Ջերմահաղորդականություն
Ջերմահաղորդականություն, մարմնի տաք մասերից դեպի պակաս տաք մասերը ջերմության փոխանցում, որը հանգեցնում է ջերմաստիճանների հավասարեցման։ Ջերմահաղորդականությունյանը հատուկ է ջերմության փոխանցման ատոմամոլեկուլային բնույթը՝ մեծ Էներգիա ունեցող մասնիկների (մոլեկուլներ, ատոմներ, Էլեկտրոններ) էներգիայի անմիջական հաղորդումը փոքր էներգիայով մասնիկներին։
Ֆուրիեի օրենք
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Իզոտրոպ միջավայրում ջերմության տարածումը ենթարկվում է Ֆուրիեի օրենքին․
- ,
որտեղ -ն՝ ջերմային հոսքի խտության վեկտորն Է, -ն՝ բացարձակ ջերմաստիճանը, -ն՝ ջերմահաղորդականության գործակիցը, որը կախված չէ ջերմաստիճանի գրադիենտից։ Ըստ մոլեկուլային-կինետիկ տեսության, Ֆուրիեի օրենքը տեղի ունի, եթե ջերմաստիճանի հարաբերական փոփոխությունը ազատ վազքի միջին երկարության վրա անհամեմատ փոքր է մեկից։
Խորանարդային սիմետրիայից զուրկ բյուրեղներում վեկտորը զուգահեռ չէ -ին և որոշվում է։
առնչությամբ, որտեղ երկրորդ սեռի տենզոր է։ Միավորների միջազգային համակարգում -ն չափվում է վտ/(մ*K)-ով։
Իդեալական գազ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Իդեալական գազի համար, որի մոլեկուլներն ունեն միայն համընթաց շարժման էներգիա, -ն տրվում է։
արտահայտությամբ, որտեղ -ն գազի խտությունն է, -ն՝ միավոր զանգվածի ջերմունակությունը հաստատուն ծավալի դեպքում, -ն՝ մոլեկուլների շարժման միջին արագությունը։ Քանի որ , իսկ (-ն գազի ճնշումն է), ուստի իդեալական գազի -ն կախված չէ ճնշումից։ Բազմատոմ մոլեկուլներից կազմված գազի -ն հաշվելիս անհրաժեշտ է հաշվի առնել նաև մոլեկուլների ներքին ազատության աստիճանները։ Խիտ գազերում և հեղուկներում, որտեղ միջմոլեկուլային միջին հեռավորությունը մոլեկուլի չափերի կարգի մեծություն է, միջմոլեկուլային ուժեղ փոխազդեցության առկայությունը նպաստում է ջերմության ավելի արագ փոխանցմանը (հեղուկում այն տարածվում է ձայնի արագությամբ)։ Պինդ մարմինների ջերմահաղորդականության բնույթը, մարմնի տեսակից կախված, տարբեր է։ Մետաղներն ունեն բարձր ջերմահաղորդականություն, որը կապված է դրանց բարձր էլեկտրահաղորդականության հետ, այսինքն՝ պայմանավորված է հիմնականում հաղորդականության էլեկտրոնների շարժմամբ և փոխազդեցությամբ։
Վիդեման-Ֆրանցի օրենք
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]Մետաղների -ի ջերմաստիճանային կախումը կարելի է հետազոտել, օգտվելով Վիդեման-Ֆրանցի օրենքից․
(-ն էլեկտրահաղորդականության գործակիցն է)։ Բարձր ջերմաստիճաններում ջերմաստիճանի նվազման հետ այն սկսում է ավելի արագ աճել և շատ ցածր ջերմաստիճաններում ձգտում է հաստատուն մեծության։ Ուստի -ն բարձր ջերմաստիճաններում հաստատուն է, իսկ ցածր ջերմաստիճաններում՝ ուղիղ համեմատական -ին։ Ոչ մետաղական բյուրեղներում (դիէլեկտրիկ, մաքուր կիսահաղորդիչ՝ ցածր ջերմաստիճաններում) ջերմության փոխանցումը կատարվում է ֆոտոններով։ -ի որոշման համար կարելի է օգտվել
- ,
բանաձևից, որտեղ v-ը ֆոնոնի միջին արագությունն է, c-ն՝ ցանցային ջերմունակությունը։ Միջին և բարձր ջերմաստիճաններում։ -ը սահմանափակվում է ֆոնոն-ֆոնոն փոխազդեցությամբ և բավական բարձր ջերմաստիճաններում հակադարձ համեմատական է դառնում -ին։ -ի ջերմաստիճանային կախումը -ի նվազման դեպքում կարելի է ներկայացնել տեսքով, որտեղ -ն յուրաքանչյուր բյուրեղի համար բնութագրական ջերմաստիճանն է։ Ցածր ջերմաստիճաններում -ը խիստ մեծանալով, ձգտում է մի հաստատունի, որը որոշվում է բյուրեղի չափերով։ Հաշվի առնելով ցանցային ջերմունակության ջերմաստիճանային կախումը, -ի կախումը -ից տարբեր տիրույթներում կարելի է ներկայացնել կորով։
Տարբեր նյութերի ջեմահաղորդականության տարաձևություններ
[խմբագրել | խմբագրել կոդը]
Նյութեր | Ջերմահաղորդականություն, Վտ/(Մ·Կ) |
---|---|
Գրաֆեն | 4840±440 — 5300±480 |
Ալմաստ | 1001—2600 |
Գրաֆիտ | 278,4—2435 |
Սիլիցիումի կարբիդ | 490 |
Արծաթ | 430 |
Պղինձ | 401 |
Բերիլիումի օքսիդ | 370 |
Ոսկի | 320 |
Ալյումին | 202—236 |
Ալյումինի նիտրիդ | 200 |
Բորի նիտրիդ | 180 |
Սիլիցիում | 150 |
Արույր | 97—111 |
Քրոմ | 93,7 |
Երկաթ | 92 |
Պլատին | 70 |
Անագ | 67 |
Ցինկի օքսիդ | 54 |
Պողպատ | 47 |
Կապար | 35,3 |
Քվարց | 8 |
Գրանիտ | 2,4 |
Բազալտ | 1,3 |
Ապակի | 1-1,15 |
Սիլիցիումօրգանական ջերմահաղորդական մածուկ | 0,7 |
Ջուրը նորմալ պայմաններում | 0,6 |
Աղյուս | 0,2—0,7 |
Սիլիկոնի յուղ | 0,16 |
Փրփուր | 0,05—0,3 |
Փայտ | 0,15 |
Նավթային յուղեր | 0,12 |
Թարմ ձյուն | 0,10—0,15 |
Պոլիպրոպիլեն | 0,038-0,052 |
Էքստրուդացված Պենոպլաստ (горючесть Г1 и Г4 | 0,032-0,034 |
Ապակի | 0,032-0,041 |
Քարե բամբակ | 0,034-0,039 |
Օդ (300 K, 100 կՊաս) | 0,022 |
Վակուում (բացարձակ) | 0 (խիստ) |
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 9, էջ 493)։ ![]() |