Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
процесы Войстрик.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
01.03.2025
Размер:
92 Кб
Скачать
☆

Теплопроводность жидкостей и газов

Теплопроводность, один из видов переноса теплоты (энергии теплового движения микрочастиц) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. При теплопроводности перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией.

Отклонения от закона Фурье могут появиться при очень больших значениях grad T (например, в сильных ударных волнах), при низких температурах (для жидкого гелия Не) и при высоких температурах порядка десятков и сотен тысяч градусов, когда в газах перенос энергии осуществляется не только в результате межатомных столкновений, но в основном за счёт излучения (лучистая теплопроводность). В разреженных газах, когда l сравнимо с расстоянием L между стенками, ограничивающими объём газа, молекулы чаще сталкиваются со стенками, чем между собой. При этом нарушается условие применимости закона Фурье, и само понятие локальной температуры газа теряет смысл. В этом случае рассматривают не процесс теплопроводности в газе, а теплообмен между телами, находящимися в газовой среде.

23. Зако́н Фур'є́ — напівемпіричний закон теплопровідності, який стверджує, що тепловий потік пропорційний градієнту температури

,

де   — тепловий потік, T — температура,   — оператор Гамільтона.

Коефіцієнт пропорційності   називається коефіцієнтом теплопровідності. Він вважається незалежним від температури принаймні для малих градієнтів.

Таку залежність встановив експериментально Жозеф Фур'є в 1822 році. Він аналогічний закону Фіка для дифузії та закону Ома для електричних струмів.

Теплопрові́дність — здатність речовини переносити теплову енергію, а також кількісна оцінка цієї здатності: фізична величина, що характеризує інтенсивність кондуктивного теплообміну в речовині, яка дорівнює відношенню густини теплового потоку до градієнта температури[1].

Явище теплопровідності полягає в тому, що кінетична енергія атомів й молекул, яка визначає температуру тіла, передається атомам і молекулам у тих областях тіла, де температура нижча.

Теплопровідність не єдиний шлях, яким тепло передається від тіла з вищою температурою, до тіла з нижчою температурою. Така теплопередача може також відбуватися за рахунок теплового випромінювання і конвекції. Різниця між теплопровідністю й конвекцією в тому, що при конвекції тепло переноситься разом із речовиною, а при теплопровідності переносу речовини немає.

Теплопровідність твердих тіл

Тепловий рух часток твердого тіла, як конденсованої середовища, відмінно від руху частинок газів. В основу теорії твердого тіла покладено модель нескінченного ідеального монокристала. Частинки твердого тіла, пов'язані між собою силами взаємодії, які залежать від відстані, роблять коливанняблизько положень рівноваги у вузлах кристалічної решітки. На основі цього і розроблена теорія теплоємності і теплопровідності твердого тіла.Знання величин теплоємності та коефіцієнта теплопровідності твердого тіла необхідно для інженерних розрахунків при створенні нових машин, розрахунку їх коефіцієнта корисної дії, вони потрібні в будівництві для розрахунку теплових властивостей будівель, їх теплоізоляційнихвластивостей. У загальному випадку перенесення тепла здійснюється двома типами носіїв: електронами провідності і власне фононами. Розглянемо основні механізми перенесення тепла в твердому тілі.