Цеплаправоднасць

З пляцоўкі Вікіпедыя.
Перайсці да: рух, знайсці

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).

Закон цеплаправоднасці Фур'е[правіць | правіць зыходнік]

Закон цеплаправоднасці Фур'е вызначае колькасць цяпла, якое праходзіць пры цеплаправоднасці праз дадзеную плошчу паверхні за дадзены час. Закон вызначае, што гэтая колькасць цяпла проста прапарцыянальная рознасці тэмператур між часткамі цела (градыенту тэмпературы), а таксама каэфіцыенту цеплаправоднасці, які з'яўляецца ўласцівасцю рэчыва.

У дыферэнцыяльнай форме закон Фур'е запісваецца наступным чынам:

\vec q = - \lambda Grad T

дзе q — паток цяпла — колькасць цяпла, якая праходзіць праз адзінку плошчы за адзінку часу; T — тэмпература; \lambda — каэфіцыент цеплаправоднасці.

Інтэгральная форма закона атрымліваецца з дыферэнцыяльнай шляхам інтэгравання:

\frac {\partial Q} {\partial t} = - \lambda \oint_S Grad T \vec {dS}

Каэфіцыент цеплаправоднасці[правіць | правіць зыходнік]

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[правіць | правіць зыходнік]

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[правіць | правіць зыходнік]

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]