Материал Теплопроводность, Вт/(м·K)
Алмаз 1001-2600
Серебро 430
Медь 390
Золото 320
Алюминий 236
Латунь 111
Платина 70
Кварц 8
Стекло 1
Вода 0.6
Кирпич строительный 0.2 — 0.7
Пенобетон 0.14 — 0.3
Газобетон 0.1 — 0.3
Дерево 0.15
Шерсть 0.05
Минвата 0.045
Пенополистирол 0.04
Пеноизол 0.035
Воздух (300 K, 100 kPa) 0.026

Теплопрово́дность — это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передается из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием теплорода от одного тела к другому. Однако более поздние опыты, в частности, нагрев пушечных стволов при сверлении, опровергли реальность существования теплорода как самостоятельного вида материи. Соответственно, в настоящее время считается, что явление теплопроводности обусловлено стремлением занять состояние более близкое к термодинамическому равновесию, что выражается в выравнивании температуры.

В установившемся режиме поток энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры:

\vec {q}=-\varkappa~\mbox{grad}(T)

(\vec {q} — вектор потока тепла — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, \varkappa — коэффициент теплопроводности (иногда называемый просто теплопроводностью), T — температура.) Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идет о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

P=-\varkappa \frac{S \Delta T}{h}

(P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, ΔT — перепад температур граней, h — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями)

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K) или W·m-1·K-1.

править Коэффициент теплопроводности вакуума

Коэффициент теплопроводности вакуума строго равен нулю. Это связано с отсутствием в вакууме материальных частиц способных переносить тепло. Тепло в вакууме передаётся только излучением. Поэтому для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят, а воздух между ними откачивают.

править Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности K с удельной электрической проводимостью σ в металлах устанавливает закон Видемана-Франца:

\frac{K}{\sigma} = \frac{\pi^2}{3}{\left(\frac{k}{e}\right)^2}T,

где k — постоянная Больцмана, e — заряд электрона.

править См. также

Другие способы теплопередачи