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'''热传导'''，是指在物体内部或相互接触的物体表面之间，由于分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动，而产生的热量传递现象，是[[热能]]从高温向低温部分转移的过程，是一个[[分子]]向另一个分子传递振动[[能量|能]]的结果。各种[[材料]]的热传导性能不同，传导性能好的，如[[金属]]，还包括了自由[[电子]]的移动，所以传热速度快，可以做[[热交换器]]材料，而金屬傳導能力依次爲銀＞銅＞金＞鋁；传导性能不好的，如[[石棉]]，可以做热绝缘材料。

==一维稳态导热==
在工业和日常生活中，大平壁的导热是最简单、最常见的导热问题，例如通过炉墙以及房屋墙壁的导热等。当平壁两表面分别维持均匀恒定的温度时，可以近似地认为平壁内的温度只沿着垂直于壁面的方向发生变化，并且不随时间而变，热量也只沿着垂直于壁面的方向传递，如图1所示，这样的导热称为一维稳态导热。
[[File:Heat Conduction through 3 walls Series Example.png | thumb | 220x124px | right | 三层平壁的稳态导热]]

== 傅立叶定律 ==
热传导定律，也称为傅立叶定律，描述了热量在介质中的传导规律。其形式与电传导欧姆定律相似。
傅立叶定律可以以两种形式表述：微分形式关注于局部的能量传导率，而积分形式则关注于流入和流出整体一部分介质的能量。
=== 微分形式 ===
傅立叶定律的微分形式表明了[[热通量]]密度正比于[[热导率]]乘以负的[[温度梯度]]。热通量密度是单位时间内流过单位面积的热量。
: <math>\overrightarrow{q}  = - k {\nabla} T</math>
这里（使用[[国际单位制]]）：
: <math>\overrightarrow{q}</math> 是热通量密度，单位[[瓦特 (单位)|W]]·m<sup>−2</sup>，
: <math>\big.k\big.</math> 是这种材料的[[热导率]]，单位[[瓦特 (单位)|W]]·m<sup>−1</sup>·[[开尔文 (单位)|K]]<sup>−1</sup>，
: <math>\big.\nabla T\big.</math> 是温度梯度，单位[[开尔文 (单位)|K]]·m<sup>−1</sup>。
热导''k''通常情况下都被当作是常数，但是实际情况是，''k''的值会随温度而变化。然而在很大的温度范围内，''k''的变化都可忽略不计。在各向异性介质中，热导率显著地随方向而变化，这时''k''是一个二阶[[张量]]。在非均匀介质中，''k''与空间位置有关。

在许多情况下，当我们只需考虑一个方向上的热传递（比如x方向）时，可用一维傅立叶定律：
: <math>q_x  = - k \frac{d T}{d x}</math>

=== 积分形式 ===
通过在部分介质表面''S''上对微分式进行积分，我们得到了傅立叶定律的积分形式：
: <math> P = \frac{\partial Q}{\partial t} = -k \oint_S{\overrightarrow{\nabla} T \cdot \,\overrightarrow{dA}} </math>
这里（使用[[国际单位制]]）：
* <math>\big. P = \frac{\partial Q}{\partial t}\big.</math> 是热传导功率，即单位时间通过面积''S''的热量，单位[[瓦特 (单位)|W]]，而
* <math>\overrightarrow{dA}</math> 是面元矢量，单位m<sup>2</sup>。

当我们所研究的介质是一段两端温度恒定、均匀的一维介质时，积分得到的热传导功率为：
: <math> \big. P = \frac{\Delta Q}{\Delta t} = -k A \frac{\Delta T}{\Delta x} </math>
这里
: ''A'' 是介质的截面积，
: <math>\Delta T</math> 是两端温差，
: <math>\Delta x</math> 是两端距离。

这一定律是[[热传导方程|热传导方程式]]的基础。

== 热导 ==
类比于电导，我们可以定义热导''U''（单位W/K）：
: <math>\big. U = \frac{k A}{\Delta x}, \quad</math>
这样傅立叶定律可以写为
: <math>\big. P = \frac{\Delta Q}{\Delta t} = U\, (-\Delta T).</math>
热导的倒数是热阻：
: <math> \big. R = \frac{1}{U} = \frac{\Delta x}{k A} = \frac{-\Delta T}{P}.</math>
对于由多层不同热阻组成的介质，其总热阻为各层热阻之和，因为通过每层的热传递功率都是相同的。因而总热导与各层热导满足：
: <math>\big. \frac{1}{U} = \frac{1}{U_1} + \frac{1}{U_2} + \frac{1}{U_3}+ \cdots</math>
所以对于多层介质：
: <math>\big. P = \frac{\Delta Q}{\Delta t} = \frac{A\,(-\Delta T)}{\frac{\Delta x_1}{k_1} + \frac{\Delta x_2}{k_2} + \frac{\Delta x_3}{k_3}+ \cdots}.</math>
对于隔着夹层的两种流体之间的热传递，有时必须要考虑到附着与夹层上的流体[[薄膜]]的热阻，由于其性质与[[湍流]]和[[黏度|粘滞]]等复杂情况有关，这一流体薄膜非常难于界定。但是当我们考虑薄高热导夹层时，这一影响因素还是很重要的。

== 化工方面的應用 ==
几乎各种[[化学工业]]都有热交换过程，需要热交换器，而根据热传导的方式和工艺要求，设计各种热交换器。

== 相關條目 ==
* [[熱導率]]
* [[传热]]
** [[对流传热]]
** [[熱輻射]]
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[[Category:化学工程]]
[[Category:热传导]]

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