Теплопроводностью называется процесс переноса тепла от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры тела. В твердых телах, в отличие от жидкостей и газов, невозможна конвекция (передача тепла потоками нагретого вещества), поэтому перенос тепла осуществляется только за счет колебаний кристаллической решетки или с точки зрения квантовой теории за счет движения фононов. Если при данной температуре T один из узлов колеблется с амплитудой u, большей среднего значения , то он, будучи связан с соседями силой межатомного взаимодействия, будет действовать на них, вызывая рост амплитуды колебаний соседних частиц. Таким образом, энергия передается от одного узла решетки к другому. Если концы твердого тела (например, стержня) поддерживаются при разных температурах, то в образце возникает непрерывный поток тепла. Каждый узел колеблется с меньшей амплитудой, чем соседний с ним со стороны более нагретого конца, и с большей амплитудой, чем соседний с ним со стороны менее нагретого конца.
Количественно тепловой поток через поперечное сечение стержня за время пропорционален градиенту температуры (закон Фурье):
(t1 -время, за которое спортсмен пробегает первую часть дистанции S1=10м;t2=10с - время, за которое он преодолевает всю дистанцию S2=100м. Так как первую часть пути спортсмен движется равноускоренно, то имеют место следующие равенства: S1=at21/2,v=at1. (1) Разделим почленно первое равенство (1) на второе и из полученного соотношения находим v=2S1/t1. (2) Вторую часть пути спортсмен движется равномерно со скоростью v, и можно написать: S2−S1=v(t2−t1). (3) Подставим в уравнение (3) выражение для скорости v, а затем решим его относительно t1: t1=2S1t2/(S1+S2). (4) Подставляя (4) в (2), получаем v=(S1+S2)/t2=11м/с. (5) Из второго равенства (1) находим ускорение a=v/t1 используя выражения для t1 (4) и v (5): a=(S1+S2)2/(2S1t22)=6,05м/с2.
Теплопроводностью называется процесс переноса тепла от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры тела. В твердых телах, в отличие от жидкостей и газов, невозможна конвекция (передача тепла потоками нагретого вещества), поэтому перенос тепла осуществляется только за счет колебаний кристаллической решетки или с точки зрения квантовой теории за счет движения фононов. Если при данной температуре T один из узлов колеблется с амплитудой u, большей среднего значения , то он, будучи связан с соседями силой межатомного взаимодействия, будет действовать на них, вызывая рост амплитуды колебаний соседних частиц. Таким образом, энергия передается от одного узла решетки к другому. Если концы твердого тела (например, стержня) поддерживаются при разных температурах, то в образце возникает непрерывный поток тепла. Каждый узел колеблется с меньшей амплитудой, чем соседний с ним со стороны более нагретого конца, и с большей амплитудой, чем соседний с ним со стороны менее нагретого конца.
Количественно тепловой поток через поперечное сечение стержня за время пропорционален градиенту температуры (закон Фурье):