Если в одной области газа температура больше, чем в другой, то с течением времени вследствие постоянных столкновений молекул происходит процесс выравнивания средних кинетических энергий молекул, то есть процесс выравнивания температуры. Этот процесс переноса энергии, называемый теплопроводностью, возникает и продолжается до тех пор, пока на границе соприкосновения двух частей газа градиент температуры отличен от нуля.
Градиент температуры Т газа вдоль выбранной оси х, перпендикулярной плоскости соприкосновения двух частей газа, имеющих различную температуру, обозначается как и показывает как быстро изменяется температура газа от точки к точке вдоль оси х.
Количественно теплопроводность подчиняется закону Фурье:
,
где – плотность теплового потока, определяемая энергией, переносимой в форме теплоты через единичную площадку S в единицу времени,
– градиент температуры в направлении x, перпендикулярном выбранной площадке S,
– коэффициент теплопроводности.
|
|
Знак минус (-) в приведенной формуле означает, что при теплопроводности энергия переносится в направлении убывания температуры.
Согласно МКТ коэффициент теплопроводности:
,
– удельная теплоемкость газа при изохорном процессе (количество теплоты, необходимое для изохорного нагревания 1 кг газа на 1 К
– плотность газа,
– средняя скорость теплового движения молекул,
– средняя длина свободного пробега молекул.