Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Dẫn nhiệt”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
nKhông có tóm lược sửa đổi |
Không có tóm lược sửa đổi |
||
Dòng 18:
Tính chất dẫn nhiệt trong lòng [[vật liệu]] có thể khác với tính dẫn nhiệt ở bề mặt, nơi có thể tiếp xúc với vật liệu khác.
Kim loại (ví dụ như [[đồng]], [[platinum]], [[vàng]], ...) thường là các vật liệu dẫn nhiệt tốt. Điều này là do các điện tử tự do có thể chuyển nhiệt năng nhanh chóng trong lòng kim loại. Các "chất lỏng điện tử" của một vật kim loại rắn tiến hành gần như tất cả các dòng nhiệt qua vật rắn này. Phonon mang ít hơn 1% năng lượng nhiệt. Điện tử cũng chuyên chở [[dòng điện]] chạy qua các chất rắn dẫn điện, dẫn đến [[độ dẫn nhiệt]] và [[độ dẫn điện]] của hầu hết các [[kim loại]] có cùng một tỷ lệ. Một dây dẫn điện tốt, chẳng hạn như [[đồng]], thông thường cũng dẫn nhiệt tốt. Các [[hiệu ứng Peltier-Seebeck]] và [[hiệu ứng nhiệt điện]] có nguồn gốc từ sự dẫn nhiệt của điện tử trong các chất dẫn điện.
Dẫn nhiệt trong một vật rắn tương tự như [[khuếch tán]] của các hạt trong chất lỏng, khi không có dòng chảy chất lỏng.
== Định luật Fourier ==
Định luật [[Joseph Fourier|Fourier]] là định luật cơ bản cho hiện tượng dẫn nhiệt, nói rằng:
:''[[thông lượng nhiệt]] chảy qua một vật liệu trong một đơn vị [[thời gian]] là [[tỷ lệ thuận]] với trái dấu của [[gradien]] nhiệt độ theo chiều dòng nhiệt và với diện tích vuông góc với dòng nhiệt''
Có thể biểu diễn toán học cho định luật này ở dạng tích phân hoặc dạng vi phân.
=== Dạng vi phân ===
Trong biểu diễn ở dạng vi phân, [[thông lượng nhiệt]] ([[nhiệt năng]] chảy qua một đơn vị diện tích bề mặt vuông góc với dòng chảy, trong một đơn vị thời gian) địa phương, <math>\overrightarrow{q}</math>, bằng với tích của độ dẫn nhiệt, <math>k</math>, và trái dấu của gradien nhiệt độ, <math>-\nabla T</math>.
: <math>\overrightarrow{q} = - k {\nabla} T</math>
với (trong hệ đo lường [[SI]])
: <math>\overrightarrow{q}</math> là [[thông lượng nhiệt]] địa phương, đo bằng [[Watt|W]]·m<sup>−2</sup>
: <math>\big.k\big.</math> là [[độ dẫn nhiệt]] của vật liệu, đo bằng [[Watt|W]]·m<sup>−1</sup>·[[Kelvin|K]]<sup>−1</sup>,
: <math>\big.\nabla T\big.</math> là gradien nhiệt độ, đo bằng [[Kelvin|K]]·m<sup>−1</sup>.
Độ dẫn nhiệt, <math>k</math>, thường được coi là hằng số, nhưng thực tế nó có thể thay đổi nhỏ theo nhiệt độ và các yếu tố khác. Trong vật liệu không đẳng hướng, độ dẫn nhiệt có thể thay đổi theo hướng; và <math>k</math> có thể được biểu diễn bằng [[tensor]] bậc hai. Trong vật liệu không đồng nhất, <math>k</math> thay đổi theo vị trí.
=== Dạng tích phân ===
Tích phân phương trình ứng với dạng vi phân của định luật Fourier, trên diện tích bề mặt của vật liệu <math>S</math>, thu được dạng tích phân của định luật này:
: <math> \frac{\partial Q}{\partial t} = -k \oint_S{\overrightarrow{\nabla} T \cdot \,\overrightarrow{dA}} </math>
với (trong hệ đo lường [[SI]])
:<math>\big. \frac{\partial Q}{\partial t}\big.</math> là nhiệt năng được truyền tải trong một đơn vị thời gian(W) và
:<br />
:<math>\overrightarrow{dA}</math> là véctơ đơn vị diện tích (in m<sup>2</sup>)
Định luật này là cơ sở để xây dựng [[phương trình nhiệt]]. [[Định luật Ohm]] là dạng tương ứng của định luật Fourier cho trường hơp [[dẫn điện]].
== Xem thêm ==
| |||