[열전달] 전도성(Conductivity), 수용력(Capacity), 열확산성(Diffusivity)

- 전도성(conductivity)

- 수용력(capacity)

- 열확산성(diffusivity)​

​- 모아보면, 참고

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전도성(Conductivity)

전도성은 앞서 자세히 다뤘고,

다시 간단히 말하자면

에너지를 얼마나 빨리 전달해주냐의 수치이다.

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2020/02/05 - [정리, 공부해요/기계공학] - [열전달] 전도성(Conductivity), 수용력(Capacity), 열확산성(Diffusivity)

[열전달] 전도성(Conductivity), 수용력(Capacity), 열확산성(Diffusivity)

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수용력(Capacity)

처음에 열 에너지는 온도를 올리거나 자유도에 쓰인다고 했다.

Capacity는 자유도와 관련이 큰 요소라 보면 된다.

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전자 회로를 배우다 보면 Capacitance를 배우게 된다.

전기의 경우는 전압을 걸어주면, 그 순간 그 끝단에서 그 전압이 읽힌다.

전류의 흐름이 그만큼 빠르고 생성된 길(전선을 따라)로만 흐르는 것인데.

중간에 캐패시티를 달면 캐패시티의 수용력을 채우기 전에는 그 다음으로 넘어가지 못한다.

회로에서 캐패시티를 달던 이유가 회로/칩들의 수명 때문이었나요? 뭔가 보호의 느낌으로 달았던것 같은 기억이..

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아무튼! 전기 흐름에서는 만들어 달아주는 캐패시티가 열전달에서는 어디든 있다.

(어찌보면 즉각적인 열 흐름을 방해하는 요소라고 볼 수도 있겠다.)

그리고 같은 개념으로, 열이 흐르고 열이 흘러 온도에 영향을 주기 위해서는 캐패시티를 채우고 넘어가야 한다.

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같은 물질이 하나는 273K, 다른 하나는 283K이다. 그러면 283K의 물질이 에너지가 많다고 볼 수 있지만,

같은 283K의 서로 다른 물질이라면?

많은 E의 283K이냐, 적은 283K이냐를 보는데 Capacity, 밀도를 고려한다.

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같은 온도의 철과 스티로폼이 있다면 그 온도의 무게감이 서로 다르다.

철이 스티로폼에 비해 온도 전달/변화가 어렵고, 열을 꽉 잡고 있어한다. Capacity가 비교적 높은 물질인 것이다.

즉, Capacity가 크면, 온도변화에 둔감하고 많은 에너지(열)의 변화가 있어야 온도의 변화가 생긴다.

일정량의 수용치를 채워야만 아웃풋(온도변화)이 생기는 것이다. Capacity가 크다는 것은 그 수용치가 크다는 것이고.

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그러니, Capacity가 클수록 외부 자극에 둔감하다.(= 외부자극에 상관없이 자기 관성을 유지한다.)

이런 것을, 자유도가 높다고 말할 수 있겠다.

자유도가 높다, 많은 에너지를 받아야 자유로움이 깨지고 질서정연 해지며 온도변화에 영향을 주기 시작한다.

​<자유도의 개념>

2020/01/14 - [정리, 공부해요/기계공학] - [열전달] 열과 온도의 개념, 열전달의 필요 이유

[열전달] 열과 온도의 개념, 열전달의 필요 이유

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열확산성(Diffusivity)

열이 생겼을 때 공간적으로 얼마나 빨리 이동하는지. [m^2 / s]

빠르게 전달되고, 채워야할 양이 적으면 공간적으로 빨리 이동(열확산성이 크다)

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Diffusivity는 공간적, Conductivity는 에너지적으로 얼마나 빨리 이동하고 옮기느냐인 것이다.

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폴리머 < 컴퍼짓 < 세라믹 < 금속

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모아보면,

깊이, 홈의 모양(굵기)를 Capacity로 불 수 있고,

비탈길을 엔트로피로 (에너지의 자연스러운 흐름 표현)

비탈길에 흘려주는 물의 흐름이 q.

물이 흐르다 홈(Capacity)에 채워지고, 채워지고 난 후에 다음으로 나아간다.

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열전달에서의 capacity

Individual capacity가 높은 것보다

(무거운 원자/분자)

결합 전체의 capacity가 높은 것이 열전달이 잘된다.

(강한 결합/스프링 = 풀어질 때 엄청난 진동/탄성 흔들림 발생 = 에너지 전달)

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Fundamentals of Heat and Mass Transfer (7th ed) 참고