Калькулятор температуропроводности

Введите расчет

Теплопроводность k (Вт/(м·К))

Плотность ρ (кг/м³)

Удельная теплоёмкость cp (Дж/(кг·К))

Результатов

Температуропроводность (α)

0,000097531

м²/с

В мм²/с	97,5309 mm²/s

Что такое температуропроводность?

Температуропроводность (\(\alpha\)) показывает, насколько быстро тепло распространяется по материалу относительно того, сколько тепла он способен накапливать. Высокое значение означает, что тепло движется быстро и материал быстро приходит к тепловому равновесию; низкое значение говорит о медленной проводимости тепла. Это ключевая характеристика при анализе нестационарного теплообмена, в литейном производстве, охлаждении электроники и строительной физике. Единица измерения в системе СИ — квадратный метр в секунду (м²/с).

Температуропроводность показывает, насколько быстро тепло распространяется в материале.

Как пользоваться калькулятором

Введите три свойства материала: теплопроводность \(k\) в Вт/(м·К), плотность \(\rho\) в кг/м³ и удельную теплоёмкость \(c_p\) в Дж/(кг·К). Калькулятор выдаст температуропроводность в м²/с, а для удобства — ещё и в мм²/с (значение в м²/с нужно умножить на 1 000 000).

Разбор формулы

Основное уравнение выглядит так:

$$\alpha = \frac{\text{Thermal Conductivity } k}{\text{Density } \rho \cdot \text{Specific Heat } c_p}$$

Здесь \(k\) показывает, насколько легко материал проводит тепло, а произведение \(\rho \cdot c_p\) — это объёмная теплоёмкость, то есть количество тепла, необходимое для нагрева единицы объёма на один градус. Деление способности проводить тепло на способность его накапливать даёт скорость, с которой распространяется температурное возмущение.

Температуропроводность \(\alpha\) — это теплопроводность \(k\), делённая на произведение плотности \(\rho\) и удельной теплоёмкости \(c_p\).

Пример расчёта

Для чистого алюминия: \(k = 237\) Вт/(м·К), \(\rho = 2700\) кг/м³, \(c_p = 900\) Дж/(кг·К).

$$\alpha = \frac{237}{2700 \times 900} = \frac{237}{2\,430\,000} \approx 0{,}00009753 \ \text{м}^2/\text{с}$$ или примерно 97,53 мм²/с. Такое высокое значение объясняет, почему алюминий так быстро нагревается и остывает.

Частые вопросы

Какие единицы измерения использовать? Применяйте согласованные единицы СИ (Вт/(м·К), кг/м³, Дж/(кг·К)), чтобы получить \(\alpha\) в м²/с.

Чем температуропроводность отличается от теплопроводности? Теплопроводность (\(k\)) описывает стационарный тепловой поток, а температуропроводность (\(\alpha\)) — то, как быстро распространяются изменения температуры в нестационарных условиях.

Зачем переводить в мм²/с? В справочниках \(\alpha\) часто приводят именно в мм²/с, потому что значения в м²/с очень малы; 1 м²/с = 1 000 000 мм²/с.