Koliki je koeficijent toplotne provodljivosti vode. Velika enciklopedija nafte i gasa
Pročitajte također
U odeljku na pitanje koliki je koeficijent toplotne provodljivosti (npr. vode)?? (šta je jednako vodi?) koju je dao autor Kavkaski najbolji odgovor je Koeficijent toplinske provodljivosti - numerička karakteristika toplinske provodljivosti materijala, jednaka količini topline (u kilokalorijama) koja prolazi kroz materijal debljine 1 m i 1 sq. m na sat sa temperaturnom razlikom na dvije suprotne površine od 1 stepen. C. Metali imaju najveću toplotnu provodljivost, dok gasovi imaju najmanju.
Što se vode tiče...
"Toplotna provodljivost većine tečnosti opada sa porastom temperature. Voda je izuzetak u ovom pogledu. Sa porastom temperature od 0 do 127°C, toplotna provodljivost vode raste, a sa daljim porastom temperature opada ( Slika 3.2). Na 0°C, toplotna provodljivost vode je 0,569 W/(m°C). Sa povećanjem mineralizacije vode, njena toplotna provodljivost opada, ali vrlo malo "... Vidi.
Izvor: Rječnik prirodnih nauka. Glossary. RU
Odgovor od Alexander Tyukin[guru]
Ono što je Fess XX rekao nije toplotna provodljivost, već volumetrijski toplotni kapacitet.
Toplotna provodljivost tvari je vrijednost koja pokazuje koliko je topline potrebno da se primijeni na jedan kraj beskonačno tanke žice ove tvari tako da se tačka te žice na udaljenosti od 1 m od ovog kraja poveća za 1 stepen u jednoj sekundi (pod pretpostavkom da nema prijenosa topline u prostor). Majk je sve dobro napisao.
Odgovor od Mike[guru]
Toplotna provodljivost je sposobnost tvari da prenosi toplinsku energiju, kao i kvantitativna procjena te sposobnosti (koja se naziva i koeficijent toplotne provodljivosti).
Fenomen toplotne provodljivosti leži u činjenici da se kinetička energija atoma i molekula, koja određuje temperaturu tela, prilikom njihove interakcije prenosi na drugo telo ili se prenosi sa više zagrejanih delova tela na manje zagrejana područja.
Supstanca Toplotna provodljivost
W/(m*deg)
Aluminij 209.3
Gvožđe 74.4
Zlato 312.8
Mesing 85.5
Bakar 389.6
Merkur 29.1
Srebro 418.7
Čelik 45.4
Liveno gvožđe 62.8
voda, 2.1
Toplotna provodljivost vode je svojstvo koje svi, ne sluteći, vrlo često koristimo u svakodnevnom životu.
Ukratko o ovoj nekretnini, već smo pisali u našem članku. HEMIJSKA I FIZIČKA SVOJSTVA VODE U TEČNOM STANJU →, u ovom materijalu ćemo dati detaljniju definiciju.
Prvo razmotrite značenje pojma toplotna provodljivost općenito.
Toplotna provodljivost je...
Priručnik tehničkog prevodioca
Toplotna provodljivost - prijenos topline, u kojem prijenos topline u neravnomjerno zagrijanom mediju ima atomsko-molekularni karakter
[Terminološki rječnik za konstrukciju na 12 jezika (VNIIIS Gosstroy of SSSR)]
Toplotna provodljivost - sposobnost materijala da prenosi toplotni tok
[ST SEV 5063-85]
Priručnik tehničkog prevodioca
Objašnjavajući Ušakovljev rječnik
Toplotna provodljivost, toplotna provodljivost, pl. ne, žensko (fizički) - svojstvo tijela da distribuira toplinu od više zagrijanih dijelova na manje zagrijane.
Objašnjavajući Ušakovljev rječnik. D.N. Ushakov. 1935-1940
Veliki enciklopedijski rječnik
Toplotna provodljivost je prijenos energije sa više zagrijanih dijelova tijela na manje zagrijane kao rezultat toplinskog kretanja i interakcije njegovih sastavnih čestica. To dovodi do izjednačavanja tjelesne temperature. Obično je količina energije koja se prenosi, definisana kao gustina toplotnog toka, proporcionalna temperaturnom gradijentu (Fourierov zakon). Koeficijent proporcionalnosti naziva se koeficijent toplotne provodljivosti.
Veliki enciklopedijski rječnik. 2000
Toplotna provodljivost vode
Za obimnije razumijevanje cjelokupne slike, napominjemo nekoliko činjenica:
- Toplotna provodljivost vazduha je približno 28 puta manja od toplotne provodljivosti vode;
- Toplotna provodljivost ulja je otprilike 5 puta manja od vode;
- Kako pritisak raste, povećava se i toplotna provodljivost;
- U većini slučajeva, s povećanjem temperature, povećava se i toplinska provodljivost slabo koncentriranih otopina soli, lužina i kiselina.
Kao primjer predstavljamo dinamiku promjena vrijednosti toplotne provodljivosti vode u zavisnosti od temperature, pri pritisku od 1 bar:
0°S - 0,569 W/(m stepeni);
10°S - 0,588 W/(m stepeni);
20°S - 0,603 W/(m stepeni);
30°C - 0,617 W/(m stepeni);
40°C - 0,630 W/(m stepeni);
50°S - 0,643 W/(m stepeni);
60°S - 0,653 W/(m stepeni);
70°S - 0,662 W/(m stepeni);
80°S - 0,669 W/(m stepeni);
90°S - 0,675 W/(m stepeni);
100°S – 0,0245 W/(m stepeni);
110°S – 0,0252 W/(m stepeni);
120°S - 0,026 W/(m stepeni);
130°S - 0,0269 W/(m stepeni);
140°S - 0,0277 W/(m stepeni);
150°S - 0,0286 W/(m stepeni);
160°S - 0,0295 W/(m stepeni);
170°S - 0,0304 W/(m stepeni);
180°S - 0,0313 W/(m stepeni).
Toplotna provodljivost je, međutim, kao i sve druge, vrlo važno svojstvo vode za sve nas. Na primjer, vrlo često ga, ne znajući, koristimo u svakodnevnom životu - koristimo vodu za brzo hlađenje zagrijanih predmeta, a grijač za akumuliranje topline i skladištenje.
U smjeru prema dolje, počinju se otkrivati kada je debljina sloja vode između sfernog (sa polumjerom zakrivljenosti od oko 1 m) i ravnog.
Kao rezultat razmjene topline između pare i tekućine, samo će gornji sloj tekućine poprimiti temperaturu zasićenja koja odgovara prosječnom tlaku odvoda. Temperatura najveće količine tečnosti će ostati ispod temperature zasićenja. Zagrijavanje tečnosti se odvija sporo zbog niske vrijednosti toplinske difuzije tekućeg propana ili butana. Na primjer, tekući propan na liniji zasićenja na temperaturi ts - 20 °C a = 0,00025 m - / h, dok će za vodu, koja je jedna od termički najinertnijih supstanci, vrijednost toplinske difuzivnosti na istoj temperaturi biti a = 0,00052 m/h
Toplotna provodljivost i toplotna difuzivnost drveta zavise od njegove gustine, jer, za razliku od toplotnog kapaciteta, na ova svojstva utiče prisustvo šupljina ispunjenih vazduhom raspoređenih po zapremini drveta. Koeficijent toplinske provodljivosti apsolutno suhog drveta raste s povećanjem gustoće, dok se toplinska difuzivnost smanjuje. Kada se šupljine ćelija napune vodom, toplotna provodljivost drveta se povećava, a toplotna difuzivnost opada. Toplotna provodljivost drveta duž vlakana je veća nego poprečno.
ŠTA ovisi o oštro različitim vrijednostima ovih koeficijenata za tvari uglja, zraka i vode. Dakle, specifični toplotni kapacitet vode je tri puta, a koeficijent toplotne provodljivosti 25 puta veći od vazduha, pa se koeficijenti toplote i toplotne difuzivnosti povećavaju sa povećanjem vlage u uglju (Sl. 13).
Uređaj prikazan na sl. 16 na lijevoj strani, služi za mjerenje topline i toplinske difuzivnosti rasutih materijala. U tom slučaju ispitni materijal se postavlja u prostor koji čine unutrašnja površina cilindra 6 i cilindrični grijač 9, postavljen duž ose uređaja. Za smanjenje aksijalnih tokova mjerna jedinica je opremljena poklopcima 7, 8 od termoizolacionog materijala. U omotaču koji čine unutrašnji i vanjski cilindri kruži voda konstantne temperature. Kao iu prethodnom slučaju, temperaturna razlika se mjeri diferencijalnim termoelementom, čiji je jedan spoj 1 pričvršćen u blizini cilindričnog grijača, a drugi 2 - na unutrašnjoj površini cilindra s ispitnim materijalom.
Do slične formule dolazimo ako uzmemo u obzir vrijeme potrebno za isparavanje jedne kapi tekućine. Toplotna difuzivnost Xv tečnosti kao što je voda je obično niska. S tim u vezi, zagrijavanje kapi se odvija relativno sporo tokom vremena t o / Xv. Ovo nam omogućava da pretpostavimo da se isparavanje tekućine događa samo sa površine kapi bez značajnijeg zagrijavanja.
U plitkim vodama voda se zagrijava ne samo odozgo zbog procesa izmjene topline s atmosferom, već i odozdo, sa strane dna, koje se brzo zagrijava zbog niske toplinske difuzije i relativno niskog toplinskog kapaciteta. Noću, dno prenosi toplinu akumuliranu tokom dana na sloj vode koji se nalazi iznad njega i dolazi do svojevrsnog efekta staklene bašte.
U ovim izrazima, Yad i H (u cal mol) su topline apsorpcije i reakcije (pozitivne kada je reakcija egzotermna), a preostale oznake su naznačene iznad. Toplotna difuzivnost vode je oko 1,5-10"cm 1sec. Funkcije i
Toplotna provodljivost i toplotna difuzivnost bušaćih tečnosti su mnogo manje proučavane. U toplinskim proračunima, njihova toplinska provodljivost, prema V. N. Dakhnovu i D. I. Dyakonovu, kao i B. I. Esmanu i drugima, uzima se kao voda - 0,5 kcal / m-h-deg. Prema referentnim podacima, koeficijent toplotne provodljivosti bušaćih tečnosti je 1,29 kcal/m-h-deg. S. M. Kuliev i dr. predložili su jednačinu za izračunavanje koeficijenta toplotne provodljivosti
Za približne proračune procesa isparavanja vode u zrak i kondenzacije vode iz vlažnog zraka može se koristiti Lewisov omjer, budući da je omjer toplinske difuzije i koeficijenta difuzije na 20°C 0,835, što se ne razlikuje mnogo od jedinice . U sekciji D5-2, procesi koji se odvijaju u vlažnom zraku proučavani su pomoću dijagrama specifičnog sadržaja vlage u odnosu na entalpiju. Stoga bi bilo korisno transformirati jednadžbu (16-36) na način da na njenoj desnoj strani umjesto parcijalnog
U jednačinama (VII.3) i (VII.4) i graničnim uslovima (VII.5), usvojene su sledeće oznake Ti i T - respektivno, temperature očvrslog i neočvrslog sloja - temperatura medija T p - krioskopska temperatura a i U2 - respektivno, toplotna difuzivnost ovih slojeva a = kil ifi), mV A.1 - koeficijent toplotne provodljivosti za smrznuto meso, W / (m-K) A.2 - isto za rashlađeno meso, W / (m-K) q i cg - specifični toplotni kapaciteti smrznutog i rashlađenog mesa, J / (kg-K) Pi ip2 - gustina smrznutog i ohlađenog mesa p1 = pj = 1020 kg / m - debljina smrznutog sloja, računa se od
Sadržaj odjeljka
Toplotna provodljivost je posljedica lokalnih temperaturno ovisnih kretanja mikrostrukturnih elemenata. U tekućinama i plinovima, mikrostrukturna kretanja su nasumična molekularna kretanja, čiji se intenzitet povećava s povećanjem temperature. U čvrstim metalima na srednjim temperaturama do prijenosa topline dolazi zbog kretanja slobodnih elektrona. U nemetalnim čvrstim materijama, toplotnu provodljivost obavljaju elastični zvučni talasi, koji nastaju usled pomeranja svih molekula i svih atoma iz njihovih ravnotežnih položaja. Izjednačavanje temperature zbog toplotne provodljivosti shvata se kao prelazak na slučajnu distribuciju superponiranih talasa, u kojoj je raspodela energije vibracija ujednačena po celom telu. U praktičnim uslovima, toplotna provodljivost u svom najčistijem obliku se opaža u čvrstim materijama.
Teorija toplotne provodljivosti zasniva se na Fourierovom zakonu, koji povezuje prijenos topline unutar tijela sa temperaturnim stanjem u neposrednoj blizini mjesta koje se razmatra – izražava se na sljedeći način:
dQ/dτ= - λF*dt/dl,
gdje je: dQ/dτ – brzina prijenosa topline (količina topline po jedinici vremena); F je površina poprečnog presjeka normalna na smjer toka topline; dt/dl je promjena temperature u smjeru toka topline, tj. temperaturni gradijent.
Koeficijent λ se izražava u W/m⋅K (kcal/m⋅h⋅deg), naziva se koeficijent toplotne provodljivosti, zavisi od fizičkih i hemijskih svojstava materijala i temperature materijala. Koeficijent λ pokazuje koliko će topline proći na sat kroz materijal površine 1 m 2, debljine 1 m pri temperaturnoj razlici od 1 °. U tabeli. 7.15; 7.16 prikazane su vrijednosti koeficijenata toplinske provodljivosti metala, zraka, vodene pare, vode na različitim temperaturama. Za toplinsku provodljivost vatrostalnih materijala i materijala za toplinsku izolaciju, pogledajte odjeljak 10.
Vazduh provodi toplotu oko 100 puta manje od čvrstih materija. Voda provodi toplotu oko 25 puta više od vazduha. Vlažni materijali provode toplinu bolje od suhih materijala. Prisustvo nečistoća, posebno u metalima, može uzrokovati promjenu toplinske provodljivosti za 50-75%.
Stacionarna toplotna provodljivost. Toplotna provodljivost se naziva stacionarnom ako temperaturna razlika ∆t koja ju je izazvala ostane nepromijenjena.
Količina toplote Q koja toplotnom provodljivošću prolazi kroz materijal (zid) zavisi od debljine materijala (zida) - S, m; temperaturna razlika ∆t, °S; površina - F, m 2 i određena je jednadžbom:
Q \u003d λ (t 1 - t 2) / S, W (kcal / sat).
Koeficijent prijenosa topline ovdje će biti jednak λ / S, tj. direktno je proporcionalna koeficijentu toplotne provodljivosti λ i obrnuto proporcionalna debljini zida - S.
Nestalna toplotna provodljivost. Toplotna provodljivost se naziva nestacionarnom ako je temperaturna razlika ∆t koja je uzrokuje promjenjiva vrijednost.
Brzina zagrijavanja čvrstih tvari direktno je proporcionalna toplinskoj provodljivosti materijala ë i obrnuto proporcionalna volumetrijskom toplinskom kapacitetu Cρ, koji karakterizira kapacitet skladištenja, čiji se omjer naziva toplinska difuzivnost:
a \u003d λ / Sρ, m 2 / sat.
Za nestacionarne procese provođenja topline, toplinska difuzivnost "a" ima istu vrijednost kao i toplinska provodljivost "λ" u stacionarnom načinu prijenosa topline.
Trajanje zidnog grijanja s dovoljnom preciznošću za tehničke proračune može se odrediti Grum-Grzhimailo formulom:
τ ≈ 0,35 S 2 /a, sat, gdje je: S debljina zida; a - koeficijent toplotne difuzivnosti (za šamot 0,0015–0,0025 m 2 / sat).
Trajanje zagrijavanja zida od šamotne vatrostalne opeke: τ ≈ 175 ⋅ S 2, sat.
Dubina zagrijavanja zida bilo koje debljine i sa bilo kojom promjenom površinske temperature može se odrediti formulom:
S PR \u003d 0,17 ⋅ 10 -3 t P.SR ⋅ √τ, m,
gdje je: t P.SR prosječna temperatura površine tokom perioda grijanja u °C.
Ako je S PR veći od debljine materijala (zida) S, tada počinje stacionarni proces. Ako S PR< S, то количество тепла, аккумулированное стенкой Q АКК. можно определить по формуле Грум-Гржимайло:
Q ACC. = 0,56 ⋅ t SOV. √t P.SR ⋅ τ , kcal/m 2 ⋅ period.
Q ACC. = 2.345 ⋅ t SOV. √t P.SR ⋅ τ , kJ/m 2 ⋅ period.
Ovdje t SOV. je temperatura površine zida u °C do kraja perioda grijanja; τ je sat.
Tabela 7.15. Toplotna provodljivost metala, ë vrijednosti su date u W/m ⋅ K (kcal/m ⋅ h ⋅ deg)| Metali i legure | Temperatura tačka topljenja, °C | Temperatura, °S | |||||
| 0 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Aluminijum | 659 | 202,4 (174) | 204,7 (176) | 214,6 (184,5) | 230,3 (198) | 248,9 (214) | - |
| Iron | 1535 | 60,5 (52,0) | 55,2 (47,5) | 51,8 (44,5) | 48,4 (41,6) | 45,0 (38,7) | 39,8 (34,2) |
| Brass | 940 | 96,8 (83,2) | 103,8 (89,2) | 108,9 (93,6) | 114,0 (98,0) | 115,5 (99,3) | - |
| Bakar | 1080 | 387,3 (333) | 376,8 (324) | 372,2 (320) | 366,4 (315) | 508,6 (312) | 358,2 (308) |
| Nikl | 1450 | 62,2 (53,5) | 58,5 (50,3) | 57,0 (49) | 55,2 (47,5) | - | - |
| Tin | 231 | 62,2 (53,5) | 58,5 (50,3) | 57,0 (49) | - | - | - |
| Olovo | 327 | 34,5 (29,7) | 34,5 (29,7) | 32,9 (28,3) | 31,2 (26,8) | - | - |
| Srebro | 960 | 418,7 (360) | 411,7 (354) | - | - | - | - |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| čelik (1%C) | 1500 | - | 44,9 (38,6) | 44,9 (38,6) | 43,3 (37,2) | 39,8 (34,2) | 38,0 (32,7) |
| Tantal | 2900 | 55,2 (47,5) | - | - | - | - | - |
| Cink | 419 | 112,2 (96,5) | 110,5 (95,0) | 107,1 (92,1) | 101,9 (87,6) | 93,4 (80,3) | - |
| Liveno gvožde | 1200 | 50,1 (43,1) | 48,4 (41,6) | - | - | - | - |
| Silikonsko liveno gvožđe | 1260 | 51,9 (44,6) | - | - | - | - | - |
| Bizmut | 271,3 | 8,1 (7,0) | 6,7 (5,8) | - | - | - | - |
| Zlato | 1063 | 291,9 (251,0) | 294,2 (253,0) | - | - | - | - |
| Kadmijum | 320,9 | 93,0 (80,0) | 90,5 (77,8) | - | - | - | - |
| Magnezijum | 651 | 159,3 (137) | - | - | - | - | - |
| Platinum | 1769,3 | 69,5 (59,8) | 72,4 (62,3) | - | - | - | - |
| Merkur | - 38,87 | 6,2 (5,35) | 9,87 (8,33) | - | - | - | - |
| Antimon | 630,5 | 18,4 (15,8) | 16,7 (14,4) | - | - | - | - |
| Konstantan (60%Cu + 40%Ni) | 22,7 (19,5) | 26,7 (23,0) | - | - | - | - | |
| Manganin (84%Cu + 4%Ni + + 12%Mn) | 22,1 (19,0) | 26,3 (22,6) | - | - | - | - | |
| nikl srebro | 29,1 (25,0) | 37,2 (32,0) | - | - | - | - | |
| srijeda | Temperatura °C | ||||
| 0 | 100 | 200 | 300 | 500 | |
| Zrak | 0,0237 (0,0204) | 0,03 (0,0259) | 0,0365 (0,0314) | 0,0420 (0,0361) | 0,0526 (0,0452) |
| vodena para | - | 0,0234 (0,0201) | 0,03 (0,0258) | 0,0366 (0,0315) | - |
| 0 | 20 | 30 | 70 | 100 | |
| Voda | 0,558 (0,48) | 0,597 (0,513) | 0,644 (0,554) | 0,663 (0,57) | 0,682 (0,586) |
Za određivanje toplotnih gubitaka kroz zidove peći, kroz neoklopljene zidove kotla i za određivanje temperature vanjske površine koriste se grafikoni i dijagrami, vidi dodatke.
Stope gubitaka topline i granične debljine toplinske izolacije date su u tabeli 7.17; 7.18; 7.19.
Tabela 7.17. Maksimalne debljine toplotne izolacije za cjevovode položene u zatvorenom i na otvorenom Tabela 7.18. Maksimalne debljine toplotne izolacije za toplovode vode položene u neprohodnim kanalima Tabela 7.19. Norme toplinskih gubitaka izolovanih površina unutar prostorija elektrana sa procijenjenom temperaturom zraka od 25 ° C, W / m| Vanjski promjer cijevi, mm | Temperatura nosača toplote, °S | Vanjski promjer cijevi, mm | |||||||||||||
| 50 | 75 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 12 14 15 16 17 19 26 31 | 19 23 26 28 30 32 38 47 | 27 33 36 38 43 45 52 62 | 35 41 46 50 57 61 68 76 | 43 50 57 62 68 72 79 88 | 58 68 76 84 91 95 105 117 | 74 86 98 105 115 122 130 146 | 90 105 119 126 140 147 159 177 | 105 122 138 149 164 173 186 205 | 121 139 158 169 188 198 212 234 | 136 158 170 192 218 225 238 263 | 152 175 199 213 236 250 264 291 | 168 194 221 235 262 275 291 331 | 183 213 242 255 285 300 318 349 | 20 32 48 57 76 89 108 133 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 36 40 44 49 52 58 62 70 77 95 110 128 157 174 244 308 337 58 | 52 58 60 69 76 81 87 96 105 128 145 168 192 221 303 372 425 68 | 70 77 81 91 99 107 114 127 139 163 186 209 238 262 349 431 447 76 | 84 93 99 110 121 130 139 155 169 198 221 256 279 308 407 500 570 85 | 98 108 116 129 142 152 163 180 198 227 256 279 320 349 465 580 630 93 | 130 144 154 166 186 204 221 238 256 294 325 366 400 430 582 700 768 110 | 163 178 192 213 233 254 273 294 314 360 395 448 483 523 680 837 907 127 | 193 212 228 254 279 303 326 353 379 430 470 518 558 610 790 965 1045 144 | 213 247 264 295 324 349 374 406 435 495 547 600 645 700 910 1090 1190 160 | 256 282 302 336 369 400 430 465 500 565 616 675 727 780 998 1230 1340 178 | 287 318 337 375 413 448 482 520 558 628 686 750 808 866 1130 1245 1475 195 | 318 350 371 416 460 498 536 577 618 700 762 825 885 948 1235 1485 1630 210 | 349 384 410 458 505 547 586 633 680 767 830 900 970 1035 1340 1625 1750 228 | 378 416 445 498 550 598 645 693 738 825 900 975 1045 1115 1450 1740 1910 244 | 159 194 219 273 325 377 426 478 529 630 720 820 920 1020 1420 1820 2000 Ravni zid, m2 | |
Bilješka:
Za opremu i cjevovode koji rade na ekstrakciji i odvodnji pare, vrijednosti dobivene iz tabele se množe sa sljedećim faktorima:
Prečnik, mm 32 108 273 720 1020 2000 (i ravni zid)
Koeficijent 1,01 1,06 1,09 1,12 1,16 1,22
Koeficijent toplinske provodljivosti je fizički parametar tvari i općenito ovisi o temperaturi, tlaku i vrsti tvari. U većini slučajeva, koeficijent toplinske provodljivosti za različite materijale se eksperimentalno određuje različitim metodama. Većina njih se zasniva na mjerenju toplotnog toka i temperaturnog gradijenta u ispitivanoj supstanci. Koeficijent toplotne provodljivosti λ, W / (m × K), određen je iz relacije: iz koje sledi da je koeficijent toplotne provodljivosti numerički jednak količini toplote koja u jedinici vremena prođe kroz jedinicu izotermne površine sa temperaturni gradijent jednak jedan. Približne vrijednosti toplinske provodljivosti različitih tvari prikazane su na Sl. 1.4 Pošto tijela mogu imati različite temperature, a u prisustvu prijenosa topline, temperatura u samom tijelu će biti neravnomjerno raspoređena, tj. Prije svega, važno je znati ovisnost koeficijenta toplinske provodljivosti o temperaturi. Eksperimenti pokazuju da se za mnoge materijale, sa dovoljnom tačnošću za praksu, zavisnost koeficijenta toplotne provodljivosti od temperature može uzeti kao linearna: gde je λ 0 vrednost koeficijenta toplotne provodljivosti na temperaturi t 0 ; b je konstanta određena empirijski.
Koeficijent toplotne provodljivosti gasova. Prema kinetičkoj teoriji, prijenos topline toplinskim vođenjem u plinovima pri uobičajenim pritiscima i temperaturama određen je prijenosom kinetičke energije molekularnog kretanja kao rezultat haotičnog kretanja i sudara pojedinačnih molekula plina. U ovom slučaju, koeficijent toplotne provodljivosti je određen relacijom: 
gdje je prosječna brzina kretanja molekula plina; srednja slobodna putanja molekula plina između sudara; toplinski kapacitet plina pri konstantnoj zapremini; gustina plina. Sa povećanjem pritiska, gustoća se jednako povećava, dužina puta se smanjuje, a proizvod ostaje konstantan. Stoga se koeficijent toplinske provodljivosti ne mijenja primjetno s pritiskom. Izuzetak su vrlo mali (manji od 2,66×10 3 Pa) i vrlo veliki (2×10 9 Pa) pritisci. Prosječna brzina kretanja molekula plina ovisi o temperaturi: gdje je R μ univerzalna plinska konstanta, jednaka 8314,2 J/(kmol×K); μ je molekulska težina plina; T - temperatura, K. Toplotni kapacitet gasova raste sa porastom temperature. Ovo objašnjava činjenicu da se koeficijent toplotne provodljivosti za gasove povećava sa povećanjem temperature. Koeficijent toplotne provodljivosti λ gasova je u rasponu od 0,006 do 0,6 W/(m×K). Na sl. 1.5 prikazani su rezultati mjerenja toplinske provodljivosti različitih plinova, koje je izvršio N. B. Vargaftik. Među plinovima, helij i vodonik oštro se razlikuju po svojoj toplinskoj provodljivosti. Njihov koeficijent toplinske provodljivosti je 5-10 puta veći od koeficijenta toplinske provodljivosti drugih plinova. Ovo se jasno vidi na sl. 1.6. Molekuli helijuma i vodonika imaju malu masu, te stoga imaju veliku prosječnu brzinu kretanja, što objašnjava njihov visoki koeficijent toplinske provodljivosti. Koeficijenti toplotne provodljivosti vodene pare i drugih stvarnih gasova, koji se značajno razlikuju od idealnih, takođe jako zavise od pritiska. Za mješavine plinova koeficijent toplinske provodljivosti se ne može odrediti prema zakonu aditivnosti, već se mora odrediti empirijski.
Slika 1.5 Koeficijenti toplotne provodljivosti gasova.
1-vodena para; 2-ugljični dioksid; 3-zrak; 4-argon; 5-kiseonik; 6-azot.
Rice. 1.6 Koeficijenti toplotne provodljivosti helijuma i vodonika.
Koeficijent toplotne provodljivosti tečnosti. Mehanizam širenja toplote u kapajućim tečnostima može se predstaviti kao prenos energije kroz neskladne elastične oscilacije. Takav teorijski koncept mehanizma prijenosa topline u tekućinama, koji je iznio A. S. Predvoditelev, koristio je N. B. Vargaftik za opisivanje eksperimentalnih podataka o toplinskoj provodljivosti različitih tekućina. Za većinu tečnosti teorija je našla dobru potporu. Na osnovu ove teorije dobijena je formula za koeficijent toplotne provodljivosti sledećeg oblika: 
gdje je toplinski kapacitet tečnosti pri konstantnom pritisku, gustina tečnosti; μ je molekulska težina. Koeficijent A, koji je proporcionalan brzini prostiranja elastičnih talasa u tečnosti, ne zavisi od prirode tečnosti, već zavisi od temperature, dok je Ac p ≈const. Kako gustina ρ tečnosti opada sa porastom temperature, iz jednačine (1.21) sledi da za tečnosti sa konstantnom molekulskom težinom (nepovezane i slabo povezane tečnosti) koeficijent toplotne provodljivosti mora da opada sa porastom temperature. Za tečnosti koje su jako povezane (voda, alkoholi itd.), u formulu (1.21) potrebno je uvesti koeficijent asocijacije koji uzima u obzir promjenu molekulske mase. Koeficijent asocijacije također ovisi o temperaturi, pa stoga pri različitim temperaturama može na različite načine utjecati na koeficijent toplinske provodljivosti. Eksperimenti potvrđuju da za većinu tekućina koeficijent toplinske provodljivosti λ opada s porastom temperature, sa izuzetkom vode i glicerina (slika 1.7). Koeficijent toplotne provodljivosti kapajućih tečnosti je približno u rasponu od 0,07 do 0,7 W/(m×K). Sa povećanjem pritiska povećavaju se koeficijenti toplotne provodljivosti tečnosti.
Rice. 1.7 Koeficijenti toplinske provodljivosti različitih tekućina.
1-vazelinsko ulje; 2-benzen; 3-aceton; 4-ricinusovo ulje; 5-etil alkohol; 6-metil alkohol; 7-glicerol; 8-voda.
Koeficijent toplotne provodljivosti čvrstih materija. U metalima, glavni prenosilac toplote su slobodni elektroni, koji se mogu uporediti sa idealnim monoatomskim gasom. Prijenos topline oscilatornim kretanjima atoma ili u obliku elastičnih zvučnih valova nije isključen, ali je njegov udio neznatan u odnosu na prijenos energije elektronskim plinom. Zbog kretanja slobodnih elektrona, temperatura se izjednačava na svim tačkama grijaćeg ili rashladnog metala. Slobodni elektroni se kreću i iz područja koja su više zagrijana u područja koja su manje zagrijana, iu suprotnom smjeru. U prvom slučaju daju energiju atomima, u drugom je oduzimaju. Pošto su elektroni nosioci toplotne energije u metalima, koeficijenti toplotne i električne provodljivosti su međusobno proporcionalni. Kako temperatura raste, rasipanje elektrona se povećava zbog povećanja termičkih nehomogenosti. To podrazumijeva smanjenje koeficijenata toplinske i električne provodljivosti čistih metala (slika 1.8). U prisustvu raznih vrsta nečistoća, toplotna provodljivost metala naglo opada. Ovo posljednje se može objasniti povećanjem strukturnih nehomogenosti, što dovodi do raspršenja elektrona. Tako, na primjer, za čisti bakar λ= 396W/(m×K), za isti bakar sa tragovima arsena λ= 142W/(m×K). Za razliku od čistih metala, koeficijenti toplinske provodljivosti legura rastu s porastom temperature (slika 1.9). Kod dielektrika, sa povećanjem temperature, toplotna provodljivost obično raste (slika 1.10). U pravilu, za materijale veće gustoće koeficijent toplinske provodljivosti ima veću vrijednost. Zavisi od strukture materijala, njegove poroznosti i sadržaja vlage.
Rice. 1.8. Ovisnost toplinske provodljivosti o temperaturi za neke čiste metale.
Mnogi građevinski i toplotnoizolacioni materijali imaju poroznu strukturu (cigla, beton, azbest, šljaka itd.), a primena Fourierovog zakona na takva tela je u izvesnoj meri uslovna. Prisustvo pora u materijalu ne dozvoljava nam da takva tijela smatramo neprekidnim medijem. Koeficijent toplinske provodljivosti poroznog materijala je također uvjetovan. Ova vrijednost ima značenje koeficijenta toplinske provodljivosti nekog homogenog tijela, kroz koje, sa istim oblikom, veličinom i temperaturom na granicama, prolazi ista količina topline kao i kroz ovo porozno tijelo. Koeficijent toplinske provodljivosti praškastih i poroznih tijela jako ovisi o njihovoj gustoći. Na primjer, povećanjem gustoće ρ sa 400 na 800 kg/m3, toplinska provodljivost azbesta raste sa 0,105 na 0,248 W/(m×K). Takav uticaj gustine ρ na koeficijent toplotne provodljivosti objašnjava se činjenicom da je toplotna provodljivost vazduha koji ispunjava pore mnogo manja od toplotne provodljivosti čvrstih komponenti poroznog materijala. Efektivna toplotna provodljivost poroznih materijala takođe snažno zavisi od vlažnosti. Za mokri materijal, koeficijent toplinske provodljivosti je mnogo veći nego za suhi i vode odvojeno. Na primjer, za suhu ciglu λ= 0,35, za vodu λ=0,60, a za mokru ciglu λ≈1,0 W/(m×K). Ovaj efekat se može objasniti konvektivnim prenosom toplote usled kapilarnog kretanja vode unutar poroznog materijala, a delimično i činjenicom da vlaga vezana za apsorpciju ima drugačije karakteristike u odnosu na slobodnu vodu. Povećanje toplinske provodljivosti zrnatih materijala s temperaturom može se objasniti činjenicom da se s povećanjem temperature povećava toplinska provodljivost medija koji ispunjava praznine između zrna, a povećava se i prijenos topline zračenjem zrnaste mase. Koeficijenti toplinske provodljivosti građevinskih i toplinsko-izolacijskih materijala imaju vrijednosti koje se kreću otprilike u rasponu od 0,023 do 2,9 Wt / (m × K). Materijali sa niskom vrijednošću toplotne provodljivosti [manje od 0,25W/(m×K)], koji se obično koriste za toplinsku izolaciju, nazivaju se termoizolacijskim materijalima.
