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}}}

^[1]

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, ^[2]

{\frac {\partial T}{\partial t}}=\alpha \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। ^[3] 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। ^[4] ^[5] 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। ^[6]

कुछ चुने हुए पदार्थों की तापीय विसरनशीलता[संपादित करें]

कुछ चुने हुए पदार्थों की तापीय विसरनशीलता^[7]
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	^[8]
Helium (300 K, 1 atm)	190	^[9]
Silver, pure (99.9%)	165.63
Hydrogen (300 K, 1 atm)	160	^[9]
Gold	127	^[10]
Copper at 25 °C	111	^[8]
एल्युमिनियम	97	^[10]
सिलिकन	88	^[10]
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) at 20 °C	74.2	^[11]
Aluminium 6061-T6 Alloy	64	^[10]
Molybdenum (99.95%) at 25 °C	54.3	^[12]
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) at 20 °C	44.0	^[13]
Tin	40	^[10]
जल वाष्प (1 atm, 400 K)	23.38
Iron	23	^[10]
Argon (300 K, 1 atm)	22	^[9]
Nitrogen (300 K, 1 atm)	22	^[9]
Air (300 K)	19	^[10]
Steel, AISI 1010 (0.1% carbon)	18.8	^[14]
Aluminium oxide (polycrystalline)	12.0
Steel, 1% carbon	11.72
Si₃N₄ with CNTs 26 °C	9.142	^[15]
Si₃N₄ without CNTs 26 °C	8.605	^[15]
Steel, stainless 304A at 27 °C	4.2	^[10]
Pyrolytic graphite, normal to layers	3.6
Steel, stainless 310 at 25 °C	3.352	^[16]
Inconel 600 at 25 °C	3.428	^[17]
Quartz	1.4	^[10]
Sandstone	1.15
Ice at 0 °C	1.02
Silicon dioxide (polycrystalline)	0.83	^[10]
Brick, common	0.52
Glass, window	0.34
Brick, adobe	0.27
PC (polycarbonate) at 25 °C	0.144	^[18]
Water at 25 °C	0.143	^[18]
PTFE (Polytetrafluorethylene) at 25 °C	0.124	^[19]
PP (polypropylene) at 25 °C	0.096	^[18]
नाइलॉन	0.09
रबड़	0.089 - 0.13	^[20]
काष्ठ (yellow pine)	0.082
Paraffin at 25 °C	0.081	^[18]
PVC (polyvinyl chloride)	0.08	^[10]
Oil, engine (saturated liquid, 100 °C)	0.0738
अल्कोहल	0.07	^[10]

सन्दर्भ[संपादित करें]

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↑ सन्दर्भ त्रुटि: <ref> का गलत प्रयोग; AJP नाम के संदर्भ में जानकारी नहीं है।

इन्हें भी देखें[संपादित करें]

[1] Lightfoot, R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. (1960). Transport Phenomena. John Wiley and Sons, Inc. Eq. 8.1-7. आई॰ऍस॰बी॰ऍन॰ 978-0-471-07392-5.

[2] Carslaw, H. S.; Jaeger, J. C. (1959), Conduction of Heat in Solids (2nd संस्करण), Oxford University Press, आई॰ऍस॰बी॰ऍन॰ 978-0-19-853368-9

[3] Venkanna, B.K. (2010). Fundamentals of Heat and Mass Transfer. New Delhi: PHI Learning. पृ॰ 38. आई॰ऍस॰बी॰ऍन॰ 978-81-203-4031-2. अभिगमन तिथि 1 December 2011.

[4] "NETZSCH-Gerätebau, Germany". मूल से 2012-03-11 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 2012-03-12.

[Parker-5] W.J. Parker; R.J. Jenkins; C.P. Butler; G.L. Abbott (1961). "Method of Determining Thermal Diffusivity, Heat Capacity and Thermal Conductivity". Journal of Applied Physics. 32 (9): 1679. डीओआइ:10.1063/1.1728417. बिबकोड:1961JAP....32.1679P.

[6] J. Blumm; J. Opfermann (2002). "Improvement of the mathematical modeling of flash measurements". High Temperatures – High Pressures. 34 (5): 515. डीओआइ:10.1068/htjr061.

[7] Brown; Marco (1958). Introduction to Heat Transfer (3rd संस्करण). McGraw-Hill. and Eckert; Drake (1959). Heat and Mass Transfer. McGraw-Hill. आई॰ऍस॰बी॰ऍन॰ 978-0-89116-553-8. cited in Holman, J.P. (2002). Heat Transfer (9th संस्करण). McGraw-Hill. आई॰ऍस॰बी॰ऍन॰ 978-0-07-029639-8.

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[eleccool-10] अ ^आ ^इ ^ई ^उ ^ऊ ^ए ^ऐ ^ओ ^औ ^क ^ख Jim Wilson (August 2007). "Materials Data". Cite journal requires |journal= (मदद)

[11] P. Hofer; E. Kaschnitz (2011). "Thermal diffusivity of the aluminium alloy Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) in the solid and liquid states". High Temperatures – High Pressures. 40 (3–4): 311. मूल से 4 मार्च 2016 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 30 मार्च 2022.

[12] A. Lindemann; J. Blumm (2009). "Measurement of the Thermophysical Properties of Pure Molybdenum". 3. 17th Plansee Seminar.

[13] E. Kaschnitz; M. Küblböck (2008). "Thermal diffusivity of the aluminium alloy Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) in the solid and liquid states". High Temperatures – High Pressures. 37 (3): 221. मूल से 4 मार्च 2016 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 30 मार्च 2022.

[14] Lienhard, John H. Lienhard, John H. (2019). A Heat Transfer Textbook (5th संस्करण). Dover Pub. पृ॰ 715.

[Koszor2009-15] अ ^आ O. Koszor; A. Lindemann; F. Davin; C. Balázsi (2009). "Observation of thermophysical and tribological properties of CNT reinforced Si₃ N₄". Key Engineering Materials. 409: 354. S2CID 136957396. डीओआइ:10.4028/www.scientific.net/KEM.409.354.

[16] J. Blumm; A. Lindemann; B. Niedrig; R. Campbell (2007). "Measurement of Selected Thermophysical Properties of the NPL Certified Reference Material Stainless Steel 310". International Journal of Thermophysics. 28 (2): 674. S2CID 120628607. डीओआइ:10.1007/s10765-007-0177-z. बिबकोड:2007IJT....28..674B.

[17] J. Blumm; A. Lindemann; B. Niedrig (2003–2007). "Measurement of the thermophysical properties of an NPL thermal conductivity standard Inconel 600". High Temperatures – High Pressures. 35/36 (6): 621. डीओआइ:10.1068/htjr145. मूल से 24 सितंबर 2015 को पुरालेखित. अभिगमन तिथि 30 मार्च 2022.

[HTHP3536pp627-18] अ ^आ ^इ ^ई J. Blumm; A. Lindemann (2003–2007). "Characterization of the thermophysical properties of molten polymers and liquids using the flash technique". High Temperatures – High Pressures. 35/36 (6): 627. डीओआइ:10.1068/htjr144.

[19] J. Blumm; A. Lindemann; M. Meyer; C. Strasser (2011). "Characterization of PTFE Using Advanced Thermal Analysis Technique". International Journal of Thermophysics. 40 (3–4): 311. S2CID 122020437. डीओआइ:10.1007/s10765-008-0512-z. बिबकोड:2010IJT....31.1919B.

[AJP-20] सन्दर्भ त्रुटि: <ref> का गलत प्रयोग; AJP नाम के संदर्भ में जानकारी नहीं है।

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