Закон Фурье. Главная страница сайта Об авторах сайта Контакты сайта

Закон Фурье.


.

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

где — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, —коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность), — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.[1]

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

где — полная мощность тепловых потерь, — площадь сечения параллелепипеда, — перепад температур граней, — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Связь с электропроводностью[править | править вики-текст]

Связь коэффициента теплопроводности с удельной электрической проводимостью в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

где — постоянная Больцмана, — заряд электрона.

Коэффициент теплопроводности газов[править | править вики-текст]

В газах коэффициент теплопроводности может быть найден по приближённой формуле[2]

где — плотность газа, — удельная теплоёмкость при постоянном объёме, — средняя длина свободного пробега молекул газа, — средняя тепловая скорость. Эта же формула может быть записана как[3]

где — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5, для одноатомного i=3), — постоянная Больцмана, —молярная масса, — абсолютная температура, — эффективный (газокинетический) диаметр молекул, — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).


Другие страницы сайта


Для Вас подготовлен образовательный материал Закон Фурье.

5 stars - based on 220 reviews 5
  • Сколько мы должны есть. Вопрос о том, сколько нужно есть, привлекал внимание многих мыслящих мужчин и женщин
  • Готическая архитектура в Италии. Собор в Милане.
  • Анатомические особенности в строении черепа новорожденного
  • Dans la sonorite du debut К. Дебюсси. Затонувший собор
  • Система аркбутанов и контрфорсов.
  • Статья 257. Хулиганство 1 страница
  • Ультразвук.
  • Губернская реформа. Генеральное межевание земель