Вследствие теплового движения молекул любой сечение в объеме, который занимает газ, пересекается молекулами. Рассмотрим некоторую площадку s (рис. 5.9), перпендикулярную к оси X, вдоль которой поддерживается постоянная разность температур (процесс стационарный).
Предположим, что температура Тг больше, чем Т2 (ТГ> Т2).
Через площадку s проходят молекулы как слева направо, так и справа налево. Если при этом давление газа во всех точках один и тот же, то число молекул, пересекающих за 1 с единицу площади s, слева и справа должно быть одинаковым. Однако молекулы, движущиеся слева, несут с собой большую энергию, чем молекулы, которые поступают к площадке дело, поскольку они движутся из зоны более высокой температуры. Вследствие этого возникает поток теплоты (слева направо), равный разности энергий, переносящих молекулы слева и справа. Хотя Л ^ = N2, однако энергии они несут разные. Найдем сначала эти энергии.
Молекулы, которые поступают в площадки s слева, движутся к ней с той же энергией, которую они имели после последнего перед площадкой столкновения. Длина свободного пробега от нее, что равняется средней длине свободного пробега X. Согласно этих рассуждений можно считать, что молекулы, которые поступили в шиощадкы слева, имеют среднюю энергию U \, которая соответствует температуре Т 'в точке на расстоянии X от площадки s. Количество энергии, которую приносят молекулы за 1 с до 1 см2 площадки. Выражения (5.30) и (5.31) дают лишь приближенное значение коэффициента теплопроводности газа, поскольку численный множитель в этих формулах зависит от предположений, сделанных при расчетах, и только примерно равна 1/3. Точно рассчитать этот множитель довольно трудно.