Explique el término difusividad térmica y ¿qué es la baja capacidad calorífica?

Gracias por A2A

Por definición, “la conductividad térmica de una sustancia dividida por el producto de su densidad y su capacidad calorífica específica”.

• En palabras simples, la difusividad significa penetración. La difusividad térmica significa, qué tan rápido o qué tan fácilmente el calor puede penetrar un objeto / sustancia. (El mismo concepto se usa en la dinámica de fluidos llamada difusividad de momento o viscosidad cinemática).
• A mayor difusividad, mayor penetración.
• Una sustancia / objeto con mayor conductividad y baja densidad y baja Cp (calor específico o capacidad de calor) ofrece facilidad de penetración del calor, por lo que tiene una mayor difusividad térmica.
• Baja capacidad de calor significa “la cantidad de calor requerida para aumentar la temperatura de una sustancia es baja”.
• Digamos que hay 1 kg de aire y agua respectivamente. Necesitará 1.005 KJ de calor para elevar la temperatura. de aire dado por 1 kelvin y para agua necesitará 4.1 KJ de calor. Entonces el aire tiene baja capacidad calorífica.

El conocimiento de las propiedades térmicas de diferentes materiales es muy importante en el campo de la fabricación y el procesamiento. La difusividad térmica caracteriza la conducción de calor inestable * de un material. Describe la rapidez con que un determinado material responde a un cambio de temperatura. La unidad de medida es mm² por segundo.

* (La conductividad térmica describe el transporte de energía, en forma de calor, a través de un objeto como resultado de un gradiente de temperatura. Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja. La relación entre el transporte La ecuación de conductividad térmica describe el calor por unidad de tiempo y el gradiente de temperatura a través de un objeto en el que el calor fluye a un ritmo constante .

La capacidad de calor (Cp) está relacionada con la capacidad de una sustancia para retener el calor y la velocidad a la que se calentará o enfriará. En general, se define como la cantidad de calor requerida para elevar la temperatura de un material en 1 ° C. La capacidad de calor molar de un material es la energía requerida para elevar la temperatura de un mol de una sustancia en un grado Celsius. La capacidad calorífica específica de un material es la energía requerida para elevar un gramo de una sustancia en un grado Celsius.

Cuando un material se calienta y / o enfría rápidamente, tiene baja capacidad calorífica. Por ejemplo, el hierro se calienta y se enfría rápidamente, debido a su baja capacidad de calor, mientras que una sustancia con una alta capacidad de calor, como el agua, se calienta y se enfría lentamente.

La difusividad térmica es la conductividad térmica dividida por la densidad y la capacidad calorífica específica a presión constante. Mide la velocidad de transferencia de calor de un material desde el lado caliente al lado frío. Es aproximadamente análogo a si un material está “frío al tacto”. Tiene la unidad SI de m² / s. La difusividad térmica generalmente se denota α pero también se utilizan a, κ, K y D.

La difusividad térmica describe la facilidad con la que el calor se difunde por todo el material, por lo que depende de la conductividad térmica y del calor específico.

difusividad térmica = conductividad térmica / (densidad * calor específico)

El calor específico es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de una sustancia en 1 grado.