Теплопроводность

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Материал Теплопроводность, Вт/(м·K)
Алмаз 1000-2600
Серебро 430
Медь 390
Латунь 111
Золото 320
Алюминий 236
Платина 70
Кварц 8
Стекло 1
Вода 0.6
Шерсть 0.05
Воздух (300 K, 100 kPa) 0.026

Теплопрово́дность — это способность вещества пропускать через свой объём тепловую энергию, а также количественная оценка этой способности (также называется коэффициентом теплопроводности).

Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передается из более нагретых областей тела к менее нагретым областям.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием теплорода от одного тела к другому. Однако более поздние опыты, в частности, нагрев пушечных стволов при сверлении, опровергли реальность существования теплорода как самостоятельного вида материи. Соответственно, в настоящее время считается, что явление теплопроводности обусловлено стремлением занять состояние более близкое к термодинамическому равновесию, что выражается в выравнивании температуры.

В установившемся режиме поток энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры:

\(\vec F=\varkappa~\mbox{grad}(T)\)

(\(F\) — вектор потока тепла — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, \(\varkappa\) — коэффициент теплопроводности \(T\) — температура.) Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идет о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

\(P=\varkappa \frac{S \Delta T}{h}\)

(\(P\) — полная мощность тепловых потерь, \(S\) — площадь параллелепипеда, \(\Delta T\) — перепад температур, \(h\) — толщина параллелепипеда.)

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K) или W·m-1·K-1.

Коэффициент теплопроводности вакуума[править]

Коэффициент теплопроводности вакуума строго равен нулю. Это связано с отсутствием в вакууме материальных частиц способных переносить тепло. Тепло в вакууме передаётся только излучением. Поэтому для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят, а воздух между ними откачивают.

См.также[править]

Другие способы теплопередачи

Литература[править]