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:
,
дзе — каэфіцыент цеплаправоднасці; — градыент тэмпературы (у напрамку пераносу).
Закон цеплаправоднасці Фур’е
[правіць | правіць зыходнік]Закон цеплаправоднасці Фур’е вызначае колькасць цяпла, якое праходзіць 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:
,
дзе q — паток цяпла, г. зн. колькасць цяпла, якая праходзіць праз адзінку плошчы за адзінку часу; T — тэмпература; — каэфіцыент цеплаправоднасці.
Інтэгральная форма закона атрымліваецца з дыферэнцыяльнай шляхам інтэгравання:
Каэфіцыент цеплаправоднасці
[правіць | правіць зыходнік]
Каэфіцыент цеплаправоднасці з’яўляецца фізічнай уласцівасцю рэчыва і характарызуе яго здольнасць праводзіць цеплыню.
Каэфіцыент цеплаправоднасці роўны колькасці цеплыні, якая праходзіць у адзінку часу праз адзінку плошчы ізатэрмічнай паверхні пры тэмпературным градыенце, роўным 1.
Абазначаецца , адзінка вымярэння — Вт/(м·К).
Для розных рэчываў каэфіцыент цеплаправоднасці розны і ў агульным выпадку залежыць ад структуры, тэмпературы, ціску, вільготнасці, шчыльнасці. Для многіх матэрыялаў залежнасць каэфіцыента цеплаправоднасці ад тэмпературы мае лінейны характар:
- ,
дзе — каэфіцыент цеплаправоднасці матэрыялу пры тэмпературы , b — пастаянная, 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 суадносінамі:
- ,
дзе — сярэдняя хуткасць малекул газу; — сярэдняя дліна свабоднага прабегу малекул газу паміж двума сутыкненнямі; — цеплаёмістасць газу пры пастаянным аб’ёме; — шчыльнасць газу.
Паколькі шчыльнасць ідэальнага газу прама прапарцыйная, а даўжыня свабоднага прабегу малекул адваротна прапарцыйная яго ціску, то каэфіцыент цеплаправоднасці газаў значна не залежыць ад ціску.
Пры павышэнні тэмпературы каэфіцыент цеплаправоднасці газаў таксама павялічваецца, бо з павышэннем тэмпературы павялічваецца 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 працэсу 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 узрастае з ростам p і T.
Гл. таксама
[правіць | правіць зыходнік]Спасылкі
[правіць | правіць зыходнік]- Каэфіцыенты цеплаправоднасці элементаў(недаступная спасылка)