Perbedaan Utama – Konduktivitas termal vs Difusivitas Termal
Konduktivitas termal dan difusivitas termal adalah dua istilah yang digunakan dalam fisika termal dan statistik. Konduktivitas termal adalah istilah yang sering digunakan dalam fisika sedangkan difusivitas termal adalah istilah yang jarang digunakan dalam fisika termal. Konduktivitas termal suatu bahan adalah ukuran kemampuan bahan itu untuk menghantarkan panas melaluinya. Difusivitas termal suatu material, di sisi lain, adalah inersia termal material itu. Ini adalah Perbedaan yang menonjol antara konduktivitas termal dan difusivitas termal. Konduktivitas termal berhubungan erat dengan difusivitas termal. Hubungan antara dua besaran tersebut dapat dinyatakan sebagai persamaan.
Artikel ini mencakup,
- Apa itu konduktivitas termal? – Definisi, Satuan Pengukuran, Rumus, Sifat Konduktor Termal
- Apa itu Difusivitas Termal? – Definisi, Satuan Pengukuran, Rumus, Sifat
- Apa perbedaan antara konduktivitas termal dan Difusivitas Termal?
Yang perlu anda ketahui tentang Konduktivitas Termal
Dalam fisika, konduktivitas termal adalah kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan panas. Konduktivitas termal dilambangkan dengan simbol K. Satuan SI untuk mengukur konduktivitas termal adalah Watt per meter Kelvin (W/mK). Konduktivitas termal dari bahan tertentu sering tergantung pada suhu dan bahkan arah perpindahan panas. Menurut hukum kedua termodinamika , panas selalu mengalir dari daerah panas ke daerah dingin. Dengan kata lain, perpindahan panas bersih membutuhkan gradien suhu. Semakin tinggi konduktivitas termal suatu material, semakin tinggi laju perpindahan panas melintasi material tersebut.
Kebalikan dari konduktivitas termal bahan tertentu dikenal sebagai resistivitas termal bahan itu. Itu berarti, semakin tinggi konduktivitas termal, semakin rendah resistivitas termal. Konduktivitas termal (K) suatu bahan dapat dinyatakan sebagai;
K(T) = (T) p (T) C p (T)
Dimana, (T)- Difusivitas termal, p(T) – densitas, C p T- kapasitas panas spesifik
Bahan seperti berlian, Tembaga, Aluminium, dan Perak memiliki konduktivitas termal yang tinggi dan dianggap sebagai konduktor termal yang baik. Paduan aluminium banyak digunakan sebagai heat sink terutama dalam elektronik. Bahan seperti kayu, poliuretan, Alumina dan polistirena, di sisi lain, memiliki konduktivitas termal yang rendah. Maka dari itu, bahan tersebut digunakan sebagai isolator termal.
Konduktivitas termal suatu bahan dapat berubah ketika fase bahan berubah dari padat ke cair, cair ke gas atau sebaliknya. Sebagai contoh, konduktivitas termal es berubah ketika es mencair menjadi air.
Konduktor listrik yang baik biasanya merupakan konduktor termal yang baik. Namun, Perak adalah konduktor termal yang relatif lemah meskipun merupakan konduktor listrik yang baik.
Elektron adalah kontributor utama konduktivitas termal logam sedangkan getaran kisi atau fonon adalah kontributor utama konduktivitas termal nonlogam. Dalam logam, konduktivitas termal kira-kira sebanding dengan produk dari konduktivitas listrik dan suhu absolut. Namun, konduktivitas listrik logam murni menurun ketika suhu meningkat karena hambatan listrik logam murni meningkat dengan meningkatnya suhu. Akibatnya, produk dari hambatan listrik dan suhu absolut serta konduktivitas termal tetap kira-kira konstan dengan kenaikan atau penurunan suhu.
Berlian adalah salah satu konduktor termal terbaik di sekitar suhu kamar, memiliki konduktivitas termal lebih dari 2.000 watt per meter per Kelvin.
Yang perlu anda ketahui tentang Difusivitas Termal
Difusivitas termal suatu material adalah inersia termal material tersebut. Ini dapat dipahami sebagai kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan panas, relatif terhadap panas yang disimpan per satuan volume.
Difusivitas termal suatu material dapat didefinisikan sebagai konduktivitas termal dibagi dengan produk dari kapasitas panas spesifik dan densitas. Hal ini dapat dinyatakan secara matematis sebagai;
(T)= K(T)/( p (T)C p (T))
(T) = Difusivitas termal
Itu berarti, semakin tinggi difusivitas termal, semakin tinggi konduktivitas termal. Maka dari itu, bahan yang memiliki difusivitas termal yang lebih tinggi menghantarkan panas dengan cepat melaluinya. Difusivitas termal gas sangat sensitif terhadap suhu dan juga tekanan. Satuan SI untuk mengukur difusivitas termal adalah m 2 s -1 .
Tidak seperti konduktivitas termal, difusivitas termal bukanlah istilah yang sering digunakan. Namun, ini adalah sifat fisik penting dari bahan yang membantu untuk memahami kemampuan bahan untuk menghantarkan panas relatif terhadap panas yang disimpan per satuan volume.
Grafit pirolitik memiliki difusivitas termal 1,22 × 10 3 m 2 /s
Perbedaan Antara Konduktivitas Termal dan Difusivitas Termal
Definisi:
Konduktivitas Termal: Konduktivitas termal suatu material adalah ukuran kemampuan material itu untuk menghantarkan panas melaluinya.
Difusivitas Termal: Difusivitas termal dapat dipahami sebagai kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan panas relatif terhadap panas yang disimpan per satuan volume.
Rumus Perhitungan
Konduktivitas termal (K) dari suatu bahan dapat dinyatakan sebagai;
K(T) = (T)ρ(T) Cp (T)
Dimana, (T) – Difusivitas termal, (T)- densitas, Cp (T)- kapasitas panas spesifik
Difusivitas termal ( ) suatu material dapat dinyatakan dalam konduktivitas termal sebagai;
(T)=K(T)/( (T) Cp (T) )
Dilambangkan dengan:
Konduktivitas termal: K
Difusivitas Termal:
satuan SI:
Konduktivitas Termal: W/mK
Difusivitas Termal: m 2 .
Ukuran
Konduktivitas Termal : M 1 L 1 T 3 1
Difusivitas Termal: L 2 .
Gambar Courtesy:
“Berlian Kasar” Oleh karyawan USGS Tidak Dikenal – Sumber asli: situs web “Minerals in Your World” USGS. Tautan gambar langsung: [1] (Domain Publik) melalui Commons Wikimedia
“Grafit pirolitik” (CC BY-SA 3.0) melalui Commons Wikimedia
