Joseph Black, davne 1754. godine, prema iskustvudokazao cijelom svijetu da se zemaljska atmosfera (drugim riječima, zrak) sastoji od mješavine raznih plinova od kojih su glavni kisik i dušik. Također je uveo takav koncept kao koeficijent toplinske vodljivosti zraka.
Svi živi organizmi na zemlji za postojanjepotreban je zrak, ili bolje rečeno, osnova zraka je kisik. Stalni proces oksidacije kisika koji ulazi u tijelo iz okolnog zraka proizvodi energiju bez koje nema nastavka života.
Kisik se široko koristi u proizvodnji isvakodnevni život - tijekom izgaranja oslobađa se gorivo, a u motorima s unutarnjim izgaranjem - mehanička energija. Ukapljujući se proizvode plemeniti plinovi.
Sastav atmosferskog zraka imaznačajan utjecaj na život i zdravlje svake osobe. Idealan ("ispravan") sastav sadrži do 75 posto dušika, 24 posto kisika i male nečistoće raznih plinova - metana, neona, kriptona, vodika, ugljičnog dioksida itd.
Dostupnost industrijske proizvodnje, povećanjebroj automobila koji u atmosferu emitiraju milijune bioloških i kemijskih mikročestica (aldehidi, amonijak, oksidi, teški metali) značajno onečišćuju atmosferu, a smanjuje se koeficijent toplinske vodljivosti zraka, što nepovoljno utječe na žive organizme. Emisije iz rada automobilskih motora (takvih je najmanje 60 posto u zraku velikih gradova) najštetnije su za ljudsko tijelo. Drugo mjesto po zagađenju pripadaju termoelektranama, treće zauzima kemijska proizvodnja.
Glavno svojstvo zraka je njegovotoplinska vodljivost. Nakon provođenja brojnih pokusa i pokusa, znanstvenici su uspjeli utvrditi da se toplina u plinskom mediju širi na tri glavna načina: toplinsko zračenje (prijenos energije elektromagnetskog vala), konvekcija (kretanje energetskih tokova kroz kretanje slojeva plina u svemiru), toplinska vodljivost (kaotično kretanje molekula, pridonoseći primanje topline iz sloja plina s višom temperaturom u manje "topli" sloj plina). U procesu prijenosa topline molekule koje sadrže više energije prenose je u molekule s manje energije. Karakteristična sposobnost provođenja topline fizikalni je parametar koeficijenta toplinske vodljivosti zraka. Toplinska vodljivost zraka određuje se jednadžbom:
λ = -d2Qt / gt / gn * dF * dt.
Koeficijent toplinske vodljivosti zraka numeričkijednaka je količini topline koja prolazi kroz jedinicu izotermnih površina tijekom određenog vremenskog razdoblja u pratećim uvjetima kada je gradt = 1. Njegova neposredna dimenzijska vrijednost smatra se omjerom W / (m · K).
Na temelju rezultata pokusa i pokusaizrađena je referentna tablica pomoću koje je moguće odrediti vrijednosti koeficijenta toplinske vodljivosti zraka i drugih tvari. Za većinu tvari koeficijent prijenosa topline može se predstaviti kao linearna funkcija
λ = λ0 * [1 + b * (t-do)],
gdje je λ0 vrijednost koeficijenta koji djeluje na toplinsku vodljivost pri t0 = 0 Celzijevih stupnjeva;
b je konstantna vrijednost određena eksperimentalno.
Plinovi provode toplinu najgore od svega.Koeficijent prijenosa topline plinova raste s porastom temperature i iznosi 0,006 ÷ 0,6 W / (m · K), pri čemu gornja vrijednost pripada heliju i vodiku. Njihovi su izravni koeficijenti toplinske vodljivosti pet ili čak deset puta veći od ostalih plinova. Koeficijent prijenosa topline zraka pri nula Celzijevih stupnjeva iznosi 0,0243 W / (m · K).
Količina topline prenesena slojevima plina tijekom izmjene topline, ako je temperaturna razlika tijekom vremena nepromijenjena, određuje se zakonom poznatog znanstvenika Fouriera.
