Mathématiquement, nous pouvons exprimer la conductivité thermique comme q=-k∇T, où q est le flux de chaleur, k est la conductivité thermique et ∇T est le gradient de température. C'est ce que nous appelons la "loi de Fourier sur la conduction de la chaleur".
Nous pouvons définir la conduction thermique comme le transport d'énergie dû à un mouvement moléculaire aléatoire à travers un gradient de température. Par conséquent, nous pouvons distinguer ce terme du transport d'énergie par convection et travail moléculaire car il n'implique aucun flux microscopique ni contrainte interne qui effectue un travail.
Lorsque l'on considère les unités de mesure de la conductivité thermique, les unités SI sont "Watts par mètre-Kelvin" ou W/m. K. Cependant, en unités impériales, nous pouvons mesurer la conductivité thermique en BTU/(h.ft.°F) où BTU est l'unité thermique britannique, h est le temps en heures, ft est la distance en pied et F est la température en Fahrenheit. De plus, il existe deux manières principales de mesurer la conductivité thermique d'un matériau: les méthodes en régime permanent et les méthodes transitoires.
Qu'est-ce que la diffusivité thermique ?
La diffusivité thermique est la mesure du taux de transfert de chaleur d'un matériau de l'extrémité chaude à l'extrémité froide. Par conséquent, c'est la conductivité thermique d'un matériau divisée par la densité et la capacité thermique spécifique à une pression constante. L'unité de mesure de ce paramètre est m2/s. C'est une unité dérivée du SI. Habituellement, nous pouvons noter ce terme comme α. Mais il y a aussi d'autres symboles. L'expression mathématique de la diffusivité thermique est la suivante:
α=k/ρcp
Ici, k est la conductivité thermique, cp est la capacité calorifique spécifique, et ρ si la densité. Cependant, ρcp ensemble est nommé capacité calorifique volumétrique.
Le plus souvent, la diffusivité thermique est mesurée à l'aide de la méthode flash, qui consiste à chauffer une bande ou une partie cylindrique d'un échantillon de matériau avec une courte impulsion d'énergie à une extrémité et à analyser le changement de température à une courte distance.
Quelle est la différence entre la conductivité thermique et la diffusivité ?
La conductivité thermique et la diffusivité thermique sont deux termes qui décrivent le transfert de chaleur à travers un matériau particulier.le différence clé entre la conductivité thermique et la diffusivité est que la conductivité thermique fait référence à la capacité d'un matériau à conduire la chaleur, tandis que la diffusivité thermique fait référence à la mesure du taux de transfert de chaleur d'un matériau de son extrémité chaude à son extrémité froide.
L'infographie ci-dessous présente les différences entre la conductivité thermique et la diffusivité pour une comparaison côte à côte.
Résumé - Conductivité thermique vs diffusivité
La conductivité thermique et la diffusivité thermique sont deux termes qui décrivent le transfert de chaleur à travers un matériau particulier. le différence clé entre la conductivité thermique et la diffusivité est que la conductivité thermique fait référence à la capacité d'un matériau à conduire la chaleur, tandis que la diffusivité thermique fait référence à la mesure du taux de transfert de chaleur d'un matériau de son extrémité chaude à son extrémité froide.
