तापीय विसरणशीलता

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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।

[1]

जहाँ

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

जैसा कि ऊष्मा समीकरण में देखा गया है, [2]

,

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]

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

इन्हें भी देखें[संपादित करें]