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․ 
: \vec{q}=-\varkappa\,\mathrm{grad}(T),, 
որտեղ \vec{q}-ն՝ ջերմային հոսքի խտության վեկտորն Է, T-ն՝ բացարձակ ջերմաստիճանը, \varkappa-ն՝ ջերմահաղորդականության 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 \vec{q} վեկտորը զուգահեռ չէ gradT-ին և որոշվում է։ 
: P=-\varkappa\frac{S\Delta T}{l}, 
առնչությամբ, որտեղ P երկրորդ սեռի տենզոր է։ Միավորների միջազգային համակարգում \lambda-ն չափվում է վտ/(մ*K)-ով։

## Իդեալական գազ
Իդեալական գազի համար, որի մոլեկուլներն ունեն միայն համընթաց շարժման էներգիա, \lambda-ն տրվում է։ 
: \varkappa \sim \frac{1}{3} \rho c_v \lambda \bar{v} 
արտահայտությամբ, որտեղ \rho-ն գազի խտությունն է, c_v-ն՝ միավոր զանգվածի ջերմունակությունը հաստատուն ծավալի դեպքում, \bar{v}-ն՝ մոլեկուլների շարժման միջին արագությունը։ Քանի որ l \sim l/p, իսկ p \sim p (p-ն գազի ճնշումն է), ուստի իդեալական գազի  \lambda-ն կախված չէ ճնշումից։ Բազմատոմ մոլեկուլներից կազմված գազի \lambda-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
Մետաղների \lambda-ի ջերմաստիճանային կախումը կարելի է հետազոտել, օգտվելով Վիդեման-Ֆրանցի օրենքից․
:{ \frac {\lambda} {\sigma T} = const}
(\sigma-ն էլեկտրահաղորդականության գործակիցն է)։ Բարձր ջերմաստիճաններում t ջերմաստիճանի նվազման հետ այն սկսում է ավելի արագ աճել և շատ ցածր ջերմաստիճաններում ձգտում է \sigma_0 հաստատուն մեծության։ Ուստի \lambda-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։ \lambda-ի որոշման համար կարելի է օգտվել 
: \varkappa \sim \frac{1}{3}\rho c_v l \bar v\propto \frac{1}{P}, 
բանաձևից, որտեղ v-ը ֆոնոնի միջին արագությունն է, c-ն՝ ցանցային ջերմունակությունը։ Միջին և բարձր ջերմաստիճաններում։ { \sigma \sim \frac {1}{T} }-ը սահմանափակվում է ֆոնոն-ֆոնոն փոխազդեցությամբ և բավական բարձր ջերմաստիճաններում հակադարձ համեմատական է դառնում T-ին։ l-ի ջերմաստիճանային կախումը T-ի նվազման դեպքում կարելի է ներկայացնել  l \sim 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, \lambda-ի կախումը T-ից տարբեր տիրույթներում կարելի է ներկայացնել կորով։

## Տարբեր նյութերի ջեմահաղորդականության տարաձևություններ
մինի



Կատեգորիա:Ֆիզիկական էֆեկտներ և երևույթներ
Կատեգորիա:Ջերմադինամիկա