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 
Իզոտրոպ միջավայրում ջերմության տարածումը ենթարկվում է Ֆուրիեի օրենքին․ 
 , 
որտեղ -ն՝ ջերմային հոսքի խտության վեկտորն Է, T-ն՝ բացարձակ ջերմաստիճանը, -ն՝ Ջ-յան գործակիցը, որը կախված չէ ջերմաստիճանի գրադիենտից։ Ըստ մոլեկուլային-կինետիկ տեսության, Ֆուրիեի օրենքը տեղի ունի, եթե ջերմաստիճանի հարաբերական փոփոխությունը ազատ վազքի I միջին երկարության վրա անհամեմատ փոքր է մեկից։

Խորանարդային սիմետրիայից զուրկ բյուրեղներում  վեկտորը զուգահեռ չէ gradT-ին և որոշվում է։ 
  
առնչությամբ, որտեղ  երկրորդ սեռի տենզոր է։ Միավորների միջազգային համակարգում A-ն չափվում է վտ/(մ*K)-ով։

Իդեալական գազ 
Իդեալական գազի համար, որի մոլեկուլներն ունեն միայն համընթաց շարժման էներգիա, A-ն տրվում է։ 
  
արտահայտությամբ, որտեղ -ն գազի խտությունն է,  -ն՝ միավոր զանգվածի ջերմունակությունը հաստատուն ծավալի դեպքում, -ն՝ մոլեկուլների շարժման միջին արագությունը։ Քանի որ l~l/p, իսկ p~p (p-ն գազի ճնշումն է), ուստի իդեալական գազի A-ն կախված չէ ճնշումից։ Բազմատոմ մոլեկուլներից կազմված գազի A-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 Ջ-յան բնույթը, մարմնի տեսակից կախված, տարբեր է։ Մետաղներն ունեն բարձր Ջ․, որը կապված է դրանց բարձր էլեկտրահաղորդականության հետ, այսինքն՝ պայմանավորված է հիմնականում հաղորդականության էլեկտրոնների շարժմամբ և փոխազդեցությամբ։

Վիդեման-Ֆրանցի օրենք 
Մետաղների A-ի ջերմաստիճանային կախումը կարելի է հետագոտել, օգտվելով Վիդեման-Ֆրանցի օրենքից․

(σ-ն էլեկտրահաղորդականության գործակիցն է)։ Բարձր ջերմաստիճաններում t ջերմաստիճանի նվազման հետ այն սկսում է ավելի արագ աճել և շատ ցածր ջերմաստիճաններում ձգտում է օ0 հաստատուն մեծության։ Ուստի A-ն բարձր ջերմաստիճաններում հաստատուն է, իսկ ցածր ջերմաստիճաններում՝ ուղիղ համեմատական T-ին։ Ոչ մետաղական բյուրեղներում (դիէլեկտրիկ, մաքուր կիսահաղորդիչ՝ ցածր ջերմաստիճաններում) ջերմության փոխանցումը կատարվում է ֆոտոններով։ A-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 T-ին։ l-ի ջերմաստիճանային կախումը Т-ի նվազման դեպքում կարելի է ներկայացնել l~exp(T*/T) տեսքով, որտեղ T*-ն յուրաքանչյուր բյուրեղի համար բնութագրական ջերմաստիճանն է։ Ցածր ջերմաստիճաններում l-ը խիստ մեծանալով, ձգտում է մի հաստատունի, որը որոշվում է բյուրեղի չափերով։ Հաշվի առնելով ցանցային ջերմունակության ջերմաստիճանային կախումը, A-ի կախումը T-ից տարբեր տիրույթներում կարելի է ներկայացնել կորով։

Տարբեր նյութերի ջեմահաղորդականության տարաձևություններ 

Ջերմահաղորդականություններ