1.导热理论基础
物体的温度分布，即物体的温度在时间和空间的分布函数表达式t=t（x，y，z，τ）
（1）温度场 温度场是时间和空间的函数，即t=t（x，y，z，τ）
式中，t为温度；x，y，z为空间坐标；τ为时间坐标。
温度不随时间变化，即
，此时的导热称为稳态导热。稳态温度分布的表达式可简化为：t=t（x，y，z）。根据物体的温度在几个坐标上发生变化，又可分为一维稳态分布、二维稳态分布和三维稳态分布。
温度不随时间变化，即
，此时的导热称为稳态导热。稳态温度分布的表达式可简化为：t=t（x，y，z）。根据物体的温度在几个坐标上发生变化，又可分为一维稳态分布、二维稳态分布和三维稳态分布。
对于温度随时间变化，即
的导热称为非稳态导热。
（2）等温面与等温线 温度场中同一时刻同温度的各点连成的面，称为等温面。在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。温度场常用等温面与等温线图来表示，图1-11是用等温线图表示温度场的实例。
等温面与等温线具有以下特点：①温度不同的等温面或等温线彼此不能相交；②在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止在物体的表面上；③等温线的疏密可直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。
（3）温度梯度（温度变化率）温度梯度是指沿等温面法线方向上的温度增量与法向距离比值的极限。温度梯度的数学表达式如下：
对于温度随时间变化，即
的导热称为非稳态导热。
（2）等温面与等温线 温度场中同一时刻同温度的各点连成的面，称为等温面。在任何一个二维截面上等温面表现为等温线。温度场常用等温面与等温线图来表示，图1-11是用等温线图表示温度场的实例。
等温面与等温线具有以下特点：①温度不同的等温面或等温线彼此不能相交；②在连续的温度场中，等温面或等温线不会中断，它们或者是物体中完全封闭的曲面（曲线），或者就终止在物体的表面上；③等温线的疏密可直观地反映出不同区域导热热流密度的相对大小。
（3）温度梯度（温度变化率）温度梯度是指沿等温面法线方向上的温度增量与法向距离比值的极限。温度梯度的数学表达式如下：
温度变化值与距离变化值都是标量。
温度变化值与距离变化值都是标量。
图1-11 温度场的表示
（4）热流密度矢量 单位时间、单位面积上所传递的热量，称为热流密度，在不同方向上的热流密度的大小不同。热流密度符号为q，单位为W/m2。
2.导热基本定律（傅里叶定律）
傅里叶定律是反映导热现象的最基本的物理定律。其文字表述为：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例当地垂直于截面方向上的温度变化率，热量传递的方向与温度升高的方向相反。用热流密度q表示为
图1-11 温度场的表示
（4）热流密度矢量 单位时间、单位面积上所传递的热量，称为热流密度，在不同方向上的热流密度的大小不同。热流密度符号为q，单位为W/m2。
2.导热基本定律（傅里叶定律）
傅里叶定律是反映导热现象的最基本的物理定律。其文字表述为：单位时间内通过单位截面积所传递的热量，正比例当地垂直于截面方向上的温度变化率，热量传递的方向与温度升高的方向相反。用热流密度q表示为
式（1-55）中，λ是热导率[W/（m·K）]。
3.热导率
热导率是物质的重要热物性参数。热导率的数值表征物质的导热能力大小。工程计算用的数值都由专门实验测定，列于图表及手册中供查用。影响热导率的因素主要有物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等。金属的热导率最高，非金属与液体次之，气体最小。
（1）气体的导热机理及变化规律 气体的导热是由于分子的热运动和相互碰撞时发生能量传递。影响气体热导率的因素如下：
1）压力变化。气体的压力升高时，密度增大、平均自由行程减小，而两者的乘积保持不变。除非压力很低或很高，在2.67×10-3～2.0×103MPa范围内，气体的热导率基本不随压力变化；
2）温度变化。气体的温度升高时，气体分子运动速度和比定容热容随温度升高而增大，因此气体的热导率随温度升高而增大。
3）分子质量小的气体（H2、He），因为分子运动速度大，因此热导率较大。(www.xing528.com)
（2）液体的热导率 液体主要依靠晶格的振动进行导热。影响液体的热导率的因素如下：
1）温度变化。大多数液体的相对分子质量不变。但随着温度的升高，液体密度降低从而导致液体导热率降低，反之亦然。对于水和甘油等强缔合液体，相对分子质量随温度而变化。在不同温度下，热导率随温度的变化规律不一样。
2）压力变化。液体的热导率随压力的升高而增大。
（3）固体的热导率
1）金属的热导率。纯金属的导热有两种方式：自由电子的迁移和晶格的振动，主要依靠前者。金属的导热主要受温度的影响，随着温度的升高，晶格振动加强，自由电子运动受到干扰，从而导致热导率减小。
2）合金的热导率。合金是由两种或两种以上的金属元素（或金属元素与非金属元素）组成，具有金属特性的材料。由于向金属中掺入任何杂质将破坏晶格的完整性，干扰自由电子的运动，导致热导率降低，并且掺入组分的含量越大，热导率降低越多。金属的加工过程也会造成晶格的缺陷，从而造成热导率的减小。
合金的导热依靠自由电子的迁移和晶格的振动，主要依靠后者。因此，随着温度升高，晶格振动加强，导致热导率的增大。
3）非金属的热导率。非金属的导热依靠晶格的振动传递热量。非金属的热导率比金属的小。非金属的热导率与温度有关：温度升高，晶格振动加强，导致热导率的增大，非金属材料的热导率范围为λ≈0.025-3W/（m·K）。
保温材料的国家标准：温度低于350°C时，热导率小于0.12W/（m·K）的材料为隔热材料，即保温材料。
4.热扩散率
式（1-55）中，λ是热导率[W/（m·K）]。
3.热导率
热导率是物质的重要热物性参数。热导率的数值表征物质的导热能力大小。工程计算用的数值都由专门实验测定，列于图表及手册中供查用。影响热导率的因素主要有物质的种类、材料成分、温度、湿度、压力、密度等。金属的热导率最高，非金属与液体次之，气体最小。
（1）气体的导热机理及变化规律 气体的导热是由于分子的热运动和相互碰撞时发生能量传递。影响气体热导率的因素如下：
1）压力变化。气体的压力升高时，密度增大、平均自由行程减小，而两者的乘积保持不变。除非压力很低或很高，在2.67×10-3～2.0×103MPa范围内，气体的热导率基本不随压力变化；
2）温度变化。气体的温度升高时，气体分子运动速度和比定容热容随温度升高而增大，因此气体的热导率随温度升高而增大。
3）分子质量小的气体（H2、He），因为分子运动速度大，因此热导率较大。
（2）液体的热导率 液体主要依靠晶格的振动进行导热。影响液体的热导率的因素如下：
1）温度变化。大多数液体的相对分子质量不变。但随着温度的升高，液体密度降低从而导致液体导热率降低，反之亦然。对于水和甘油等强缔合液体，相对分子质量随温度而变化。在不同温度下，热导率随温度的变化规律不一样。
2）压力变化。液体的热导率随压力的升高而增大。
（3）固体的热导率
1）金属的热导率。纯金属的导热有两种方式：自由电子的迁移和晶格的振动，主要依靠前者。金属的导热主要受温度的影响，随着温度的升高，晶格振动加强，自由电子运动受到干扰，从而导致热导率减小。
2）合金的热导率。合金是由两种或两种以上的金属元素（或金属元素与非金属元素）组成，具有金属特性的材料。由于向金属中掺入任何杂质将破坏晶格的完整性，干扰自由电子的运动，导致热导率降低，并且掺入组分的含量越大，热导率降低越多。金属的加工过程也会造成晶格的缺陷，从而造成热导率的减小。
合金的导热依靠自由电子的迁移和晶格的振动，主要依靠后者。因此，随着温度升高，晶格振动加强，导致热导率的增大。
3）非金属的热导率。非金属的导热依靠晶格的振动传递热量。非金属的热导率比金属的小。非金属的热导率与温度有关：温度升高，晶格振动加强，导致热导率的增大，非金属材料的热导率范围为λ≈0.025-3W/（m·K）。
保温材料的国家标准：温度低于350°C时，热导率小于0.12W/（m·K）的材料为隔热材料，即保温材料。
4.热扩散率
热扩散率
，单位为m2/s，过去称为导温系数。它反映了导热过程中，材料的导热能力（λ）与沿途物质储热能力（ρc）之间的关系。热扩散率的大小表征了物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力。从温度的角度出发，在同样加热条件下，物体的热扩散率越大，物体内部各处的温度差别越小。热扩散率α的大小表征了物体传播温度变化的能力，它是反应物体导热过程动态特性的重要物理量，是研究不稳态导热的重要物性参数。
热扩散率
，单位为m2/s，过去称为导温系数。它反映了导热过程中，材料的导热能力（λ）与沿途物质储热能力（ρc）之间的关系。热扩散率的大小表征了物体被加热或冷却时，物体内各部分温度趋向于均匀一致的能力。从温度的角度出发，在同样加热条件下，物体的热扩散率越大，物体内部各处的温度差别越小。热扩散率α的大小表征了物体传播温度变化的能力，它是反应物体导热过程动态特性的重要物理量，是研究不稳态导热的重要物性参数。
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