Εκτός από το νόμο του Fourier που χρησιμοποιεί τη θερμική ροή και το μερικό παράγωγο, μπορείτε επίσης να μετρήσετε τη θερμική αγωγιμότητα ενός δεδομένου αντικειμένου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο δίσκου, που διατυπώθηκε από τον Lee και τη μέθοδο ράβδου από τη Searle's.
Όσον αφορά τη φυσική, η θερμική αγωγιμότητα αναφέρεται στην ιδιότητα των υλικών για την αγωγή θερμότητας και θερμικής ενέργειας. Η θερμική αγωγιμότητα είναι μια χρήσιμη ιδέα λόγω μιας ποικιλίας εφαρμογών. Αντικείμενα με υψηλή θερμική αγωγιμότητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση θερμότητας ή για την παραμονή της θερμότητας σε ένα δεδομένο αντικείμενο. Ο χαλκός, για παράδειγμα, έχει υψηλή θερμική αγωγιμότητα, γι 'αυτό και αυτός ο τύπος μετάλλου θεωρείται ως ένα από τα καλύτερα υλικά για κατσαρόλες και ταψιά. Από την άλλη πλευρά, η χαμηλή θερμική αγωγιμότητα είναι αποτελεσματική για μόνωση, είτε για να διατηρείται ένα αντικείμενο ζεστό σε σταθερή θερμοκρασία για μεγάλες χρονικές περιόδους, είτε για κρύο για μεγάλες χρονικές περιόδους. Δείτε πώς μπορείτε να υπολογίσετε τη θερμική αγωγιμότητα ενός αντικειμένου.
Μερικό παράγωγο. Υπάρχουν δύο κύρια δεδομένα που πρέπει να λάβετε πρώτα πριν από τον υπολογισμό της θερμικής αγωγιμότητας μιας δεδομένης ουσίας ή υλικού. Το πρώτο είναι το μερικό παράγωγο και το δεύτερο είναι η ροή θερμότητας. Το μερικό παράγωγο είναι η τιμή μιας δεδομένης μεταβλητής όταν οι άλλες μεταβλητές διατηρούνται με σταθερό ρυθμό. Αυτό μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας μια μονοκατευθυνόμενη κατανομή θερμότητας και θερμοκρασίας, όπου x είναι η μεταβλητή της οποίας το μερικό παράγωγο ψάχνετε. Λάβετε υπόψη, ωστόσο, ότι αυτό είναι αποτελεσματικό μόνο όταν αναζητάτε μερικά παράγωγα σε αεροπλάνα. Άλλοι τύποι διανομής, όπως σφαιρικές ή ακτινικές κατανομές, θα έχουν συντεταγμένες των οποίων τα μερικά παράγωγα θα υπολογιστούν μέσω διαφόρων άλλων τύπων μεθόδων.
Ροή θερμότητας. Στη συνέχεια, πάρτε τη ροή θερμότητας. Στο σχολείο, η ροή θερμότητας συνήθως δίνεται σε εξισώσεις, κάτι που θα σας επιτρέψει να προχωρήσετε στο επόμενο βήμα. Ωστόσο, στα εργαστήρια και κατά τη διεξαγωγή πειραμάτων, θα πρέπει να λάβετε μόνοι σας τη ροή θερμότητας. Η απόκτηση της τιμής για τη ροή θερμότητας μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας την προστατευμένη εστία. Αυτή είναι μια συσκευή που θερμαίνει τη ροή για ένα δεδομένο υλικό με ένα ορισμένο πάχος. Η προστατευμένη συσκευή θερμής πλάκας είναι επίσης πολύ χρήσιμη για την απλοποίηση της ροής θερμότητας, καθώς μπορεί να μετρήσει μόνο τη ροή θερμότητας σε σχέση με μία διαστατική και σταθερή ροή θερμότητας. Αυτό σημαίνει ότι η ροή θερμότητας γίνεται γραμμική, κάτι που είναι ευκολότερο να μετρηθεί.
Για να υπολογίσετε την τιμή της θερμικής αγωγιμότητας, θα πρέπει να αντικαταστήσετε τη μεταβλητή q με την τιμή της θερμικής ροής.
Ο νόμος του Φουριέ. Με τη ροή θερμότητας και το μερικό παράγωγο έτοιμο, μπορείτε τώρα να χρησιμοποιήσετε το νόμο του Fourier για να υπολογίσετε τη θερμική αγωγιμότητα ενός υλικού. Ο τύπος για το δίκαιο του Fourier είναι q "= - kdT / dx. Για να υπολογίσετε την τιμή της θερμικής αγωγιμότητας, θα πρέπει να αντικαταστήσετε τη μεταβλητή q με την τιμή θερμικής ροής. Αντικαταστήστε την τιμή dT / dX με τη μερική παράγωγη τιμή και θα πρέπει να μπορείτε να λάβετε την τιμή για το k, που είναι η θερμική αγωγιμότητα, μέσω απλής διαίρεσης και μαθηματικής μεταφοράς.
Λάβετε υπόψη ότι υπάρχουν και άλλοι τρόποι μέτρησης της θερμικής αγωγιμότητας ενός δεδομένου αντικειμένου. Ο τύπος μέτρησης και οι τύποι που θα χρησιμοποιήσετε θα διαφέρουν ανάλογα με τα υλικά που χρησιμοποιείτε και το επίπεδο ακρίβειας που στοχεύετε. Εκτός από το νόμο του Fourier που χρησιμοποιεί τη θερμική ροή και το μερικό παράγωγο, μπορείτε επίσης να μετρήσετε τη θερμική αγωγιμότητα ενός δεδομένου αντικειμένου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο δίσκου, που διατυπώθηκε από τον Lee και τη μέθοδο ράβδου από τη Searle's.
