Какова теплопроводность вакуума?

Известно, что по мере увеличения разрежения газов уменьшается их теплопроводность. Полный вакуум вообще не способен осуществлять температурный обмен, так как для этого процесса в нём просто нет вещества. В современных лабораториях, для проведения работ в пространстве с давлением ниже атмосферного используется вакуумный насос. Теплопроводность безвоздушной среды стремится к нулю — чем ниже концентрация материальных частиц, способных переносить энергию, тем показатель ближе к отметке 0.

Эксперимент с теплопроводностью вакуума

Сосуд Дьюара (в простонародье термос) представляет собой две помещённые друг в друга колбы, разделённые разрежённым газом (изъят воздух). В теории отсутствие какого-либо вещества уменьшает теплопередачу между емкостями. Но, что происходит на практике? Что произойдёт, если для опыта откачать воздушную массу между емкостями и измерить теплопроводность образованного разрежённого газа? Оказывается, после удаления 90% воздуха отслеживаемый показатель не изменяется. Откачивание 99% воздуха дает аналогичный результат. Повышение разряжения еще вдвое-втрое также не приводит ни к какому эффекту.

Такое положение дел кажется парадоксальным, однако именно так и происходит. Давление понижается в сотни раз, и как бы происходит замирание теплопроводности. Так происходит по той причине, что молекулы оставшегося после откачивания газа, осуществляющего температурный обмен между стенками, удлиняют пробег между соприкосновениями друг с другом. То есть, несмотря на то, что самих частиц становится меньше, их путь между соприкосновениями становится больше. А значит, теплопроводность практически не изменяется. Определить возникающую разницу можно только при использовании точных методик измерения, так как даже уменьшение давления в сотни раз не приводит к изменению теплопроводности. Только, когда уже будут тысячные и менее доли изначального количества газа, этот показатель начнёт резко падать. Поэтому в термосах весьма низкое давление, а сами стенки делают двойными и серебрят (тепло в вакууме может распространяться с помощью излучения, а такая поверхность его отражает). Когда проектируются сушильные шкафы и другая профильная техника, также обязательно учитывается такая характеристика, как давление.