Цеплаправоднасьць

Цеплаправо́днасьць (ад цяпло + праводзіць) — перадача (перанос) цеплыні з адной часткі цела ў іншую. Прычынай цеплаправоднасьці зьяўляецца ўзаемадзеяньне малекулаў цела і абмен кінэтычнай энэргіяй паміж імі. Разам з канвэкцыяй і выпраменьваньнем зьяўляецца адным з трох варыянтаў перадачы цяпла.

Колькасьць цяпла, якая пераносіцца праз паверхню dS за час dt, вызначаецца законам Фур’е:

$dQ=-\lambda {\frac {dT}{dx}}dSdt$

дзе $\lambda$ — каэфіцыент цеплаправоднасьці; ${\frac {dT}{dx}}$ — градыент тэмпэратуры (у кірунку пераносу).

Каэфіцыент цеплаправоднасьці

Каэфіцыент цеплаправоднасьці зьяўляецца фізычнай уласьцівасьцю рэчыва і характарызуе яго здольнасьць праводзіць цеплыню.

Каэфіцыент цеплаправоднасьці роўны колькасьці цеплыні, якая праходзіць у адзінку часу праз адзінку плошчы ізатэрмічнай паверхні пры тэмпэратурным градыенце роўным аднаму.

Абазначаецца як $\lambda$, адзінка вымярэньня — Вт/(м·К).

Для розных рэчываў каэфіцыент цеплаправоднасьці розны і ў агульным выпадку залежыць ад структуры, тэмпэратуры, ціску, вільготнасьці, шчыльнасьці. Для многіх матэрыялаў залежнасьць каэфіцыента цеплаправоднасьці ад тэмпэратуры мае лінейны характар:

$\lambda ={\lambda _{0}}(1+b(T-T_{0}))$,

(дзе $\lambda _{0}$ — каэфіцыент цеплаправоднасьці матэрыялу пры тэмпэратуры $T_{0}$, b — канстанта, якая розная для розных рэчываў).

Каэфіцыент цеплаправоднасьці газаў

Каэфіцыент цеплаправоднасьці газаў знаходзіцца ў межах 0,005-0,5 Вт/(м·К). Для ідэальных газаў ён вызначаецца судачыненьнем:

$\lambda ={\overline {\lambda }}{\overline {\omega }}c_{\vartheta }{\rho }/3$,

(дзе ${\overline {\omega }}$ — сярэдняя хуткасьць малекулаў газа; ${\overline {\lambda }}$ — сярэдняя даўжыня свабоднага прабегу малекулаў газа паміж двума сутыкненьнямі; $c_{\vartheta }$ — цеплаёмістасьць газу пры сталым аб’ёме; ρ — шчыльнасьць газу).

Паколькі шчыльнасьць ідэальнага газу прама прапарцыйная, а даўжыня свабоднага прабегу малекулаў адваротна прапарцыйная ягонаму ціску, то каэфіцыент цеплаправоднасьці газаў значна не залежыць ад ціску.

Пры павышэньні тэмпэратуры каэфіцыент цеплаправоднасьці газаў таксама павялічваецца, бо з павышэньнем тэмпэратуры павялічваецца хуткасьць малекулаў і цеплаёмістасьць газаў.

Пералічаныя вышэй залежнасьці ня маюць месца пры малых і вялікіх цісках. У першым выпадку газ трэба разглядаць як сыстэму целаў, а замест працэсу цеплаправоднасьці ў ім трэба разглядаць цеплаабмен паміж асобнымі малекуламі. У другім — газ зьяўляецца рэальным і залежнасьць каэфіцыенту цеплаправоднасьці ад ціску і тэмпэратуры ўяўляе сабой складаную функцыю (пры гэтым $\lambda$ ўзрастае з ростам p і T).