Come si misura la conducibilità termica?

Equazione del calore

Conducibilità termica è una parte dell'equazione del calore. Per la conduzione di stato stazionario unidimensionale, l'equazione del calore si riduce a: q = - k(dT/dx); dove q = calore cambiamento continuo, dT/dx = gradiente di temperatura e k = conducibilità termica. Se è possibile ottenere il flusso di calore e il gradiente di temperatura, conducibilità termica può essere calcolato usando questa equazione.

Piastra calda

Una piastra calda è un dispositivo utilizzato per creare le condizioni di stato stazionario unidimensionale di conduzione. Un campione di materiale con uno spessore uniforme è posto tra due piastre, una delle quali aggiunge energia termica al sistema e uno dei quali è tenuto ad una temperatura costante o è raffreddato. I bordi del materiale sono isolati, o "custoditi", per evitare laterale dissipazione del calore aggiunto all'interno del materiale.

Misure

La piastra calda è acceso e quando la temperatura nel materiale cessa di cambiare (steady state), le misurazioni sono effettuate. In primo luogo, vengono registrate le temperature a ogni piatto. Questo, insieme con lo spessore del materiale determinerà il gradiente di temperatura. Successivamente, il flusso di calore necessari per mantenere allo stato stazionario è registrato direttamente dalla piastra scaldante fornendo l'energia.

Calcoli

Per conduzione unidimensionale stazionario, il gradiente di temperatura è una funzione lineare semplice. Se definito come la differenza tra le temperature su entrambi i lati del materiale diviso per lo spessore: dT/dx = (T2 - T1) / (X2 - X1). Utilizzando tale valore con il flusso di calore di misura, è possibile calcolare la conducibilità termica: k = - q/(dT/dx).