Теплопроводность - это вид теплообмена, при котором происходит непосредственная передача энергии от частиц (молекул, атомов) более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части.
Рассмотрим несколько опытов с нагреванием твердого тела, жидкости и газа.
Закрепим в штативе толстый медный провод, а к проводу прикрепим воском или пластилином несколько гвоздей. При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск расплавляется, и гвозди постепенно отпадают от проволоки. Причем сначала отпадают те, что расположены ближе к пламени, затем по очереди остальные. Объясняется это следующим образом. Сначала увеличивается скорость движению частиц металла, которые расположены ближе к пламени. Температура проволоки в этом месте повышается. При взаимодействии этих частиц с соседними скорость последних также увеличивается, в результате чего повышается температура следующей части проволоки. Затем увеличивается скорость движения следующих частиц, пока не прогреется весь провод.
Следует помнить, что при теплопроводности само вещество не перемещается вдоль тела, переносится только энергия. Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмем пробирку с водой. Положим в него кусок льда и начнем нагревать верхнюю часть пробирки. Вода у поверхности закипит. Лед на дне пробирки за это время почти не растает. Итак, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и редких металлов.
Это объясняется тем, что у жидкостей молекулы расположены на больших расстояниях одета от друга, чем в твердых телах.
Исследуем теплопроводность газов. Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки дно. Палец при этом долго не чувствовать тепла.
Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа еще больше, чем у жидкостей и твердых тел. Так, теплопроводность газов еще меньше.
Таким образом, теплопроводность в разных веществ различна.
Наибольшую теплопроводность имеют металлы, особенно серебро и медь. Если теплопроводность различных веществ сравнивать с теплопроводностью меди, то окажется, что у железа она меньше примерно в 5 раз, у воды - в 58 раз, в пористой кирпича - в 848 раз, у свежего снега почти в '1000 раз в ваты, опилок и шерсти - почти в 10 000 раз, а в воздух она меньше примерно в 20 000 раз. Плохую теплопроводность имеют также волосы, перья, бумага, пробка и другие пористые тела. Это связано с тем, что между волокнами этих веществ присутствует воздух. Низкую теплопроводность имеет вакуум (свободный от воздушное пространство). Объясняется это тем, что теплопроводность это перенос энергии от одной части тела к другой, которое происходит при взаимодействии молекул или других частиц. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.