Quais são as unidades de condutividade térmica e por quê?
Comentários
- O que acontece na condutividade térmica e quais fatores determinam a quantidade de energia transmitida?
Resposta
A condutividade térmica tem dimensões de $ \ mathrm {Potência / (comprimento * temperatura)} $. Potência é a taxa de fluxo de calor, (ou seja) fluxo de energia em um determinado momento. O comprimento representa a espessura do material através do qual o calor está fluindo, e a temperatura é a diferença de temperatura através da qual o calor está fluindo.
Em unidades SI, é comumente expresso como $ \ mathrm {Watts / ( metro * Kelvin)} $, e em unidades dos EUA, é comumente dado em $ \ mathrm {BTU / hr / (pés \ * \ ^ oF)} $.
Ele expressa a taxa de calor é conduzido através de uma espessura unitária de um meio particular. Essa taxa irá variar linearmente com base na diferença de temperatura em todo o material, portanto, é expressa como um valor por grau de diferença de temperatura, portanto, Taxa de calor por unidade de espessura por grau de diferença de temperatura.
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- Isso está incorreto, a distância nesta unidade não é espessura. Há uma explicação adequada em uma das respostas abaixo. A distância nesta unidade é essencialmente uma abstração matemática, algo como a aceleração sendo citada como distância * tempo ^ 2 (que é uma redução matematicamente correta quando limitada a unidades básicas específicas), mas o conceito físico geral é (distância por tempo) * (tempo de ação) que resiste a uma mistura de unidades e oferece melhor visualização para muitos alunos.
Resposta
A condutividade térmica é, como escreve Mark, em unidades SI medidas em $ Wm ^ {- 1} K ^ {- 1} $, ou seja, $ \ frac {power} {distance \ times temperature} $
No entanto, $ m ^ {- 1} $ precisa de um pouco mais de explicação.
A taxa de fluxo de calor é proporcional à área da superfície e inversamente proporcional à espessura. Portanto, para a unidade de condutividade térmica, a espessura fornece $ distância ^ 1 $ no numerador e a área de superfície fornece $ distância ^ 2 $ no denominador.
Portanto, a condutividade térmica é $ \ frac { potência \ times distance} {distance ^ 2 \ times temperature} $.
E então quando cancelamos $ distance ^ 1 $ do numerador e denominador, obtemos $ \ frac {power} {distance \ times temperature } $
Resposta
Você pode precisar procurar R-Value que está intimamente relacionado com condutividade térmica e está sendo usado em muitos caso em vez disso.
As unidades são $ \ frac {(ft ^ 2.h. ^ {\ circ} F)} {BTU} $ em EUA e $ \ frac {(Km ^ 2)} {W} $ em SI .
Essas duas unidades (condutividade térmica e valor R) podem ser convertidas uma na outra com muita facilidade, fazendo Say if x é o nosso valor de condutividade térmica para o nosso material, portanto o valor R será,
a é a espessura em Metros
$$ \ frac {1} {x} * (a) $$