Kondukcija

Izvor: Wikipedia

Kondukcija topline ili termalna kondukcija je spontani prijenos toplinske energije kroz tvar, iz područja više temperature u područje niže temperature, i stoga djeluje u svrhu izjednačavanja temperaturnih razlika.

Toplinska energija, u obliku kontinuiranih slučajnih gibanja tvarnih čestica, se prenosi istim silama koje djeluju na održavanje strukture same tvari, te se stoga može reći da se giba 'fizičkim' kontaktom čestica.

Valja uočiti da se toplina također može prenijeti toplinskim zračenjem i/ili konvekcijom, i često se više ovih procesa odvija u pojedinoj situaciji.

Zakon toplinske kondukcije, poznat i kao Fourierov zakon, iskazuje da je vremenska učestalost (tj. brzina) prijenosa topline kroz materijal proporcionalna negativnom gradijentu temperature te površini pod pravim kutovima, na taj gradijent, kroz koju toplina protječe:

 \frac{\partial Q}{\partial t} = -k \oint_S{\nabla T \cdot \,dS}

gdje je

Q količina prenešene topline,
t proteklo vrijeme,
k vodljivost materijala. (ovaj faktor obično varira s temperaturom, ali varijacija može biti mala, nad nekim značajnim opsegom temperatura, za neke materijale.),
S površina kroz koju toplina protječe,
T temperatura.
Linearni tok topline

Gornja diferencijalna jednadžba, kad je integrirana za jednostavne linearne situacije (vidi dijagram), kada postoji uniformno raspodijeljena temperatura duž jednakih površina savršeno izoliranih strana, daje brzinu toka topline između krajeva površine kao::  \frac{\Delta Q}{\Delta t} = -k A \frac{\Delta T}{\Delta x} gdje je

A površina presječenog područja,
\Delta T temperaturna razlika između krajeva,
\Delta x udaljenost među krajevima.

Ovaj zakon predstavlja osnovu za izvod toplinske jednadžbe. R-vrijednost je jedinica toplinskog otpora, recipročna vodljivosti. Ohmov zakon je električki analogon Fourierovog zakona.