Nhiệt dung riêng và Độ dẫn nhiệt: Sự khác biệt và so sánh

Nhiệt dung riêng đề cập đến tổng lượng năng lượng nhiệt cần thiết cho một đơn vị của bất kỳ chất nào để tăng nhiệt độ của nó thêm 1 ° C.

Mặt khác, độ dẫn nhiệt là khả năng của một vật liệu nhất định truyền hoặc dẫn năng lượng nhiệt qua nó.

Các nội dung chính

1. Nhiệt dung riêng đo khả năng lưu trữ năng lượng nhiệt của vật liệu, trong khi độ dẫn nhiệt mô tả mức độ dẫn nhiệt của vật liệu.
2. Một chất có nhiệt dung riêng cao có thể hấp thụ nhiều nhiệt hơn mà không bị thay đổi nhiệt độ đáng kể, trong khi vật liệu có độ dẫn nhiệt cao truyền nhiệt nhanh chóng.
3. Các ứng dụng khác nhau đòi hỏi sự kết hợp khác nhau giữa nhiệt dung riêng và độ dẫn nhiệt, tùy thuộc vào các yếu tố như cách nhiệt, trao đổi nhiệt và ổn định nhiệt độ.

Nhiệt dung riêng vs Độ dẫn nhiệt

Nhiệt dung riêng là lượng năng lượng nhiệt cần thiết để tăng nhiệt độ của một đơn vị khối lượng của một chất lên một độ C hoặc Kelvin. Độ dẫn nhiệt là khả năng dẫn nhiệt của vật liệu và là thước đo tốc độ nhiệt có thể truyền qua vật liệu từ điểm này sang điểm khác.

Nhiệt dung riêng được đo bằng calo hoặc joules trên gam trên độ C. Thỉnh thoảng, tỉ lệ của nhiệt dung riêng của một chất ở một nhiệt độ cụ thể so với nhiệt dung của một chất tham chiếu ở nhiệt độ tham chiếu cũng được gọi là nhiệt dung riêng. Công thức tính nhiệt dung riêng là:

c = ∆QmΔT

Ở đâu

c đề cập đến nhiệt dung riêng của một chất

ΔQ là nhiệt lượng thu được hoặc mất đi của chất đó,

m đề cập đến khối lượng của chất, và

ΔT đề cập đến sự thay đổi nhiệt độ của chất.

Dẫn nhiệt là một trong ba quá trình truyền nhiệt - đối lưu, dẫn, và bức xạ. Đơn vị của nó là Watts trên mét Kelvin. Độ dẫn nhiệt phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như nhiệt độ, độ ẩm và mật độ của vật liệu.

K = (QL) / (AΔT)

Ở đâu

K đề cập đến độ dẫn nhiệt (W / mK),

Q đề cập đến lượng nhiệt truyền qua một vật liệu (Joules/giây hoặc Watts),

L đề cập đến khoảng cách giữa hai mặt phẳng đẳng nhiệt,

A đề cập đến diện tích bề mặt (mét vuông), và

ΔT đề cập đến chênh lệch nhiệt độ (Kelvin).

Bảng so sánh

Các thông số so sánh	Nhiệt dung riêng	Dẫn nhiệt
Định nghĩa	Nhiệt dung riêng đề cập đến tổng lượng năng lượng nhiệt cần thiết cho một đơn vị của bất kỳ chất nào để tăng nhiệt độ của nó thêm 1 ° C.	Độ dẫn nhiệt đề cập đến khả năng truyền năng lượng nhiệt của vật liệu nhất định qua nó.
Mã	Nhiệt dung riêng được ký hiệu là cp or s.	Độ dẫn nhiệt được ký hiệu là K.
Các đơn vị	Nhiệt dung riêng được đo bằng calo hoặc joules trên gam trên độ C hoặc Kelvin (J/(kg K) hoặc J/(kg °C)).	Đơn vị đo độ dẫn nhiệt là oát trên mét-kelvin (W/(m⋅K)).
Công thức	c = ∆QmΔT	K = (QL) / (AΔT)
Những nhân tố ảnh hưởng	Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào loại và pha của một chất.	Độ dẫn nhiệt chủ yếu phụ thuộc vào nhiệt độ và hướng truyền nhiệt.
Giá trị thực nghiệm cho một số hợp chất	Nhiệt dung riêng của nước là 4,186 joules trên kilôgam trên độ C trong khi nhiệt dung riêng của gỗ là 1,700 joules trên kilôgam trên độ C.	Hệ số dẫn nhiệt của nước ở 0°C là 0.5610 W/(m K) trong khi của gỗ là 0.12–0.04 W/(m K).
Ứng dụng	Các chất có nhiệt dung riêng thấp được sử dụng trong các dụng cụ nấu nướng như ấm đun nước và chảo rán.	Vật liệu dẫn nhiệt cao được sử dụng trong các ứng dụng tản nhiệt, trong khi vật liệu dẫn nhiệt thấp được sử dụng làm chất cách nhiệt.

Nhiệt dung riêng là gì?

Nhiệt dung riêng còn được gọi là công suất nhiệt lớn. Nó cũng có thể đề cập đến tỷ lệ nhiệt dung riêng của một chất ở bất kỳ nhiệt độ nhất định nào so với nhiệt dung của chất tham chiếu ở nhiệt độ tham chiếu.

Người ta đã chứng minh rằng nhiệt dung riêng của các chất cho phép tính trọng lượng nguyên tử của các hợp chất.

Nhiệt dung riêng giá trị luôn phụ thuộc vào pha và tính chất của một chất, và chúng được đo lường theo kinh nghiệm và có sẵn để tham khảo.

Các chất có nhiệt dung riêng thấp được sử dụng trong các dụng cụ nấu nướng như ấm, nồi, chảo rán, v.v.; điều này là do thực tế là khi một lượng nhiệt nhỏ được áp dụng, các chất này sẽ bị nóng lên nhanh chóng.

Nhiệt dung riêng được sử dụng trong việc chế tạo tay cầm (tay cầm của nồi và ấm đun nước), chất cách điện và nắp lò nướng; bởi vì chỉ có một sự thay đổi nhiệt độ nhỏ được quan sát ngay cả sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao.

Độ dẫn nhiệt là gì?

Độ dẫn nhiệt xảy ra do sự khuấy trộn phân tử trong một chất nhất định. Đó là, năng lượng nhiệt được vận chuyển do chuyển động phân tử ngẫu nhiên.

Các vật liệu như nhôm, đồng và bạc có tính dẫn nhiệt cao và dẫn nhiệt tốt.

Các vật liệu như gỗ, nhôm, polyurethane và polystyrene có độ dẫn nhiệt thấp.

Những vật liệu như vậy là chất cách nhiệt.

Độ dẫn nhiệt của một chất thay đổi khi chất đó chuyển từ pha này sang pha khác. Ví dụ, độ dẫn nhiệt của băng thay đổi khi nó tan thành nước.

Sự khác biệt chính giữa Nhiệt dung riêng và Độ dẫn nhiệt

1. Nhiệt dung riêng đề cập đến nhiệt được giữ lại trong một hệ thống, trong khi độ dẫn nhiệt đề cập đến sự truyền nhiệt trong một hệ thống hoặc giữa các hệ thống khác nhau.
2. Độ dẫn nhiệt được biểu thị bằng ký hiệu 'k', nhưng nó cũng có thể được ký hiệu bằng 'λ'Và'κ'. Nhiệt dung riêng được ký hiệu là c or s.
3. Nhiệt dung riêng phụ thuộc vào loại và pha của vật liệu đang được nghiên cứu, trong khi độ dẫn nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và mật độ của vật liệu.
4. Nhiệt dung riêng được đo bằng cách sử dụng khối lượng, sự thay đổi nhiệt độ và nhiệt lượng thu được hoặc mất đi của một chất. Độ dẫn nhiệt được đo bằng cách sử dụng chênh lệch nhiệt độ, lượng nhiệt truyền qua vật liệu, khoảng cách giữa các mặt phẳng và diện tích bề mặt.
5. Nhiệt dung riêng là khả năng của một đơn vị hợp chất giữ một lượng năng lượng nhiệt cụ thể. Độ dẫn nhiệt là tiềm năng của một chất để truyền năng lượng nhiệt.

dự án

1. https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.4.2029
2. https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3253100