Теплопроводность - один из видов переноса теплоты от более нагретых частей тела к менее нагретым,
приводящий к выравниванию температуры. При Т. перенос энергии осуществляется в результате
непосредств. передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих
большей энергией, частицам с меньшей энергией. Если относит. изменение темперы
Т на расстоянии ср. длины свободного пробега частиц l мало,
то выполняется осн. закон Т. (закон Фурье): плотность теплового потока q пропорц. градиенту температуры:
где l -коэф. Т., или
просто Т., не зависит от grad Т (l зависит от агрегатного состояния
вещества, его атомно-молекулярного строения, температуры, давления, состава и т.
д.).
Отклонения от закона Фурье
могут появиться при очень больших значениях grad Т (напр., в сильных
ударных волнах), при низких температурах (для жидкого Не II) и
при темп-pax ~ 104- 105 К, когда в газах перенос энергии
осуществляется не только в результате межатомных столкновений, но в осн. за
счёт излучения (лучистая Т.). В разреженных газах, когда l сравнимо
с расстоянием L между стенками, ограничивающими объём газа, молекулы
чаще сталкиваются со стенками, чем между собой. При этом нарушается условие
применимости закона Фурье и само понятие локальной температуры газа теряет смысл.
В этом случае рассматривают не процесс Т. в газе, а. теплообмен между телами,
находящимися в газовой среде. Процесс Т. в сплошной среде описывается теплопроводности
уравнением.
Для идеального газа, состоящего из твёрдых сферич. молекул диаметром d, согласно кинетической
теории газов, справедливо след. выражение для l (при d<<l<<L):
где r - плотность
газа. cV - теплоёмкость единицы массы газа при пост, объёме
V, 
-ср.
скорость движения молекул. Поскольку l пропорц. 1 /p, a r~p (p - давление газа), то Т. такого газа не зависит от р.
Кроме того, коэффициенты
Т. l и вязкости h связаны соотношением l = (5/2)hcV.
В случае газа, состоящего из многоатомных молекул, существенный вклад в l
вносят внутр. степени свободы молекул, что учитывает соотношение
где g = сp/сV,
сp -уд. теплоёмкость при пост. р. В реальных газах
Т--довольно сложная функция Т и р, причём с ростом Т и
p значение l возрастает. Для газовых смесей l может быть как больше,
так и меньше l компонентов смеси, т. е. Т.- нелинейная функция состава.
В плотных газах и жидкостях
ср. расстояние между молекулами сравнимо с размерами самих молекул, а кине-тич.
энергия движения молекул того же порядка, что и по-тенц. энергия межмолекулярного
взаимодействия, В связи с этим перенос энергии столкновениями происходит
значительно интенсивнее, чем в разреженных газах и скорость передачи энергии
молекул от горячих изотермич. слоев жидкости к более холодным близка к скорости
распространения малых возмущений р, равной скорости звука, т. е. 
где us-скорость звука в жидкости, 
-ср.
расстояние между молекулами. Эта ф-ла лучше всего выполняется для одноатомных
жидкостей. Как правило, l жидкостей убывает с ростом Т и слабо возрастает
с ростом р. В окрестностях критич. точек жидкостей перенос теплоты определяется
кооперативными эффектами (см. Критические явления)и Т. с приближением
к критич. точкам расходится как | Т-Tк|-f, где
Т. твёрдых тел имеет разл.
природу в зависимости от типа твёрдого тела. В диэлектриках, не имеющих свободных
злектрич. зарядов, перенос энергии теплового движения осуществляется фононами. У твёрдых диэлектриков 
где с-теплоёмкость диэлектрика, совпадающая с теплоёмкостью газа фононов,
-ср.
скорость фононов, приблизительно равная скорости звука, 
длина свободного пробега фононов. Существование определённого конечного значения
следствие
рассеяния фононов на фононах (т. н. переброса процессы и нормальное рассеяние),
на дефектах кристаллич. решётки (в частности, на границах кристаллитов и образца).
Температурная зависимость l определяется зависимостью от температуры с и
Т. металлов определяется
движением и взаимодействием: носителей тока - электронов проводимости. В общем
случае для металла l = lэ+lреш, где lреш
и lэ - решёточная фононная и электронная составляющие, причём
при обычных темп-pax,
как правило, 
В процессе Т. каждый электрон переносит энергию kТ, благодаря чему отношение
lэ к электрич. проводимости s в широком интервале температур
пропорц. Т (Видемана-Франца закон):
где е - заряд электрона.
В связи с тем, что у большинства металловlреш <<lэ
в ур-нии (3) можно с хорошей точностью заменять lэ на l.
Обнаруженные отклонения от равенства (3) нашли своё объяснение в неупругости
столкновений электронов, У полуметаллов Bi и Sb lрешi сравнима
с lэ, что связано с малостью числа свободных электронов в них.
Явление переноса теплоты
в полупроводниках сложнее, чем в диэлектриках и металлах, т. к. для них существенны
и lэ и lреш, а также в связи со значит. влиянием
на l примесей, процессов биполярной диффузии, переноса экситонов и. др.
факторов.
Влияние р на l твёрдых тел с хорошей точностью выражается линейной зависимостью l от р, причём у мн. металлов и минералов l растёт с ростом р.
Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.
Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").
Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.
Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.
Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
|
 |
