백과

분자가 다른 분자와 충돌하면 에너지를 얻거나 잃는데, 자유행로를 기술할 때에는 분자의 에너지는 변하지 않는 것으로 가정했다. 온도가 균일하지 않은 기체 중의 분자의 운동을 생각하기로 하자. 기체의 하나의 층 AB의 온도를 T, 평균자유행로 l만큼 떨어진 또 하나의 평행층 A'B'의 온도를 T'로 놓자. 온도차 때문에 2개의 층 내에 있는 분자의 평균 에너지는 서로 다르다. 이 에너지를 각각 E와 E'라고 하자. A에서 충돌로부터 출발하여 A'에서의 충돌까지 자유행로 AA'를 그리는 분자는 평균적으로 층 AB 고유의 에너지 E를 가지며, 반대방향으로 자유행로 B'B를 그리는 분자는 평균적으로 층 A'B'고유의 에너지 E'을 가지게 된다. T가 T'보다 높으면 E는 E'보다 크며, 따라서 뜨거운 층 AB에서 차가운 층 A'B'의 방향으로 그 반대방향보다 더 큰 에너지가 운반되게 된다. 결과적으로 기체의 뜨거운 부분에서 찬 부분으로 열 에너지의 흐름이 일어나는 것이다. 이렇게 해서 기체에서의 열전도가 분자운동론에 의해서 설명되는 것이다. 열전도도 K는 다음 식으로 주어진다.

기체열전도

ⓒ 2015, All Rights Reserved. | 저작권자의 허가 없이 사용할 수 없습니다.

K=1/3ρC_vcl ⑩

여기서 ρ는 밀도, C_v는 기체의 정적 비열, C'는 평균속력, l은 평균자유행로이다.