熱擴散率

在傳熱分析中，熱擴散率a（單位是m^2/s）是熱導率λ與比熱容c和密度ρ的乘積之比。

a=λ/（ρ·c）

其中：熱導率λ（單位：W/(m·K)）

比熱容（單位：J/(kg·K)）

密度（單位：kg/(m^3)）。

熱擴散率又叫導溫係數，它表示物體在加熱或冷卻中，溫度趨於均勻一致的能力。這個綜合物性參數對穩態導熱沒有影響，但是在非穩態導熱過程中，它是一個非常重要的參數。

對於普通的岩石來說，~10m^2/s。在300K，空氣的熱擴散率是0.000024m^2/s。

對於空氣的熱擴散率與絕對溫度之間的關係。

熱擴散率的測量採用非穩態法，常用激光脈衝法。儀器的測量原理是：在一個四周絕熱的薄圓片試樣的正面，輻照一束垂直於試樣正面的均勻的激光脈衝，試樣被單面加熱，測出在一維熱流條件下試樣背面的溫升曲線，計算求得熱擴散率值。

土壤在一定的熱量得失的情況下，其溫度的變化快慢可由土壤熱擴散率來表示。由上式可知，凡影響土壤熱導率和土壤熱容量的因子都影響土壤熱擴散率的大小，如土壤有機質的含量、土壤孔隙度的大小及土壤濕度等。但是，土壤熱擴散率與土壤濕度的關係比較複雜，因為土壤水分含量的變化同時對土壤熱導率和土壤熱容量產生影響，因此土壤熱擴散率與土壤濕度並非簡單的線性關係。根據試驗和觀測表明，在土壤濕度較小的情況下，隨著土壤濕度的增大土壤熱擴散率增加，但當土壤濕度超過一定數值以後，因熱導率的增加不顯著，而熱容量仍隨濕度線性增加，所以土壤熱擴散率反而下降了。

對於熱擴散率大的土壤，如濕潤的黏土，白天，當有太陽輻射能的收人時，它可以很快地將表層得到的熱量傳遞到土壤深層，這樣土壤表層溫度就不會過高；夜間，當土壤表面由於地面有效輻射失去熱量時，它又可以把土壤深層的熱量很快傳遞到土壤表層來，使土壤表層的夜間溫度不致太低。因此這種土壤的地面溫度不易出現極端值，即白天地溫過高，夜間地溫又過低。這對作物的生長是非常有利的。相反，如果土壤的熱擴散率很小，如乾燥的泥炭土，白天，它不易將地表的熱量迅速傳遞到土壤深層，使白天地表溫度過高，夜間，它又不易將土壤深層的熱量傳遞到土壤表面，致使夜間地表面溫度過低。所以這種土壤很容易出現極端溫度，使生長在它上面的作物極易受到凍害或熱害的威脅。