Difusividade térmica

Na análise de transferência de calor, difusividade térmica é a condutividade térmica dividida por densidade e capacidade específica de calor a pressão constante.

Mede a taxa de transferência de calor de um material do lado quente para o lado frio. Ele tem a unidade derivada SI de m²/s. A difusividade térmica é geralmente denotada $\alpha$, mas $a$, $\kappa$, $K$, e $D$ também são usados. A fórmula é:

$\alpha =\frac{k}{\rho c_p},$

onde:

• $k$ é condutividade térmica (W/(m·K))
• $\rho$ é densidade (kg/m³)
• $c_p$ é capacidade de calor específica (J/(kg·K))

Juntos, $(\rho c_p)$ podem ser considerados a capacidade de calor volumétrico (J/(m³·K)).

Como visto na equação do calor,

$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha {\mathrm{\nabla }}^{2}T$,

uma maneira de visualizar a difusividade térmica é como a razão entre tempo derivado de temperatura e sua curvatura, quantificando a taxa na qual a concavidade da temperatura é "suavizada fora". Em certo sentido, a difusividade térmica é a medida da inércia térmica. Em uma substância com alta difusividade térmica, o calor se move rapidamente através dela porque a substância conduz calor rapidamente em relação à sua capacidade volumétrica de calor ("thermal bulk").