1. Теплопроводность, основной закон теплопроводности.

Теплопроводностью называют перенос теплоты (или внутренней энергии) при непосредственном соприкосновении тел (или частей одного тела) с различной температурой. Теплопроводность различных веществ различна. Это значит, что при одинаковых условиях они передают теплоту с различной скоростью. Наибольшей теплопроводностью обладают металлы – она у них в сотни раз больше, чем у воды (искл. ртуть, свинец). Среди изоляторов лишь алмаз обладает большей теплопроводностью. Все газы очень медленно передают тепло. Явл. теплопров. газов аналогично диффузии. Теплопров. жидкости занимает промежуточное место. Внутренний механизм явл. теплопроводности объясняется на основе МКП, перенос энергии при этом осуществляется вследствие теплового движения.

Если в твердом теле, неподвижной жидкости или газе температура в различных точках неодинакова, то теплота самопроизвольно переносится от участков тела с более высокой температурой к участкам с более низкой температурой. Такой процесс наз. теплопроводностью. Внутренний механизм явления теплопроводности объясняется на основе МКП; перенос энергии при этом осуществляется вследствие теплового движения и энергетического взаимодействия между микрочастицами, из которых состоит данное тело. Процесс теплопроводности неразрывно связан с распределением температуры внутри тела. Поэтому при его излучении прежде всего необходимо установить понятия температурного поля и градиента температуры.

Температурное поле. Т характеризует тепловое состояние тела и определяет степень его нагретости. Т.к. тепловое состояние отдельных частей тела в процессе теплопроводности различно, то в общем случае температура является ф-ей координат x, y, z и времени: . Совокупность значений температуры для всех точек пространства в данный момент времени наз. температурным полем. является математическим выражением поля. Если температура меняется во времени, поле – неустановившиеся (нестационарное), не меняется – установившиеся (стационарное). Т может быть ф-ей 1, 2 и 3 координат. Поэтому темп.поле наз. одно-, двух- и трех мерным. Наиболее простой вид имеет уравнение одномерного темп.поля: .

При любой температурном поле в теле всегда имеются точки с одинаковой Т. Геометрическое место таких точек обр. изотермическую поверхность. Градиент температуры – это максимальная скорость нарастания температуры по расстоянию. Это вектор, напр. в сторону возрастания Т, численно = 1 производной Т по расстоянию: , где n – нормаль к изотермической поверхности.

Закон Фурье: кол-во переданной теплоты пропорционально падению температуры, времени и площади сечения, перпенд. напр. распространения теплоты: - математическое выражение основного закона теплопроводности – з-н Фурье.

Коэфф. пропорциональности в ур-и - наз. коэфф. теплопроводности. Он является физ. сво-ом в-ва и хар-ет его способность проводить теплоту: . Коэффициент теплопроводности – кол-во теплоты, проход. через слой в-ва единичной толщины при разности температур в один градус. Для различных вещ-в коэфф.теплопр. различен и зависит от структуры, плотности, влажности, давления и температуры. Зависимость коэфф. теплопров. от температуры: , где - коэфф. теплопр. при темп. ; b – постоянная, определяемая опытным путем.