式中:A为热导率或导热系数,反映材料本身导热能力大小的物性参数,W/(m▪K);
从微观角度看,导热是依靠组成物质的微粒的热运动传递热量的。温度较高时有较高的能量。这些微粒和低温部分较低能量的微粒相互作用(碰撤、扩散等)就形成了导热。正是原子和分子的这些运动维持着热传导的进行。可以认为,热传导是由于物质粒子间的相互作用而导致的从高能级粒子向低能级粒子的能量传输。
用热力学中所熟恶的概念来研究一种气体中的热传导,就很容易解释这种传热方式的物理机理。试考察一种内部存在温度梯度,但没有宏观运动的气体,这种气体充满了保持不同温度的两个表面之间的空间。把任一点的温度与该点附近气体分子所具有的能量联系起来,发现分子的能量与分子的随机运动有关,也与分子内部的自旋及振动有关。且温度高的分子所具有的分子能量也大。由于分子之间经常不断地发生碰撞,所以当邻近的分子相撞时,能量大的分子就必然把能量传递给能量较小的分子。因此,存在温度梯度的情况下,在沿温度降低的方向上必然产生热传导。图2清楚地表示了这个传热过程。由于分子的随机运动,有些分子将不断地从上方和下方穿过假想的平面
在液体中的热传导情况也一样,不过其分子间距离更小、分子的相互作用更强,也更频繁罢了。同样地,固体中的热传导也可以归之于体现为晶格振动形式的分子运动。一种现代观点认为:固体中的能量传递归之于由原子运动引起的晶格运动。非导体完全靠这种晶格波动来传递能量;而在导体中,还存在自由电子迁移引起的能量传递。