Przewodzenie ciepła – proces wymiany ciepła między ciałami o różnej temperaturze pozostającymi ze sobą w bezpośrednim kontakcie. Polega on na przekazywaniu energii kinetycznej bezładnego ruchu cząsteczek w wyniku ich zderzeń. Proces prowadzi do wyrównania temperatury między ciałami. Przewodnictwem cieplnym nie jest przekazywanie energii w wyniku uporządkowanego (makroskopowego) ruchu cząstek. Ciepło płynie tylko wtedy, gdy występuje różnica temperatur, w kierunku od temperatury wyższej do temperatury niższej. Z dobrym przybliżeniem dla większości substancji ilość energii przekazanej przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu jest proporcjonalna do różnicy temperatur, co opisuje równanie różniczkowe Fouriera: ∂ Q ∂ t = − k ∮ S ⁡ ∇ T ⋅ d S {\displaystyle {\frac {\partial Q}{\partial t}}=-k\oint \limits _{S}{\nabla T\cdot \,dS}} Wzór ten dla jednorodnego przewodzenia ciepła przez cienką ściankę prostopadle do jej powierzchni w kierunku x przyjmuje postać: Q = − λ A d T d x {\displaystyle Q=-\lambda A{\frac {dT}{dx}}} gdzie: Q - natężenie przepływu ciepła (ilość ciepła wymieniona w jednostce czasu) λ - współczynnik przewodzenia ciepła A - powierzchnia wymiany ciepła T - temperaturaDla ustalonego przepływu ciepła przez ścianę płaską, po scałkowaniu, równanie Fouriera przyjmuje postać: Q = λ A d Δ T {\displaystyle Q={\frac {\lambda A}{d}}\Delta T} gdzie: ∆T - różnica temperatur po obu stronach przewodnika ciepła d - grubość ścianki przewodnika ciepłaDla ustalonego przepływu ciepła przez ściankę cylindryczną rury, przyjmuje postać: Q = 2 π L λ ln ⁡ ( d 2 / d 1 ) Δ T {\displaystyle Q={\frac {2\pi L\lambda }{\ln(d_{2}/d_{1})}}\Delta T} gdzie: d2, d1 - odpowiednio średnica po stronie chłodniejszego i cieplejszego medium L - długość ruryPrzewodzenie ciepła jest jednym z trzech rodzajów cieplnego przepływu energii. Pozostałe to: konwekcja promieniowanie cieplne
Go to Article