La diferencia clave entre la conductividad térmica y la difusividad es que la conductividad térmica se refiere a la capacidad de un material para conducir el calor, mientras que la difusividad térmica se refiere a la medida de la tasa de transferencia de calor de un material desde su extremo caliente hasta el extremo frío.
La conductividad térmica y la difusividad térmica son dos términos que describen la transferencia de calor a través de un material en particular.
¿Qué es la conductividad térmica?
La conductividad térmica es un término que describe la capacidad de un material en particular para conducir el calor a través de sí mismo. Hay tres formas en que podemos denotar este término: k, λ o κ. Por lo general, un material que tiene una alta conductividad térmica muestra una alta tasa de transferencia de calor. Por ejemplo, los metales suelen tener una alta conductividad térmica y son muy eficientes en la conducción del calor. De manera similar, los materiales aislantes como la espuma de poliestireno tienen una baja conductividad térmica y muestran una baja tasa de transferencia de calor. Por lo tanto, podemos usar materiales con alta conductividad térmica en aplicaciones de disipación de calor, mientras que podemos usar materiales con baja conductividad térmica en aplicaciones de aislamiento térmico. Además, la "resistividad térmica" es el recíproco de la conductividad térmica.
Matemáticamente, podemos expresar la conductividad térmica como q=-k∇T, donde q es el flujo de calor, k es la conductividad térmica y ∇T es el gradiente de temperatura. A esto lo llamamos "la ley de conducción de calor de Fourier".
Podemos definir la conducción térmica como el transporte de energía debido al movimiento molecular aleatorio a través de un gradiente de temperatura. Por lo tanto, podemos distinguir este término del transporte de energía a través de la convección y el trabajo molecular porque no implica flujos microscópicos ni tensiones internas que realicen trabajo.
Al considerar las unidades de medida de la conductividad térmica, las unidades SI son "vatios por metro-Kelvin" o W/m. K. Sin embargo, en unidades imperiales, podemos medir la conductividad térmica en BTU/(h.ft.°F) donde BTU es la unidad térmica británica, h es el tiempo en horas, ft es la distancia en pies y F es la temperatura en Fahrenheit. Además, existen dos formas principales de medir la conductividad térmica de un material: los métodos de estado estacionario y transitorio.
¿Qué es la difusividad térmica?
La difusividad térmica es la medida de la tasa de transferencia de calor de un material desde el extremo caliente al extremo frío. Por lo tanto, es la conductividad térmica de un material dividida por la densidad y la capacidad calorífica específica a una presión constante. La unidad de medida de este parámetro es m2/s. Es una unidad derivada del SI. Por lo general, podemos denotar este término como α. Pero también hay otros símbolos. La expresión matemática de la difusividad térmica es la siguiente:
α=k/ρcp
Aquí, k es la conductividad térmica, cp es la capacidad calorífica específica y ρ si la densidad. Sin embargo, ρcp en conjunto se denomina capacidad calorífica volumétrica.
La mayoría de las veces, la difusividad térmica se mide mediante el método flash, que consiste en calentar una tira o una parte cilíndrica de una muestra de material con un pulso de energía corto en un extremo y analizar el cambio de temperatura a una distancia corta.
¿Cuál es la diferencia entre conductividad térmica y difusividad?
La conductividad térmica y la difusividad térmica son dos términos que describen la transferencia de calor a través de un material en particular. La diferencia clave entre la conductividad térmica y la difusividad es que la conductividad térmica se refiere a la capacidad de un material para conducir el calor, mientras que la difusividad térmica se refiere a la medida de la tasa de transferencia de calor de un material desde su extremo caliente al extremo frío.
La siguiente infografía tabula las diferencias entre la conductividad térmica y la difusividad para una comparación lado a lado.
Resumen: conductividad térmica frente a difusividad
La conductividad térmica y la difusividad térmica son dos términos que describen la transferencia de calor a través de un material en particular. La diferencia clave entre la conductividad térmica y la difusividad es que la conductividad térmica se refiere a la capacidad de un material para conducir el calor, mientras que la difusividad térmica se refiere a la medida de la tasa de transferencia de calor de un material desde su extremo caliente al extremo frío.
