Номер 2, страница 9 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Что такое теплопроводность?

Теплопроводность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела к менее нагретым, который происходит за счет хаотического движения и взаимодействия микрочастиц (атомов, молекул, ионов, электронов). Этот вид теплопередачи осуществляется без макроскопического переноса вещества и характерен для всех агрегатных состояний: твердых тел, жидкостей и газов.

Механизм теплопроводности зависит от строения вещества. В металлах и других твердых телах основной вклад в перенос тепла вносят свободные электроны, а также колебания атомов в узлах кристаллической решетки (фононы). Именно поэтому металлы являются хорошими проводниками тепла. В жидкостях и газах энергия передается в основном при столкновениях и диффузии молекул. Так как частицы в этих средах расположены менее плотно, чем в твердых телах, их теплопроводность обычно ниже. В вакууме теплопроводность практически отсутствует, так как нет частиц-переносчиков энергии.

Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (обозначается как $\lambda$ или $\text{k}$). Эта величина показывает, какое количество теплоты проходит через единицу площади поверхности за единицу времени при единичном градиенте температуры.

Основным законом, описывающим процесс теплопроводности, является закон Фурье. В простейшем одномерном случае он выражается формулой:

$Q = -\lambda \cdot S \cdot \frac{\Delta T}{\Delta x} \cdot \Delta t$

где:
$\text{Q}$ — количество теплоты, переданное за время $\Delta t$;
$\lambda$ — коэффициент теплопроводности материала, измеряемый в Вт/(м·К);
$\text{S}$ — площадь поперечного сечения, через которое идет тепловой поток;
$\frac{\Delta T}{\Delta x}$ — градиент температуры, показывающий, как быстро меняется температура $\text{T}$ с изменением координаты $\text{x}$;
Знак «минус» в формуле указывает на то, что тепло всегда передается в направлении понижения температуры.

Материалы с высокой теплопроводностью (например, серебро, медь, алюминий) называют теплопроводниками, а материалы с низкой теплопроводностью (например, воздух, дерево, пенопласт) — теплоизоляторами.

Ответ: Теплопроводность — это один из видов теплопередачи, представляющий собой процесс переноса тепловой энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым за счет теплового движения и взаимодействия составляющих его частиц (атомов, молекул, электронов) без переноса самого вещества.