przewodnosc cieplana

1

ĆWICZENIE 7

POMIARY PRZEWODNOŚĆ] CIEPLNEJ

7. L Wprowadzenie

Przewodzeniem ciepła nazywamy zjawisko przepływu energii w ośrodku materialnym z obszarów o temperaturze wyższej do obszarów o temperaturze niższej przy zachowaniu położeń cząsteczek substancji. Linergia przekazywana jest w postaci zmian amplitud i częstotliwości drgań cząsteczek oraz ruchu swobodnych elektronów. Ten sposób przepływu ciepła jest charakterystyczny dla ciał stałych. W płynach zachodzi w sposób ograniczony, zazwyczaj łącznie z konwekcją.

W ośrodkach ciągłych i jednorodnych przewodzenie ciepła opisane jest ilościowo prawem Fouriera, które można zapisać w postaci:

q - --Ż. - gradT    (7. ł)

gdzie:

q - gęstość strumienia ciepła w J/m^?' * s,

>. - współczynnik przewodzenia ciepła (przewodność cieplna) w J/m ■ s - K,

T - temperatura ośrodka w K.

Dla trójkierunkowego przepływu ciepła .gradient temperat ury ma wartość:

)

_v-._r cT ₊ dT dY 0\ óy (}?

Dla przepływu jednokierunkowego x jest równy:

(7.3)

gdzie

V - wektor nabla lub operator Hamiltonu.

Przewodność cieplna w sposób jednoznaczny charakteryzuje ośrodek, w którym występuje przewodzenie ciepła.

Wartość przewodności cieplnej zależy od budowy strukturalnej materiału, temperatury i wilgotności. W materiałach porowatych, sypkich, granulowanych temperatura wpływa na wymianę ciepła poprzez konwekcję i promieniowanie w cieczach i gazach wypełniających przestrzenie między cząstkami stałymi.