5.4.16∗. Между двумя плоскими параллельными пластинами, расположенными на расстоянии $\delta$ друг от друга, находится одноатомный газ (длина свободного пробега атомов много больше $\delta$). Оцените плотность потока тепла, если температура пластин поддерживается равной $T$ и $T$ + $\Delta T$ соответственно, а в единице объема газа содержится $n$ атомов; $\mu$ — масса атома.
Решение
Поток тепла в классическом случае определяется формулой:
Но для оценки будет честно пренебречь коэффициентом $\frac{1}{3}$. Так же следует заметить, что при $\lambda\gg \delta$ длина пробега молекул определяется расстоянием $\delta$. Так же с учетом малости $\delta$ производную можно считать равной $-\frac{\Delta T}{\delta}$. Газ одноатомный значит $i=3$. Среднюю скорость примем равной среднеквадратичной: $\left\langle \upsilon \right\rangle = \sqrt{\frac{3kT}{\mu}}$. Отсюда итоговая формула плотности потока: