Водолазные спуски и их медицинское обеспечение
Теплопроводность газов
Теплопроводность — это молекулярный перенос теплоты в сплошной среде, обусловленный наличием градиента температуры. Иначе говоря, это перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц. В соответствии с законом Фурье количество переносимой энергии, определяемое как плотность теплового потока, обычно пропорционально градиенту температуры.
Теплопроводность газов (способность проводить тепло) характеризуется коэффициентом теплопроводности λ, ккал • м-1 • ч • град, или ккал • см-1 • с - град. Значения коэффициента теплопроводности для разных газов представлены в табл. 5.
В системе СИ теплопроводность измеряется в ваттах на метр-кельвин. 1 Вт/(м • К) равен теплопроводности вещества, в котором при стационарном режиме с поверхностной плотностью теплового потока 1 Вт/м2 устанавливается температурный градиент 1 К/м. 1 килокалория на метр-час-градус = 1,1630 Вт/(м • К). 1 килокалория на сантиметр секунду-градус = 4,1868 Вт/(м • К).
Таблица 5. Значения коэффициента теплопроводности λ, при нормальном атмосферном давлении
По сравнению с жидкостями газы имеют не только малую теплоемкость, но и малую теплопроводность, поэтому они являются хорошими теплоизоляторами.
Количество тепла, перенесенное путем теплопроводности, зависит от температуры, площади, через которую происходит передача, и времени. Теплопроводность газов возрастает с температурой, но она не зависит ни от давления, ни от плотности газа. В то же время повышение давления вызывает некоторое увеличение скорости переноса тепла путем конвекции (перемешивания газа), что имеет важное значение для водолазной практики. Теплопроводности различных газов сильно различаются между собой. Например, если условно принять коэффициент теплопроводности воздуха за единицу, то коэффициент теплопроводности гелия будет в 6,18 раза больше теплопроводности воздуха.
Высокая по сравнению с воздухом теплопроводность гелия заставляет применять специальные средства обогрева водолазов, выполняющих спуски с использованием для дыхания кислородно-гелиевых или кислородно-азотно-гелиевых смесей.
