传导

热传导是指通过组成导电物质的微观颗粒之间的相互作用来传递内能的过程。 能量从高温流向低温，因为高温区域中的这些颗粒比相邻低温区域中的颗粒能量更高。

所有形式的物质都会出现传导：固体、液体、气体和等离子体。 在固体中，热传导因分子在栅格中的振动和自由电子的扩散而成。 在气体和液体中，热传导因分子之间的碰撞及其扩散而产生。 由于原子之间相对紧密的空间关系，固体中的传导较大；而流体和气体的特点是原子之间的距离较大。

热传导定律也称为傅立叶定律，提供了计算局部热通量的方法。 此定律可用两种等效形式进行表述：

• 积分形式，它将流入或流出体外的能量大小作为整体考虑。
• 微分形式，它考虑局部能量的流率或通量：

  $$\dot{\mathbf{\text{q}}}″=-k\nabla T$$

  (1661)

  在此表达式中， $\dot{\mathbf{\text{q}}}″$ $[W/m^2]$ 为局部热通量矢量， $k$ $[W/mK]$ 为材料的导热率，而 $\nabla T$ $[K/m]$ 为温度梯度。 材料的导热率可以为温度、压力（对于气体）、空间位置的强函数，且可以显示各向异性行为（也就是说，它随方向而变化并由二阶张量表示）。 需要表达式中的负号是因为 k 大于零，但热量始终从高温区域移动到低温区域。

导热率因材料而异。 金属固体导热率最大，非金属固体的导热率较小，液体的导热率非常小，而气体的导热率极小。

执行包括导热传递的模拟的主要目标是确定介质中的温度场是否满足边界条件。 热力学第一定律（即能量守恒定律）和傅立叶定律可用于推导出热扩散方程（温度、焓或能量中二阶偏微分方程），该方程可用于计算温度场。 该温度求解可以是稳态求解（仅空间函数，且不随时间变化），也可以是非稳态求解（温度场随空间和时间变化，例如在金属淬火应用中）。