lämpödiffusiviteettia

Lämpödiffusiviteetti, symboliltaan α (alfa), on fysikaalinen ominaisuus, joka kuvaa aineen kykyä johtaa lämpöä suhteessa sen kykyyn varastoida lämpöä. Se on yksi lämmönsiirron keskeisistä suureista. Yksinkertaistettuna lämpödiffusiviteetti kertoo, kuinka nopeasti aineen lämpötila muuttuu, kun siihen kohdistuu lämpövirtaa. Korkea lämpödiffusiviteetti tarkoittaa, että lämpö leviää nopeasti aineen läpi, kun taas matala lämpödiffusiviteetti viittaa hitaaseen lämpötilan muutokseen.

Lämpödiffusiviteetti määritellään kaavalla α = k / (ρ * c_p), missä k on lämmönjohtavuus, ρ on tiheys ja c_p on ominaislämpökapasiteetti vakiopaineessa. Lämmönjohtavuus (k) kuvaa aineen kykyä siirtää lämpöä, ominaislämpökapasiteetti (c_p) sen kykyä varastoida lämpöenergiaa massayksikköä kohden, ja tiheys (ρ) kuvaa aineen massaa tilavuusyksikköä kohden. Näiden suureiden yhdistelmä antaa kuvan siitä, miten tehokkaasti lämpöenergia leviää aineessa verrattuna siihen, kuinka paljon energiaa aine pystyy varastoimaan.

Yksikkö SI-järjestelmässä lämpödiffusiviteetille on neliömetriä sekunnissa (m²/s). Lämpödiffusiviteetti on tärkeä tekijä monissa lämmönsiirtoon liittyvissä sovelluksissa, kuten rakennusten lämmöneristyksessä, elektroniikan jäähdytyksessä ja teollisissa prosesseissa. Esimerkiksi metallit, joilla on korkea lämmönjohtavuus ja alhainen ominaislämpökapasiteetti, ovat tyypillisesti korkean lämpödiffusiviteetin omaavia aineita.