Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 44 стр.

     Теплопроводность. Закон Фурье. Теплопроводность возникает при
наличии температурной неоднородности, вызванной, например, каким-либо
внешним источником тепла. С макроскопической точки зрения явление
теплопроводности в газе заключается в переносе некоторого количества тепла
∆Q от более горячего слоя к более холодному. Если изменение температуры
Т происходит только в направлении оси ОХ, то через площадку ∆S,
перпендикулярную к оси ОХ ( рис.2.13), за время ∆t будет перенесено
количество тепла ∆Q тем большее, чем больше площадка ∆S , чем больше
тот промежуток времени ∆t, за который наблюдается перенос тепла, и чем
быстрее происходит изменение температуры Т в направлении оси ОХ, т. е.
                                  ∆Т
чем больше градиент температуры       . Следовательно, мы можем написать:
                                  ∆х
                ∆Т
      ∆Q = − χ       ∆S∆t,     (2.20)
                 ∆х
гдеχ−коэффициент теплопроводности, зависящий от сорта газа и от условий,
при которых он находится. Знак минус означает, что теплота ∆Q переносится
в сторону убывания температуры Т. Формула (2.20), описывающая явление
теплопроводности, называется уравне-нием теплопроводности или законом
Фурье.

Рассмотрим      далее молекулярно-
кинетический механизм явления.
При наличии разности температур,
вызванной какими-либо внешними
причинами, молекулы газа в разных
местах его объ-
ёма будут иметь разные
средние кинетические энергии
и хаотическое тепловое
движение молекул приведёт к
направленному переносу их
средних кинетических энергий         Рис.2.13.Перенос теплоты в сторону уменьше-
(рис.2.13).                          ния температуры
   Молекулы, попавшие из нагре -

тых частей объема газа в более холодные, отдают часть своей энергии
окружающим частицам. Наоборот, медленнее движущиеся молекулы, попадая
из холодных частей объема газа в более нагретые, увеличивают свою энергию
за счет соударения с молекулами, имеющими большие скорости и,
соответственно, энергии. Молекулярно кинетический расчет позволяет
определить ∆Q:

                                     44