Закон Фур‘є

Основним законом передачі тепла теплопровідністю є закон Фур‘є, згідно з яким кількість тепла dQ, що передається за рахунок теплопровідності через елемент поверхні dF, перпендикулярний до теплового потоку, за час dτ прямо пропорційна до температурного градієнта , до поверхні dF і до часу dτ

(1.9.)

або густина теплового потоку

(1.10.)

Знак мінус перед правою частиною рівнянь (1.4) і (1.5) вказує на те, що тепло рухається в бік зменшення температури.

Коефіцієнт пропорційності λ називається коефіцієнтом теплопровідності. Розмірність коефіцієнта теплопровідності визначається з рівняння (1.4.)

Коефіцієнт теплопровідності показує, яка кількість тепла (в Дж) проходить внаслідок теплопровідності за одиницю часу через одиницю поверхні теплообміну у разі зменшення температури на один градус на одиницю довжини нормалі до ізотермічної поверхні. Коефіцієнт теплопровідності характеризує здатність тіл проводити тепло і тому є фізичним параметром, що залежить від природи речовини, його структури, температури та деяких інших чинників. Коефіцієнт теплопровідності газів (за нормальних умов) знаходиться в межах – 0,006-0,165 Вт/(м·град), крапельних рідин – 0,1-0,7 Вт/(м·град), теплоізоляційних матеріалів – 0,006 – 0,175 Вт/(м·град), чистої міді – 340 - 394 Вт/(м·град), сталі Ст.3 – 45-52 Вт/(м·град). Коефіцієнти теплопровідності речовин залежать від температури і тиску. Для газів вони підвищуються із зростанням температури і мало залежать від тиску, для рідин із підвищенням температури переважно зменшуються. Виключенням є вода, коефіцієнт теплопровідності якої дещо зростає із підвищенням температури до 130⁰С і за подальшого її зростання починає зменшуватися. Теплопровідність твердих тіл з підвищенням температури здебільшого зростає.