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

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

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

इन्हें भी देखें

[1] Lightfoot, R. Byron Bird, Warren E. Stewart, Edwin N. (1960). Transport Phenomena. John Wiley and Sons, Inc. Eq. 8.1-7. ISBN 978-0-471-07392-5. {{cite book}}: ISBN / Date incompatibility (help)CS1 maint: multiple names: authors list (link)

[2] Carslaw, H. S.; Jaeger, J. C. (1959), Conduction of Heat in Solids (2nd ed.), Oxford University Press, ISBN 978-0-19-853368-9 {{citation}}: ISBN / Date incompatibility (help)

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

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

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[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 से 4 मार्च 2016 को पुरालेखित।. अभिगमन तिथि: 30 मार्च 2022.

[14] Lienhard, John H. Lienhard, John H. (2019). A Heat Transfer Textbook (5th ed.). Dover Pub. p. 715.{{cite book}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)

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[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. बिबकोड:2007IJT....28..674B. डीओआई:10.1007/s10765-007-0177-z. S2CID 120628607.

[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. डीओआई:10.1068/htjr145. मूल से 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. डीओआई:10.1068/htjr144.

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

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