Теплопроводностью называется процесс переноса тепла от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры тела. В твердых телах, в отличие от жидкостей и газов, невозможна конвекция (передача тепла потоками нагретого вещества), поэтому перенос тепла осуществляется только за счет колебаний кристаллической решетки или с точки зрения квантовой теории за счет движения фононов. Если при данной температуре T один из узлов колеблется с амплитудой u, большей среднего значения , то он, будучи связан с соседями силой межатомного взаимодействия, будет действовать на них, вызывая рост амплитуды колебаний соседних частиц. Таким образом, энергия передается от одного узла решетки к другому. Если концы твердого тела (например, стержня) поддерживаются при разных температурах, то в образце возникает непрерывный поток тепла. Каждый узел колеблется с меньшей амплитудой, чем соседний с ним со стороны более нагретого конца, и с большей амплитудой, чем соседний с ним со стороны менее нагретого конца.
Количественно тепловой поток через поперечное сечение стержня за время пропорционален градиенту температуры (закон Фурье):
Объяснение:
Дано:
m = 50 кг
h = 140 см = 1,40 м
F = 100 Н
КПД = 60% или η = 0,60
L - ?
1)
Полезная работа:
Апол = m·g·h = 50·10·1,40 = 700 Дж
2)
Совершенная работа:
Асов = F·L = 100·L Дж
3)
η = Апол / Асов
0,60 = 700 / (100·L)
Отсюда:
60·L = 700
L = 700/60 ≈ 11,7 м