Закон Фур’є – основний закон теплопровідності
У 1807 році французький вчений Фур’є довів експериментально, що у будь-якій точці тіла (речовини) в процесі теплопровідності є властивий однозначний взаємозв’язок між тепловим потоком і градієнтом температури:
Де
- Q – тепловий потік, виражається в Вт; Grad (T) – градієнт температурного поля (сукупності числових значень температури в різноманітних місцях системи в обраний момент часу), одиниці виміру К/м; S – площа поверхні теплообміну, м2; Λ – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м К).
Градієнт температури можна характеризувати у вигляді векторної суми складових по осях декартових координат:
Де
- I, j, k – ортогональні між собою одиничні вектори, націлені по координатним осях.
Значить, цей закон встановлює величину теплового потоку при перенесенні тепла за допомогою теплопровідності.
Закон Фур’є для поверхневої густини теплового потоку набуває вигляду:
Знак “мінус” означає, що вектори теплового потоку і градієнта температури різноспрямовані.
Слід розуміти, що теплота передається в напрямку спаду температури.
І все ж не зайвим буде вказати, що закон Фур’є так само бере до уваги інерційність процесу теплопровідності, інакше кажучи, в представленій моделі коливання температури в будь-якій точці миттєво поширюється (коливання температури) на все тіло.
Закон Фур’є некоректно застосовувати для характеристики високочастотних процесів таких як, наприклад, поширення ультразвуку або ударної Хвилі.
Related posts:
- Закон теплопровідності Фур’є Великий італієць Данте Аліг’єрі писав, що подібно до того, як не можна відокремити жар від вогню, не можна відокремити красу від Вічності. Природа теплоти також цікавила французького математика Жозефа Фур’є, добре відомого своїм законом теплопровідності в твердих тілах, згідно з яким потік тепла між двома точками в якомусь речовині пропорційний різниці температур між цими точками […]...
- Коефіцієнт теплопровідності Коефіцієнт теплопровідності встановлює фізичні параметри речовини, і описує його здатність проводити теплоту. Коефіцієнт теплопровідності знаходимо за формулою: Чисельно коефіцієнт теплопровідності діагностується кількістю теплоти, що проходить в одиницю часу через одиницю ізотермічної поверхні при дотриманні вимоги gradt = 1. Його розмірність Вт / (м – К). Величину зазначеного параметра для різноманітних матеріалів знаходимо з довідкових таблиць, […]...
- Третій закон термодинаміки – доповідь Пам’ятайте красиве слово “ентропія”? Для тих, хто призабув, нагадаємо, і спробуємо розповісти про те, що таке ентропія таке простими словами: Ентропія – це міра хаосу в будь-якій системі. В якості системи може виступати Ваш письмовий стіл або каструля з борщем, або навіть ця, ну як її… Всесвіт! Чим менше в системі порядку, тим більше ентропія. […]...
- Закон градієнта подразнення (акомодація) У 1848 р. Дюбуа-Реймон виявив, що якщо через нерв або будь-яку іншу тканину проходить постійний електричний струм порогової сили і сила цього струму протягом значного відрізку часу не змінюється, то такий струм при своєму проходженні не викликає збудження тканини. Збудження виникає тільки в тому випадку, якщо сила електричного подразника швидко наростає або спадає. При дуже […]...
- Закон випромінювання абсолютно чорного тіла “Квантова механіка чарівна”, – пише фахівець з квантової теорії Деніель Грінбергер. Квантова механіка, згідно з якою речовина має властивості як хвилі, так і частинки, народилася після новаторських робіт по випромінюванню нагрітих об’єктів. Уявіть спіраль електронагрівача, яка стає спочатку коричневою, а потім, нагріваючись, – червоною. Закон випромінювання абсолютно чорного тіла (АЧТ), запропонований німецьким фізиком Максом Планком […]...
- Перший закон термодинаміки – коротко Нагадаємо, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити шляхом теплопередачі або при здійсненні роботи. Припустимо, що над системою одночасно відбувається робота А ‘і їй повідомляється деяка кількість теплоти Q. Наприклад, газ, що знаходиться в циліндрі під поршнем, стискають і передають йому деяку кількість теплоти. Механічна енергія системи при цьому не змінюється. Отже, Зміна внутрішньої енергії […]...
- Закон Ома для повного кола струму Закон Ома є формулою, яка наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола: Електричного струму (потоку заряджених частинок); Напруги (електрорушійної сили); Опору (протидія потоку електронів). Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг. Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні […]...
- Фізичний закон Щоб зі спостережень за фізичними явищами зробити загальні висновки, знайти причини цих явищ, слід встановити кількісні залежності між різними фізичними величинами. Проводячи фізичний експеримент, прагнуть простежити залежність даної величини від характеру зміни кожного з умов окремо, Наприклад, тиск газу залежить від його маси, об’єму і температури. Щоб дослідити цю залежність, треба спочатку вивчити, як впливає […]...
- Другий закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки не накладає ніяких обмежень на напрями перетворень енергії з одного виду в інший і на напрям переходу теплоти між тілами, вимагаючи тільки збереження повного запасу енергії в замкнутих системах. Другий закон термодинаміки відображає спрямованість природних процесів і визначає обмеження на можливі напрямки енергетичних перетворень в макроскопічних системах. Як і будь фундаментальний закон, […]...
- Закон електромагнітної індукції Фарадея Що може бути краще, ніж увечері понеділка почитати про основи електродинаміки. Правильно, можна знайти безліч речей, які будуть краще. Тим не менш, ми все одно пропонуємо Вам прочитати цю статтю. Часу займає небагато, а корисна інформація залишиться в підсвідомості. Наприклад, на іспиті, в умовах стресу, можна буде успішно витягти з надр пам’яті закон Фарадея. Так […]...
- Закон Ампера: визначення На прямолінійний ділянку провідника Δl, по якому тече струм l, в магнітному полі з індукцією В діє сила F. Для обчислення цієї сили використовують вираз: F = B | I | Δlsinα, Де α – кут між вектором В і напрямком відрізка провідника зі струмом (елементом струму); за напрямок елемента струму приймають напрям, в якому […]...
- Закон структури музичного твору Закон структури музичного твору – закон, що розкривається в якості внутрішньої і необхідною, загальною і істотного зв’язку елементів і явищ будь-якої зі структур музичного твори (у тому числі: временнóй, гармонійної, динамічної, тембрової, темпової, штриховий та ін.). Залежно від того, чи поширюється цей закон на структури всіх музичних творів, на структури творів, пов’язаних тільки з певною […]...
- Закон Ома для ділянки кола, формула Сила струму на ділянці ланцюга дорівнює відношенню напруги на цій ділянці до його опору. Закон Ома висловлює зв’язок між трьома величинами, які характеризують протікання електричного струму в ланцюзі, – силою струму I, напругою U та опором R. Цей закон був встановлений в 1827 р, німецьким вченим Г. Омом і тому має його ім’я. У наведеній […]...
- Право і закон Доводилося вам замислюватися над питанням: чи існує відмінність між правом і законом, або вони абсолютно збігаються? Строго кажучи, над цим питанням людство розмірковує ще з античних часів. У сучасній науці є різні позиції. Одні вчені стверджують, що право і закон абсолютно збігаються, що будь-який прийнятий закон – це завжди і є право. Ці вчені не […]...
- Закон структури Закон структури – закон, що розкривається в якості внутрішньої і необхідною, загальною і істотного зв’язку елементів і явищ структури. Вираз в законі структури загальних і істотних відносин і зв’язків структури, абстрактних від частковостей і випадковостей. Збіднення закону в порівнянні з явищем структури, в якому знаходить своє вираження як загальне, так і приватне. Аналогічна збіднення суті […]...
- Взаємодія заряджених тіл. Закон Кулона Досліди французького фізика Ш. Дюфе показали, що тіла, що мають заряди протилежного (однакового) знака, взаємно притягуються (відштовхуються). При цьому сила взаємодії між наелектризованими тілами складним чином залежить від форми наелектризованих тіл і характеру розподілу заряду на них. Тому не існує єдиної простої формули, яка описує електростатичне взаємодія для довільного випадку. І тільки для точкових зарядів […]...
- Другий закон термодинаміки, незворотність Другий закон термодинаміки У шкільному курсі фізики ми вивчаємо спрощені процеси, використовуємо приблизні моделі. Однак в реальному житті багато вивчені закони застосувати практично неможливо. Довго час вчені намагалися винайти вічний двигун першого роду. Основним його відміну є здійснення роботи без додаткової допомоги. Тобто для нього не потрібно використовувати паливо. Всі процеси в ньому відбуваються без […]...
- Закон радіоактивного розпаду: визначення Математично закон радіоактивного розпаду виражається формулою: Тут N0 – число радіоактивних атомів в початковий момент часу t = 0. За цією формулою знаходять число нерозпавшихся атомів N у будь-який момент часу. Резерфорд, досліджуючи перетворення радіоактивних речовин, встановив досвідченим шляхом, що їх активність зменшується з плином часу (під активністю розуміють число ядер, що розпадаються в одиницю […]...
- Закон збереження імпульсу – коротко Нагадаємо, що при взаємодії двох тіл зміна імпульсу перший тіла одно імпульсу сили, що діє на нього з боку другого тіла. Імпульс кожного з взаємодіючих тіл змінився, проте векторна сума їх імпульсів залишилася незмінною. Розглянута система складалася з двох тел. Однак отримані висновки справедливі і в загальному випадку, коли система складається з будь-якого числа тіл […]...
- Закон Паскаля – визначення і формула Закон Паскаля про тиск був відкритий в XVII столітті французьким вченим Блез Паскаль, в честь якого і отримав свою назву. Формулювання цього закону, його значення та застосування в повсякденному житті докладно розглядається в цій статті. Суть закону Паскаля Закон Паскаля – тиск, який чиниться на рідину або газ, передається в кожну точку рідини або газу […]...
- Теплопровідність Явище теплопровідності являє собою процес передачі кінетичної енергії теплового руху від молекул нагрітого тіла (частини тіла) молекулам холодного тіла (частини тіла) в процесі їх зіткнень. При цьому самі молекули не покидають своїх місць. Процес теплопровідності відбувається тільки при наявності різниці температур тіл або частин тіла. Згідно законам фізики кількість теплоти Q, передане в результаті теплопровідності […]...
- Другий закон термодинаміки Як і перший закон, другий закон термодинаміки представляє собою узагальнений опис явищ природи. У своїй класичній”формулюванні він стверджує неможливість побудови машини, що працює постійно за рахунок тепла, що переноситься від менш нагрітого до більш нагрітого тіла. Цю формулювання можна спростити, сказавши, що теплота завжди переноситься в напрямку зменшення температури, подібно молекулам стисненого газу, які завжди […]...
- Перший закон термодинаміки: визначення Перше начало (перший закон) термодинаміки – це закон збереження і перетворення енергії для термодинамічної системи. Відповідно до першого початку термодинаміки, робота може відбуватися тільки за рахунок теплоти або якоїсь іншої форми енергії. Отже, роботу і кількість теплоти вимірюють в одних одиницях – джоулях (як і енергію). Перший початок термодинаміки був сформульований німецьким вченим Ю. Л. […]...
- Закон збереження електричного заряду: визначення Закон збереження електричного заряду свідчить, що алгебраїчна сума електричних зарядів всіх частинок ізольованої системи не змінюється при відбуваються в ній процеси. Закон збереження електричного заряду свідчить, що алгебраїчна сума електричних зарядів всіх частинок ізольованої системи не змінюється при відбуваються в ній процеси. Електричний заряд будь-якої частинки або системи частинок є цілим кратним елементарного електричного заряду […]...
- Перетворення енергії: закон збереження енергії Уявіть собі ревучий водоспад. Грізно шумлять потужні потоки води, іскряться на сонці краплі, біліє піна. Красиво, чи не так? Але з точки зору фізика все набагато складніше, ніж здається на перший погляд… Перетворення одного виду механічної енергії в інший А як ви вважаєте, чи володіє ця стихія енергією? Ніхто не буде сперечатися з тим, що […]...
- Закон ринків Сея Одна з найбільш важливих економічних ідей Жана-Батіста Сея була сформульована їм в 1803 році. Згодом в його честь вона була названа “закон ринків Сея” або коротко “закон Сея”. Закон Сея (Say’s law) говорить, що в умовах вільної економіки з гнучкими цінами автоматично встановлюється такий стан, при якому вся вироблена в умовах існуючих технологій і наявних […]...
- Закон Гесса Цей закон заслужено вважають головним законом термохімії. Формулювання закону Гесса закону виглядає так: Чисельні значення теплових ефектів, під час протікання хімічних реакцій не залежать від того яким чином протікають самі процеси. Закон ГессаОсновной закон термохімії говорить, що якщо є безліч різних способів провести одну і ту ж хімічну реакцію, то теплові процеси будуть однакові у […]...
- Другий закон термодинаміки. Незворотні процеси Незворотній процес. Незворотнім називається фізичний процес, який може мимовільно протікати тільки в одному визначеному напрямку. У зворотному напрямку такі процеси можуть протікати тільки як одна з ланок складнішого процесу. Необоротними є практично всі процеси, що відбуваються в природі. Це пов’язано з тим, що в будь-якому реальному процесі частина енергії розсіюється за рахунок випромінювання, тертя і […]...
- Закон Кулона в електростатиці “Ми називаємо електрикою цей вогонь з чорної грозової хмари, – писав на початку XIX ст. публіцист і історик Томас Карлейль, – але що це таке? Що породило його? “Перші кроки до розуміння, що таке електричний заряд, зробив французький фізик Шарль Огюстен де Кулон, видатний вчений, який зробив внесок у такі галузі науки, як електрика, магнетизм […]...
- Рух рідини по трубах. Закон Бернуллі У цьому уроці ми застосуємо закон збереження енергії до руху рідини або газу по трубах. Рух рідини по трубах часто зустрічається в техніці і побуті. По трубах водопроводу подається вода в місті в будинку, до місць її споживання. У машинах по трубах надходить масло для змащення, паливо в двигуни і т. Д. Рух рідини по […]...
- Закон Ома – реферат Закон Ома для електричного кола. Згідно з цим законом сила струму I в електричному ланцюзі дорівнює е. д. с. Е джерела, поділеної на опір ланцюга Rц, т. Е. I = E / Rц (7) Повний опір замкнутого електричного кола (рис. 13) можна представити у вигляді суми опору зовнішнього ланцюга R (наприклад, якого-небудь приймача електричної енергії) […]...
- Механічний рух. Закон руху Навколишній світ не є застиглим, у ньому постійно відбуваються всілякі зміни – “все тече, все змінюється”, і немає необхідності переконувати будь-кого в цій очевидній істині. Найпростішим видом змін, що відбуваються в навколишньому світі, є зміна положень тіл у просторі, механічний рух. Механічним рухом називається зміна положень тіл у просторі з плином часу. При русі матеріальної […]...
- Закон незалежного комбінування (успадкування) ознак, або третій закон Менделя Організми відрізняються один від одного за багатьма ознаками. Тому, встановивши закономірності успадкування однієї пари ознак, Г. Мендель перейшов до вивчення спадкування двох (і більше) пар альтернативних ознак. Для дігібрідного схрещування Мендель брав гомозиготні рослини гороху, що відрізняються за забарвленням насіння (жовті й зелені) і формі насіння (гладкі і зморшкуваті). Жовте забарвлення (А) і гладка форма […]...
- Закон Хаббла (розбігання галактик) Підпорядковується законам Кеплера і всесвітнього тяжіння рух більших космічних об’єктів – зоряних скупчень, галактик, туманностей? Безумовно, так. Однак в настільки великих масштабах діють і інші закони руху. Як приклад наведемо закон Хаббла – закон розбігання галактик. Наш Всесвіт постійно розширюється, відстань між галактиками збільшується. Виявилося, що таке розбігання підпорядковується суворої закономірності. Закон Хаббла: швидкість віддалення […]...
- Закон електролізу. Визначення заряду електрона Закон Фарадея для електролізу пов’язує масу виділяється речовини з минулим через електроліт електричним зарядом. При проходженні електричного струму через електроліт відбувається виділення на електродах складових частин електроліту. Це явище називається електролізом (від грецького “лио” – поділяю). Електроліз пов’язаний з процесами обміну зарядами між іонами і електродами. На аноді негативно заряджені іони (аніони) віддають свої зайві […]...
- Закон збереження електричного заряду – це Використаний Ш. Кулоном спосіб розподілу заряду неявно припускає, що при зіткненні двох однакових кульок їх сумарний заряд зберігається. Фактично Ш. Кулон використав гіпотезу про збереження електричного заряду. Численні експерименти по вимірюванню зарядів у різних системах підтвердили цю гіпотезу. В даний час вважається точно встановленим закон збереження електричного заряду: сумарний електричний заряд замкнутої системи зберігається. Так, […]...
- Закон заломлення Снелліуса “Ах, де ж ти, світлий промінь?” – Писав поет Джеймс Макферсон, ймовірно, не обізнаний про фізичне явище заломлення світла. Закон Снелліуса стосується повороту, або заломлення, світла (або інших хвиль) при проходженні кордону двох середовищ: наприклад, коли він потрапляє з повітря в скло. Зміна напрямку поширення хвиль викликано відмінностями їх швидкостей в цих середовищах. Ви можете […]...
- Сили пружності. Закон Гука Саме існування рідких і твердих тіл свідчить про наявність сил взаємодії між молекулами. Ці сили визначаються електромагнітними взаємодіями між рухомими зарядженими частинками, з яких складаються атоми і молекули (електронами і ядрами). Теоретичний розрахунок цих сил надзвичайно складний, і в загальному вигляді ця задача не вирішена до теперішнього часу. Однак, можна стверджувати, що ці сили можуть […]...
- Характеристики теплового випромінювання Енергія, яку втрачає тіло внаслідок теплового випромінювання, характеризується наступними величинами. Потік випромінювання (Ф) – енергія, що випромінюється за одиницю часу з усієї поверхні тіла. Фактично, це потужність теплового випромінювання. Розмірність потоку випромінювання – [Дж / с = Вт]. Енергетична світність (Re) – енергія теплового випромінювання, що випускається за одиницю часу з одиничною поверхні нагрітого тіла. […]...
- Закон Паскаля Якщо вставити цвях вертикально і вдарити по ньому молотком, то цвях передасть дію молотка по вертикалі, але не вбік. Тверді тіла через наявність кристалічної решітки передають вироблене на них тиск тільки в напрямку дії сили. Рідини і гази (нагадаємо, що ми називаємо їх середовищами) поводяться інакше. У середовищах справедливий закон Паскаля. Закон Паскаля. Тиск, який […]...