В 1807 году французский ученый Фурье доказал экспериментально, что во всякой точке тела (вещества) в процессе теплопроводности присуща однозначная взаимосвязь между тепловым потоком и градиентом температуры:

 

Закон Фурье – основной закон теплопроводности.,

 

где Qтепловой поток, выражается в Вт;

grad(T)градиент температурного поля (совокупности числовых значений температуры в разнообразных местах системы в выбранный момент времени), единицы измерения К/м;

S – площадь поверхности теплообмена, м2;

λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м К).

 

Градиент температуры получится характеризовать в виде векторной суммы составляющих по осям декартовых координат:

 

Закон Фурье – основной закон теплопроводности.,

 

где i, j, kортогональные между собой единичные векторы, нацеленные по координатным осям.

 

Значит, данный закон устанавливает величину теплового потока при переносе тепла посредством теплопроводности.

Закон Фурье для поверхностной плотности теплового потока принимает вид:

 

Закон Фурье – основной закон теплопроводности..

 

Знак « минус» обозначает, что векторы теплового потока и градиента температуры разнонаправленные. Следует понимать, что теплота передается в направлении спада температуры.

И все же не лишним будет указать, что закон Фурье не принимает в расчет инерционность процесса теплопроводности, иначе говоря, в представленной модели колебание температуры в любой точке мгновенно распространяется на всё тело. Закон Фурье некорректно применять для характеристики высокочастотных процессов таких как, к примеру, распространение ультразвука, ударной волны.