Page 41 - 6375

де – коефіцієнт динамічної в’язкості при 0 °; – коефіцієнт пропорційності; 2/3 < <
0
3/4.

14.3. Явище теплопровідності. Теплопровідність – це молекулярне перенесення
енергії в суцільному середовищі, зумовлене градієнтом температури. Теплопровідність –

один з видів теплопереносу поряд з конвективним теплообміном та тепловим
випромінюванням. Розрізняють стаціонарну та нестаціонарну теплопровідності. Стаціонарна

теплопровідність описується законом Фур’є, згідно з яким густина теплового потоку

= пропорційна градієнту температури:

= − ∙ , (8)

де – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м ∙ К); = – градієнт температури для

одновимірної задачі; – густина теплового потоку, напрям якого збігається з напрямом

поширення теплоти.

Коефіцієнт теплопровідності – фізичний параметр, який характеризує
інтенсивність теплопередачі в речовині і чисельно дорівнює густині теплового потоку

внаслідок теплопровідності при градієнті температури, що дорівнює одиниці. Знак «мінус» у

формулі (8) показує, що напрями векторів та протилежні.

Механізм теплопровідності в газах пов’язаний з хаотичним тепловим рухом

молекул. Молекули з більш нагрітих місць газу під час свого руху при зіткненні з

молекулами сусідніх, менш нагрітих місць, передають їм частину своєї енергії. У процесі
теплопровідності температури в газі вирівнюються, і система переходить до рівноважного

стану.
Обчислимо коефіцієнт стаціонарної теплопровідності газів на основі молекулярно-

′
кінетичних уявлень. Розглянемо потік теплоти через площину ∆, перпендикулярну до
осі , вздовж якої підтримується стала різниця температур ( = ). Температури

в точках, що відстоять від ∆ на відстанях (рис. 3), відповідно дорівнюють ± .

Тиски в об’ємі газу однакові. Внаслідок рівноймовірності напрямів у газі і при =
через площину ∆ за одиницю часу вздовж осі рухається 1/3 загальної кількості

молекул. З них половина рухається зліва направо, а половина – справа наліво. Але молекули,

що рухаються зліва направо, переносять через ∆ більшу енергію, бо вони приходять з
області більш високих температур. Унаслідок цього через площину ∆ виникає зліва направо

′
потік теплоти , який дорівнює різниці енергій, що переноситься через неї зліва і справа.
1
За одиницю часу через одиницю площі пройде зліва направо і справа наліво молекул.
6 0