Цеплаправоднасць

Цеплаправо́днасць – перадача (перанос) цеплыні з адной часткі цела ў іншую. Прычынай цеплаправоднасці з'яўляецца ўзаемадзеянне малекул цела і абмен кінетычнай энергіяй між імі.

Колькасць цяпла, якая пераносіцца праз паверхню dS за час dt, вызначаецца законам Фур'е:

$dQ = - \lambda \frac {dT} {dx} dS dt$

дзе $\lambda$ – каэфіцыент цеплаправоднасці; $\frac {dT} {dx}$ – градыент тэмпературы (у напрамку пераносу).

Каэфіцыент цеплаправоднасці

Кветка на кавалку аэрагеля над гарэлкай Бунзена

Каэфіцыент цеплаправоднасці з'яўляецца фізічнай уласцівасцью рэчыва і характарызуе яго здольнасць праводзіць цеплыню.

Каэфіцыент цеплаправоднасці роўны колькасці цеплыні, якая праходзіць у адзінку часу праз азінку плошчы ізатэрмічнай паверхні пры цемпературным градыенце роўнаму аднаму.

Абазначаецца як $\lambda$, адзінка вымэрэння - Вт/(м·К).

Для розных рэчываў каэфіцыент цеплаправоднасці розны і ў агульным выпадку залежыць ад структуры, тэмпературы, ціску, вільготнасці, шчыльнасці. Для многіх матэр'ялаў залежнасць каэфіцыента цеплаправоднасці ад тэмпературы мае лінейны характар:

$\lambda = {\lambda_0} (1+b(T-T_{0}))$,

(дзе $\lambda_0$ - каэфіцыента цеплаправоднасці матэр'яла пры тэмпературы $T_{0}$, b - пастаянная, якая розная для розных рэчываў).

Каэфіцыент цеплаправоднасці газаў

Каэфіцыент цеплаправоднасці газаў знаходзіцца ў межах 0,005-0,5 Вт/(м·К). Для ідэальных газаў ён вызначаецца суадносінай:

$\lambda = \overline{\lambda} \overline{\omega} c_{\vartheta} {\rho}/3$,

(дзе - сярэдняя хуткасць малекул газа; - сярэдняя дліна свабоднага прабегу малекул газа паміж дзвюмя сутыкненнямі; - цеплаёмістасць газа пры пастаянным аб'ёме; - шчыльнасць газа).

Паколькі шчыльнасць ідэальнага газа прама прапарцыйна, а дліна свабоднага прабегу малекул абратна прапарцыйна яго ціску, то каэфіцыент цеплаправоднасці газаў значна не залежыць ад ціску.

Пры павышэнні тэмпературы каэфіцыент цеплаправоднасці газаў таксама павялічваецца, бо з павышэннем тэмпературы павялічваеца хуткасць малекул і цеплаёмкасць газаў.

Пералічаныя вышэй залежнасці не маюць месца пры малых і вялікіх цісках. У першым выпадку газ трэба разглядаць як сістэму цел, а замест працэса цеплаправоднасці ў ім трэба разглядаць цеплаабмен паміж асобнымі молекуламі. У другім - газ з'яўляецца рэальным і залежнасць каэфіцыенту цеплаправоднасці ад ціску і тэмпературы ўяўляе сабою складаную функцыю (пры гэтым $\lambda$ ўзрастае з ростам p і T).

Гл. таксама

• Цеплаперадача
• Канвекцыя
• Цеплавое выпраменьванне
• Закон Ньютана — Рихмана
• Ураўненне дыфузіі

Спасылкі

• Каэфіцыенты цеплаправоднасці элементаў