Теплопроводность

Явление теплопроводности возникает, если различные слои газа имеют разную температуру, т. е. обладают различной внутренней энергией. Молекулы, попавшие из нагретых частей газа в более холодные, отдают избыток своей энергии окружающим частицам. Наоборот, медленно движущиеся молекулы, попадая из холодных частей в более горячие, увеличивают свою энергию за счет соударений с молекулами, обладающими большими скоростями.

Процесс передачи внутренней энергии в форме теплоты происходит так, что количество теплоты , переносимое время через площадку , прямо пропорционально градиенту температуры , площади и времени :

. (6)

Формула (6) называется законом теплопроводности Фурье.

Знак «-» указывает на то, что тепло переносится в сторону убывания температуры.

– коэффициент теплопроводности:

, .

Коэффициент теплопроводности показывает, какое количество теплоты переносится через единицу площади за единицу времени при градиенте температуры, равном единице.

С точки зрения молекулярно-кинетической теории:

.

где – плотность газа;

– средняя арифметическая скорость молекул;

– средняя длина свободного пробега молекул;

– удельная теплоёмкость газа при постоянном объёме.

Между коэффициентами переноса существуют простые зависимости:

,

.

Явление	Переносимая физическая величина	Закон переноса	Коэффициент переноса (МКТ)
Диффузия	Масса
Внутреннее трение	Импульс
Теплопроводность	Внутренняя энергия