Теплопроводность газов. Рассмотрим газ, в котором каким-то способом поддерживается непостоянство температуры вдоль направления

Рассмотрим газ, в котором каким-то способом поддерживается непостоянство температуры вдоль направления, которое мы обозначим буквой x. Представим мысленно площадку площадью S, перпендикулярную к этому направлению. В этом случае через площадку S возникает поток тепла, величина которого определяется формулой:

,

где - градиент температуры, т.е. величина, показывающая, как быстро изменяется температура в направлении оси х, l – коэффициент пропорциональности, зависящий от свойств среды и называемый коэффициентом теплопроводности. Знак минус в формуле отражает то обстоятельство, что тепло течёт в направлении убывания температуры. Эта формула называется уравнением теплопроводности или законом Фурье.

для коэффициента теплопроводности через молекулярно-кинетические параметры газа:

.

где – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, ρ – плотность газа.

Если ввести понятие плотности теплового потока как величину, определяемую энергией, переносимой в форме теплоты за единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную оси х, то закон Фурье запишется в виде: