เมื่อเราศึกษาการถ่ายเทความร้อนโดยการนำ เราพบว่ากระบวนการถ่ายเทความร้อนนี้เกิดขึ้น ผ่านวัสดุทั้งหมดโดยการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างอนุภาคใกล้เคียงนั่นคือระหว่างอนุภาค ที่อยู่ติดกัน กลไกการนำเกิดขึ้นเมื่อโมเลกุลหรืออะตอมที่อยู่ที่อุณหภูมิสูงกว่าถ่ายโอนพลังงานบางส่วนไปยังโมเลกุลใกล้เคียงหรืออะตอมที่มีพลังงานต่ำกว่า ดังนั้นเราจึงกล่าวว่าพลังงานถูกถ่ายโอนจากบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำ การนำความร้อนมุ่งเป้าไปที่ความสมดุลทางความร้อนของวัสดุ
ตอนนี้เรากำลังจะนำเสนอกฎหมายที่ควบคุมการนำความร้อนหรือที่เรียกว่ากฎฟูริเยร์ ได้รับการตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษารายละเอียดการถ่ายเทความร้อนโดยการนำความร้อนเป็นครั้งแรก
ในรูปด้านบน เรามีแท่งโลหะที่เชื่อมต่อกับภาชนะสองใบ ภาชนะหนึ่งบรรจุน้ำเดือด และอีกอันบรรจุน้ำและน้ำแข็ง จากรูปจะเห็นว่าแถบถูกแยกออกด้านข้าง
จากการทดลอง โจเซฟ ฟูริเยร์สามารถสังเกตได้ว่าอุณหภูมิแปรผันเป็นเส้นตรงตลอดทั้งแท่ง กล่าวคือ จากปลายข้างหนึ่งไปอีกปลายอีกด้านหนึ่ง ดังนั้นความร้อนจะไหล ข้ามแถบเป็นสัดส่วนกับพื้นที่ของส่วน A ของแถบและความแตกต่างของอุณหภูมิ ΔT = Tฉ - Tผม, ระหว่างปลายทั้งสอง; และแปรผกผันกับความยาว L ของแท่ง ดูรูปด้านล่าง:
![การไหลของความร้อน ฟลักซ์ความร้อนในแท่งโลหะ](/f/5d0fe495d52d9f448a432950c2f7f79e.jpg)
เราสามารถกำหนดทางคณิตศาสตร์ได้ว่าฟลักซ์ความร้อนไม่มีอะไรมากไปกว่าความฉลาดทางความร้อน คิว ถ่ายทอดจากหน้าหนึ่งไปอีกหน้าหนึ่งในช่วงอุณหภูมิ ดังนั้นฟลักซ์ความร้อนจึงถูกกำหนดโดย:
![](/f/f0a6bb9184c977e1b22bd1d70091dd8b.jpg)
ในเชิงวิเคราะห์ กฎฟูริเยร์หรือกฎการนำความร้อน สามารถแสดงได้ดังนี้:
![](/f/d3b56684474a6a65dca541ae9f498f3e.jpg)
ในสมการข้างต้น k เป็นค่าคงที่ที่ขึ้นกับวัสดุและเรียกว่า การนำความร้อน ของวัสดุ ค่าสัมประสิทธิ์นี้สูงสำหรับตัวนำความร้อนที่ดี และต่ำสำหรับตัวนำที่ไม่ดี เรียกว่าฉนวนความร้อน
โดย Domitiano Marques
จบฟิสิกส์