Difusivitas termal

Dalam analisis perpindahan panas, Difusivitas termal adalah konduktivitas termal dibagi dengan massa jenis dan panas jenis pada tekanan yang konstan. Difusivitas termal mengukur kemampuan material untuk mengonduksi energi panas relatif terhadap kemampuannya untuk menyimpan energi panas. Difusivitas termal memakai lambang α namun a, κ,^[1] K,^[2] dan D juga digunakan. Satuan SI yang digunakan adalah m²/s. Difusivitas termal dirumuskan dengan:

${\displaystyle \alpha ={k \over {\rho c_{p}}}}$

di mana

• ${\displaystyle k}$ adalah konduktivitas termal (W/(m·K))
• ${\displaystyle \rho }$ adalah densitas (kg/m³)
• ${\displaystyle c_{p}}$ adalah panas jenis (J/(kg·K))

${\displaystyle \rho c_{p}\,}$ dapat disebut sebagai kapasitas panas volumetrik (J/(m³·K)).

Seperti dilihat pada persamaan panas,^[3]

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

difusivitas termal adalah rasio turunan waktu terhadap temperatur pada turunan keduanya. Difusivitas termal dapat disebut juga sebagai ukuran dari inersia termal.^[4] Dalam zat dengan difusivitas termal yang tinggi, panas bergerak cepat karena zat tersebut menghantarkan panas relatif terhadap kapasitas panas volumetriknya.

Difusivitas termal beberapa bahan^[5][6]

Bahan	Difusivitas termal (m²/s)	Difusivitas termal (mm²/s)
Karbon pirolitik, sejajar dengan lapisan	1.22 × 10−3	1220
Perak (99.9%)	1.6563 × 10−4	165.63
Emas	1.27 × 10−4[7]	127
Tembaga at 25 °C	1.11 × 10−4[8]	111
Aluminium	8.418 × 10−5	84.18
Al-10Si-Mn-Mg (Silafont 36) at 20 °C	74.2 × 10−6[9]	74.2
Aluminum paduan 6061-T6	6.4 × 10−5 [7]	64
Al-5Mg-2Si-Mn (Magsimal-59) at 20 °C	44.0 × 10−6[10]	44.0
Baja, 1% carbon	1.172 × 10−5	11.72
Baja tahan karat 304A at 27 °C	4.2 × 10−6[7]	4.2
Baja tahan karat 310 at 25 °C	3.352 × 10−6 [11]	3.352
Inconel 600 at 25 °C	3.428 × 10−6[12]	3.428
Molybdenum (99.95%) at 25 °C	54.3 × 10−6[13]	54.3
Besi	2.3 × 10−5[7]	23
Silikon	8.8 × 10−5[7]	88
Quartz	1.4 × 10−6[7]	1.4
Komposit karbon pada 25 °C	216.5 × 10−6[8]	216.5
Aluminium oksida (polikristalin)	1.20 × 10−5	12.0
Silikon dioksida (polikristalin)	8.3 × 10−7[7]	0.83
Si3 N4 dengan CNTs 26 °C	9.142 × 10−6[14]	9.142
Si3 N4 tanpa CNTs 26 °C	8.605 × 10−6[14]	8.605
Polikarbonat pada 25 °C	0.144 × 10−6[15]	0.144
Polipropilena pada 25 °C	0.096 × 10−6[15]	0.096
Parafin pada 25 °C	0.081 × 10−6[15]	0.081
PVC	8 × 10−8[7]	0.08
PTFE pada 25 °C	0.124 × 10−6[16]	0.124
Air at 25 °C	0.143 × 10−6[15]	0.143
Alkohol	7 × 10−8[7]	0.07
Uap air (1 atm, 400 K)	2.338 × 10−5	23.38
Udara (300 K)	1.9 × 10−5[7]	19
Argon (300 K, 1 atm)	2,2×10−5[17]	22
Helium (300 K, 1 atm)	1,9×10−4[17]	190
Hidrogen (300 K, 1 atm)	1,6×10−4[17]	160
Nitrogen (300 K, 1 atm)	2,2×10−5[17]	22
Timah	4.0 × 10−5 [7]	40
Kaca jendela	3.4 × 10−7	0.34
Karet	1.3 × 10−7[butuh rujukan]	0.13
Nilon	9 × 10−8	0.09
Kayu (Pinus Kuning)	8.2 × 10−8	0.082
Pelumas mesin (jenuh 100 °C)	7.38 × 10−8	0.0738

Lihat pula

• Persamaan panas
• Termodifusi
• Efusivitas termal
• Konstanta waktu termal