Effusivité Térmico

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Este artículo es una ébauche con relación a la ciencia.

Podéis compartir vuestros conocimientos mejorándolo (cómo ?) Según las recomendaciones de los proyectos correspondientes.

El effusivité térmico de un matériau caracteriza su capacidad a intercambiar de laenergía térmica con su medio ambiente. Es dada por :

$E=\sqrt{\lambda\rho c}$

dónde

$\lambda$ Es la conductividad térmica del matériau (en [W·m^-1·K^-1])

$\rho$ la masa volumique del matériau (en [kg.M^-3])

$c$ la capacidad térmica massique del matériau (en [J.Kg^-1.K^-1])

Se expresa pues J.K^-1.M^-2.S^-1/2.

Sentido físico y paradoja del mármol frío

El théorème esencial dice « théorème del contacto térmico » es el siguiente :

Esté un matériau 1, de effusivité E₁ a la temperatura T₁, puesto en contacto con un matériau 2 de effusivité E₂ y de temperatura T₂. Se supone que la apuesta en contacto se hace por una superficie planea perfectamente lisse. Se néglige pues el aguante de contacto. Cuál es inmediatamente después del contacto la temperatura de superficie de las dos matériaux ?

La respuesta no es evidentemente ni T₁ ni T₂, pero bastante posiblemente entre ambas. Este no es tampoco (T₁+T₂)/2 porque se concibe que la diffusivité importa, así como la capacidad térmica de las matériaux. La respuesta está :

$T = {(E_1\,T_1 + E_2\,T_2) \over (E_1 + E_2)}$

Con ${T, T_1, T_2}$ en la misma unidad de temperatura que puede ser el kelvin o la grada Celsius.

Por ejemplo, si se plantea la mano sobre del bosque y del acero asimismo temperatura (decimos 20 °C), el acero aparecerá más frío porque su effusivité es de 14 000 J/K/m²/s^1/2 y aquella de la piel 400. La temperatura entonces sentida por los sensores de la piel está : $(14000*20+400*37)/14400 = 20.47$ °C. En cambio, para el bosque de effusivité del orden de 400 igualmente, la temperatura sentida $(400*20+400*37)/800 = 28.5$ °C : el bosque es sentido como una materia caliente", mientras que su temperatura es la misma que aquella de la pieza, 20 °C .

Vínculo y diferencia con la diffusivité térmica

No confundir el effusivité térmico con la diffusivité térmica $D = {\lambda \over \rho c}$ en m²/s. Ambos valores son ligadas evidentemente : $E=\sqrt{D}\, \rho c$ .

Todas dos son las magnitudes esenciales para cuantificar la inercia térmica.

A la diferencia de la diffusivité térmica que describe la rapidez de un desplazamiento de los calories a través de la masa de un matériau, el effusivité describe la rapidez con la cual un matériau absorbe los calories. Más el effusivité es elevada, más el matériau absorbe de energía sin se réchauffer notablemente. Al contrario, más es débil, cuanto antes el matériau se réchauffe.