Джозеф Блек ще в далекому 1754 році досвідченим шляхомдовів всьому світу, що атмосфера землі (іншими словами, повітря) складається з суміші різних газів, основними з яких є кисень і азот. Він також ввів таке поняття, як коефіцієнт теплопровідності повітря.
Всім живим організмам на землі для існуваннянеобхідне повітря, вірніше, основа повітря - кисень. Відбувається процес окислення кисню, що надходить в організм з навколишнього повітря, виробляє енергію, без якої немає продовження життя.
Кисень широко застосовується на виробництві та вповсякденному житті - при горінні відбувається виділення паливної, а в двигунах внутрішнього згоряння - механічної енергії. Шляхом його скраплення виробляють благородні гази.
Склад атмосферного повітря надаєістотний вплив на життя і здоров'я кожної людини. Ідеальний ( «правильний») склад містить до 75 відсотків азоту, 24 відсотків кисню і невеликі домішки різних газів - метану, неону, криптону, водню, вуглекислого газу та ін.
Наявність промислових виробництв, збільшеннячисла автомобілів, що викидають в атмосферу мільйони біологічних і хімічних мікрочастинок (альдегідів, аміаку, оксидів, важких металів), значно забруднюють атмосферу, причому коефіцієнт теплопровідності повітря зменшується, що згубно впливає на живі організми. Викиди від роботи автомобільних двигунів (їх в повітрі великих міст не менше 60 відсотків) найбільш шкідливі для організму людини. Друге місце по забрудненню належить теплоелектростанціям, третє займає хімічне виробництво.
Основною властивістю повітря є йоготеплопровідність. Після проведення численних дослідів і експериментів вченим вдалося визначити, що тепло в газовому середовищі поширюється трьома основними способами: теплове випромінювання (електромагнітно-хвильова передача енергії), конвекція (переміщення енергетичних потоків за допомогою руху шарів газу в просторі), теплопровідність (хаотичний рух молекул, що сприяє прийому тепла від шару газу з більшою температурою до менш «теплому» прошарку газу). В процесі тепловіддачі молекули, що містять більше енергії, передають її молекулам з меншим вмістом енергії. Характерна здатність проводити теплоту є фізичним параметром коефіцієнта теплопровідності повітря. Коефіцієнт теплопровідності повітря визначається рівнянням:
λ = -d2Qt / gt / gn * dF * dt.
Коефіцієнт теплопровідності повітря чисельнодорівнює кількості теплоти, що проходить за відрізок часу через одиницю ізотермічних поверхонь при супутньому умови, коли gradt = 1. Його безпосередня розмірна величина розглядається як співвідношення Вт / (м · К).
За результатами проведених дослідів і експериментівстворена довідкова таблиця, по якій можна визначити значення коефіцієнта теплопровідності повітря і інших речовин. Для більшості речовин коефіцієнт тепловіддачі можна представити у вигляді лінійної функції
λ = λ0 * [1 + b * (t-to)],
де λ0 є значенням коефіцієнта, чинного на теплопровідність при t0 = 0 градусів за Цельсієм;
b - величина постійна, що визначається експериментальним шляхом.
Найгірше проводять тепло гази.Коефіцієнт тепловіддачі газів збільшується зі зростанням температури і становить 0,006 ÷ 0,6 Вт / (м · К), де верхнє значення належить гелію і водню. Їх безпосередні коефіцієнти теплопровідності в п'ять, а то і в десять разів вище, ніж у інших газів. Коефіцієнт тепловіддачі повітря при нулі градусів за Цельсієм дорівнює 0,0243 Вт / (м · К).
Кількість теплоти, що переноситься шарами газу в процесі теплообміну, якщо різниця температур за проміжок часу незмінна, визначається за законом всім відомого вченого Фур'є.
