§9.2 熱傳導率之溫度和壓力相依性 (Temperature and Pressure Dependence of Thermal Conductivity)

當特定物質的熱傳導率數據無法取得時，我們可以使用 Fig. 9.2-1 的對應狀態圖表 (corresponding-states chart) 進行估算。該圖是基於數個單原子 (monatomic) 物質的熱傳導率數據。與 Fig. 1.3-1 的黏度圖相似，Fig. 9.2-1 的圖是針對對比熱傳導率 k_r (= k/k_c)，k_r 為在壓力 p 和溫度 T 的熱傳導率 k 除上在臨界點 (critical point) 的熱傳導率 k_c。對比熱傳導率 k_r 的值被繪製成對比溫度 T_r = T/T_c 和對比壓力 p_r = p/p_c 的函數。Figure 9.2-1 雖是基於有限數量的單原子物質，卻可用於多原子 (polyatomic) 物質的估算，唯不可用於臨界點的附近。

由 Fig. 9.2-1 可發現，氣體的熱傳導率在低壓時接近一個 T 的極限函數；對大部分氣體，約在一大氣壓 (1 atm) 可達到這個極限。氣體在低密度時的熱傳導率隨著溫度升高而增加，然而，大部分液體的熱傳導率隨著溫度升高而下降。這個關聯性在液體區間 (liquid region) 則較不可靠；極性 (polar) 或締合 (associated) 液體 (例如，水)，可能在 k 對 T 的作圖具有一個最大值。不過，對應狀態圖的主要功能是讓我們大致了解氣體和液體之整體熱傳導率行為。

k_c 這個量可用以下任一方法估算：(i) 如果在已知對比溫度和壓力下，k 是已知的，我們可以從圖讀取 k_r，然後計算 k_c (=k/k_r)；(ii) 我們可以利用 §9.3 提供的方法，先估算在低密度區間 (low-density region) 的 k 值，然後再使用方法 (i)。透過方法 (i) 取得的 k_c 列於附錄 E。

對於混合物，熱傳導率之估算可以使用類比於 §1.3 提供的方法，然而，主要是因為在高壓 (elevated pressure) 的數據過少，所以對於假臨界步驟 (pseudocritical procedures) 用於熱傳導率之準確性了解甚少。

Reference: RB Bird, WE Stewart, EN Lightfoot, Transport Phenomena, 2nd ed (Wiley 2002).