Теплопроводность.
Теплопроводностью называется явление передачи энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.
В существовании теплопроводности нас убеждает ряд наблюдений и экспериментов.
Нагревание кастрюли на электрической плитке происходит через теплопроводность
Если твердое тело нагревается или охлаждается, то внутри его наблюдается неравномерное распределение температуры, что приводит к перемещению тепла из одних точек тела в другие. В этом случае тепловой поток будет направлен из участков тела с большой температурой к участкам с меньшей температурой.
Если внутри тела имеется разность температур, то тепловая энергия переходит от более горячей его части к более холодной. Такой вид теплопередачи, обусловленный тепловыми движениями и столкновениями молекул, называется теплопроводностью; при достаточно высоких температурах в твердых телах его можно наблюдать визуально. Так, при нагревании стального стержня с одного конца в пламени газовой горелки тепловая энергия передается по стержню, и на некоторое расстояние от нагреваемого конца распространяется свечение (с удалением от места нагрева все менее интенсивное).
Интенсивность теплопередачи за счет теплопроводности зависит от градиента температуры, т.е. отношения DТ/Dx разности температур на концах стержня к расстоянию между ними. Она зависит также от площади поперечного сечения стержня (в м2) и коэффициента теплопроводности материала [в соответствующих единицах Вт/(мDК)]. Соотношение между этими величинами было выведено французским математиком Ж.Фурье и имеет следующий вид:
, где q – тепловой поток, k – коэффициент теплопроводности,
а A – площадь поперечного сечения.
Это соотношение называется законом теплопроводности Фурье; знак «минус» в нем указывает на то, что теплота передается в направлении, обратном градиенту температуры.
Из закона Фурье следует, что тепловой поток можно понизить, уменьшив одну из величин – коэффициент теплопроводности, площадь или градиент температуры. Для здания в зимних условиях последние величины практически постоянны, а поэтому для поддержания в помещении нужной температуры остается уменьшать теплопроводность стен, т.е. улучшать их теплоизоляцию.
Температурный градиент является мерой интенсивности изменения температуры в данном направлении.
Положив в основу предположение о наличии линейной зависимости между тепловым потоком и температурным градиентом, Фурье получил закон теплопроводности, согласно которому плотность теплового потока пропорциональна температурному градиенту
Знак минус в уравнении показывает, что плотность
потока 
и температурный
градиент имеют противоположное направление, или в направлении потока тепла температура
уменьшается. Коэффициент пропорциональности 
назван коэффициентом
теплопроводности (теплопроводностью).
В таблице представлены коэффициенты теплопроводности некоторых веществ и материалов. Из таблицы видно, что одни металлы проводят тепло гораздо лучше других, но все они являются значительно лучшими проводниками тепла, чем воздух и пористые материалы.
Практические занятия являются одной из важнейших компонент учебного процесса по физике. Они способствуют приобщению студентов к самостоятельной работе, учат анализировать изучаемые физические явления, использовать на практике полученные теоретические знания.
Предназначены для студентов, изучающих раздел курса общей физики «Основы молекулярной физики и термодинамики». В методических указаниях представлены примеры решения типичных задач разной степени трудности. Решения сопровождаются необходимыми примерами и комментариями. Задачи систематизированы по основным темам раздела. Приведены основные формулы, облегчающие усвоение алгоритмов решения задач.
Основы молекулярной физики и термодинамики
Основные формулы
Количество вещества 
,
где
N – число молекул,
NA – постоянная Авогадро,
m – масса вещества,
M – молярная масса.
Уравнение Менделеева- Клайперона
,
где
р – давление газа,
V – его объем,
R – молярная газовая постоянная,
T – термодинамическая температура.
Уравнение молекулярно – кинетической теории газов
,
где
n0 – концентрация молекул,
<Eпост> – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул,
m0 – масса молекулы,
<υкв> – средняя квадратичная скорость.
Средняя кинетическая энергия молекулы
,
где
i – число степеней свободы,
k – постоянная Больцмана.