什麼是熱擴散率

正確答案：A. 約9.8×10⁻⁵ m²/s

α = 237/(2700×900) = 237/(2.43×10⁶) ≈ 9.75×10⁻⁵ m²/s，約9.8×10⁻⁵ m²/s。熱擴散率表示溫度變化在材料中傳播的快慢，出現在非穩態熱傳導方程式 ∂T/∂t = α∇²T 中。厚度 L 的材料內部溫度發生變化所需時間的估計值為 L²/α，厚度10 mm的鋁約為1 s。約9.8×10⁻² m²/s 是把比熱以 J/(g·K) 的0.9直接代入而偏差1000倍的值。約0.26 m²/s 是忘了乘上密度而用 κ/c 的值，單位也不是 m²/s。

正確答案：B. 約1.1×10⁻⁵ m²/s

L = 2.0×10⁻³ m，因此 L² = 4.0×10⁻⁶ m²，α = 0.1388×4.0×10⁻⁶/0.050 ≈ 1.1×10⁻⁵ m²/s。表面吸收的熱沿厚度方向擴散而到達背面所需的時間與 L²/α 成正比，因此可由溫升達到一半的時間求得熱擴散率。約8.0×10⁻⁵ m²/s 是忘了乘上係數0.1388的值，約5.6×10⁻³ m²/s 是忘了將厚度平方的值，單位也不是 m²/s。熱導率再利用另外量測的密度與比熱，以 κ = αρc 求得。時間隨厚度的平方變化，因此熱擴散率越大的材料，越要使用較厚的試樣，使時間容易量測。