Time temperature superposition-时温等效原理-国外教学PPT
高分子物理名词解释
高分子物理名词解释Θ溶剂(Θ solvent)：链段-溶剂相互吸引刚好抵消链段间空间排斥的溶剂，形成高分子溶液时观察不到远程作用，该溶剂中的高分子链的行为同无扰链2.7Θ温度(Θ temperature)：溶剂表现出Θ溶剂性质的温度2.7Argon理论(Argon theory)：一种银纹扩展过程的模型，描述了分子链被伸展将聚合物材料空化的过程5.3Avrami方程(Avrami equation)：描述物质结晶转化率与时间关系的方程：--α，α为转化率，K与n称Avrami常数(Avrami constants) 4.8 =Kt1n)ex p(Bingham流体(Bingham liquid)：此类流体具有一个屈服应力σy，应力低于σy时不产生形变，当应力大于σy时才发生流动，应力高于σy的部分与应变速率呈线性关系3.13 Boltzmann叠加原理(Blotzmann superposition principle)：Boltzmann提出的粘弹性原理：认为样品在不同时刻对应力或应变的响应各自独立并可线性叠加 3.8Bravais晶格(Bravais lattice)：结构单元在空间的排列方式4.1Burger's模型(Burger's model)：由一个Maxwell模型和一个Kelvin模型串联构成的粘弹性模型3.7Cauchy应变(Cauchy strain)：拉伸引起的相对于样品初始长度的形变分数，又称工程应变3.16Charpy冲击测试(Charpy impact test)：样品以简支梁形式放置的冲击强度测试，测量样品单位截面积的冲击能5.4Considère构图(Considère construction)：以真应力对工程应作图以判定细颈稳定性的方法5.2Eyring模型(Eyring model)：一种描述材料形变过程的分子模型，认为形变是结构单元越过能垒的跳跃式运动5.2Flory-Huggins参数(Flory-Huggins interaction parameter)：描述聚合物链段与溶剂分子间相互作用的参数，常用χ表示，物理意义为一个溶质分子被放入溶剂中作用能变化与动能之比2.11.2Flory构图(Flory construction)：保持固定拉伸比所需的力f对实验温度作图得到，由截距确定内能对拉伸力的贡献，由斜率确定熵对拉伸力的贡献2.16.2Flory特征比(characteristic ratio)：无扰链均方末端距与自由连接链均方末端距的比值2.4 Griffith理论(Griffith theory)：一种描述材料断裂机理的理论，认为断裂是吸收外界能量产生新表面的过程5.4Hencky应变(Hencky strain)：拉伸引起的相对于样品形变分数积分，又称真应变3.16 Hermans取向因子(Hermans orientation factor)：描述结构单元取向程度的参数，是结构单元与参考方向夹角余弦均方值的函数4.8, 4.10Hoffman-Weeks作图法(Hoffman-Weeks plot)：一种确定平衡熔点的方法。
聚合物各名词简明手册
聚合物小辞典，应该会有用处Q溶剂(Q solvent)：链段-溶剂相互吸引刚好抵消链段间空间排斥的溶剂，形成高分子溶液时观察不到远程作用，该溶剂中的高分子链的行为同无扰链Q温度(Q temperature)：溶剂表现出Q溶剂性质的温度Argon理论(Argon theory)：一种银纹扩展过程的模型，描述了分子链被伸展将聚合物材料空化的过程Avrami方程(Avrami equation)：描述物质结晶转化率与时间关系的方程：，a 为转化率，K与n称Avrami常数(Avrami constants)Bingham流体(Bingham liquid)：此类流体具有一个屈服应力sy，应力低于sy时不产生形变，当应力大于sy时才发生流动，应力高于sy的部分与应变速率呈线性关系Boltzmann叠加原理(Blotzmann superposition principle)：Boltzmann提出的粘弹性原理：认为样品在不同时刻对应力或应变的响应各自独立并可线性叠加Bravais晶格(Bravais lattice)：结构单元在空间的排列方式Burger's模型(Burger's model)：由一个Maxwell模型和一个Kelvin模型串联构成的粘弹性模型Cauchy应变(Cauchy strain)：拉伸引起的相对于样品初始长度的形变分数，又称工程应变Charpy冲击测试(Charpy impact test)：样品以简支梁形式放置的冲击强度测试，测量样品单位截面积的冲击能Considère构图(Considère construction)：以真应力对工程应作图以判定细颈稳定性的方法Eyring模型(Eyring model)：一种描述材料形变过程的分子模型，认为形变是结构单元越过能垒的跳跃式运动Flory-Huggins参数(Flory-Huggins interaction parameter)：描述聚合物链段与溶剂分子间相互作用的参数，常用c表示，物理意义为一个溶质分子被放入溶剂中作用能变化与动能之比。
39讲 5章9
基准、覆盖若干时间跨度的组合曲线； ◆ 这样就可以在较高温度、较短时间内测得的结果应用于较
低温度、很长时间才能够得到的结果。
组合曲线方法的具体应用及其步骤参见相关的专著。 上述方法类似于直线外推法。
第39讲 5.5.6 时温等效原理与组合曲线
5.5.6 时温等效原理与组合曲线
1）时温等效原理
第一种表述方式： 非晶态聚合物在不同温度或不同外力作用时间（或频率）都 可以表现出三种力学状态和两种力学转变，由此表明温度和应 力作用时间对聚合物的松弛过程具有等物各种层次运动单元获得能量运动而表现出的松弛过 程总是需要一定的时间才能完成；
◆ 利用时温等效原理使T与t相关联，或者T与ω相关联，增 加了一个参数αT 以后使三维空间问题转化为二维平面问 题，从而使数学处理更为简单。
◆另一方面，模拟聚合物使用条件的蠕变和应力松弛试验通 常需要延续几个月、几年甚至几十年，显然是不现实的。
◆ 利用时温等效原理可以使实验过程大大缩短。
具体做法是：
这一修正相当于应力松弛曲线或蠕变曲线的垂直位移。
时温等效原理的应用：
◆ 进行时温转换可以使聚合物的粘弹性实验简化。 例如，蠕变或应力松弛试验中需要解决的关系是： J (T, t) 或E (T, t) – log t –T
而在动态力学试验中作为温度T, ω函数的E′、E″、J′、 J″– log t –T 中有两个独立的变数，因而构成三维空间的问题， 解决起来极为复杂。
◆ 温度升高使松弛时间缩短，温度降低使松弛时间延长；
◆ 因此，同一松弛过程既可以在较高温度、较短时间（或较 高频率）外力作用条件下完成；
高模量沥青混合料动态模量及其主曲线研究_王昊鹏
第8 期
王昊鹏，等： 高模量沥青混合料动态模量及其主曲线研究
13
解决，对基于抗车辙性能的路面新材料的研究与开 发一直是道路工作者关注的问题。 在国内外研发使 用的各 种 新 型 路 面 材 料 中， 高 模 量 沥 青 混 凝 土 （ High Modulus Asphalt Concrete，HMAC ） 的设计理念 受到广泛关注。 其设计思想 是通过提高沥青混凝 土的模量，减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的 塑性变形， 提高路面高温抗车辙能力， 改善沥青混 凝土抗疲劳性能，延长路面的使用寿命。 我国高模量沥青混凝土的研究还处于起步阶段， 有必要针对我国的具体情况， 对高模量沥青混凝土 的设计进行系统研究。 在以层状体系理论为基础的 沥青路面设计方法中， 沥青路面的材料参数是一个 重要的 影 响 因 素。 在 我 国 目 前 的 沥 青 路 面 设 计 规 ［3 ］ 范 中， 规定采用 20 ħ 的抗压回弹模量计算弯沉， 采用 15 ħ 时的抗压回弹模量来计算弯拉应力。 在抗 压回弹模量试验中， 荷载变化速度缓慢， 并在一定 加载级位下维持一段时间， 这显然与路面结构所承 受的车辆荷载连续不断的垂直振动和瞬间冲击， 以 及水平推挤等实际受力状态存在很大差异。 而沥青 混合料动态模量参数与路面实际工作状态比较接近， 在基于力学的沥青路面设计方法中， 被视为最重要 的设计参数之一， 并在国内外沥青路面设计中得到 。 不同沥青混合料有着不同的动态 了广泛应用 ［6 ］ 特性，如聚合物改性沥青混合料 、 再生沥青混合 等； 不同沥青混合料对动态模量预测模型的适 ［8 ］ 用性也有所不同 。 高模量沥青混合料由于其优异 料 的抗车辙性能得到国内外的广泛关注， 但对其动态 特性的研究还比较少。 本文 采 用 Superpave 简 单 性 能 试 验 机 （ Simple Performance Tester ，SPT） 测试了两种不同掺加剂的高 模量改性沥青混合料的动态模量，根据时间 － 温度置 Temperature Superposition principle ） 利 换原理 （ Time用非线性最小二乘法拟合得到了参考温度下的动态模 量主曲线，并与抗压回弹模量进行对比分析，为高模 量沥青混凝土的设计提供参考。 1 试验研究
聚合物的粘弹性—时温等效原理和叠加(高分子物理课件)
式中C1 ，C2 为常数。
WLF 方程主要适用于非晶态高聚物。
由于时温等效性，可以对不同温度下测定的结果进行换 算，从而得到一些实验上无法测定的结果。
在室温下几年、几百年的应力松驰是不能实现的，可在高温条 件下短期内完成；或在室温下几十万分之一秒完成的应力松驰， 可在低温条件下几小时完成。
例：NR要得到某低温下NR的应力松弛行为，由于温度太低， 应力松弛很慢，要得到完整的曲线和数据需要很长时间，此时 可利用于时温等效原理，在常温下或较高温度下，测得的应力 松弛数据，换算、叠加成低温下的曲线。
N1k T (
1
2
)
G(
1
2
)
E
d d
d d ( 1)
NKT
d
(
1
2
)
d
1
NKT (1 3 ) 3G
因为G=0.333×107N/m2 WLF方程
E 3G 1107 N / m2
log aT
log (T ) (Tg )
17.44(T Tg ) 51.6 (T Tg )
(30) 17.44(30 5)
(t) 1 (t 1 ) 2 (t 2 )
推广到一般情况，若在 1 ， 2 ， 3 ··· n 分别施加应力 1 ，
2 ， 3 ··· n 总形变
(t) 1 (t 1 ) 2 (t 2 ) n (t n )
n
i (t i ) i 1
采用蠕变柔量表示
log
5.692
4.9 1016 51.6 (30 5)
(30) 9.96 1010 N • s / m2
(T ) 9.96 1010 104 s
E
1107
时温等效原理在PS／CB材料中适用性研究
２ ０ １ ３ 年 ｌ ０月
工
程
塑
料
应
用
Ｖ ０ １ ． ４ １ ， Ｎ ｏ ． １ பைடு நூலகம்
Ｏｃ ｔ ．２ ０ １ ３
７ ０
～
Ｅ ＮＧＩ ＮＥ Ｅ Ｒ Ｉ ＮＧ Ｐ Ｌ ＡＳ Ｔ Ｉ ＣＳ ＡＰ Ｐ Ｌ Ｉ Ｃ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
ｄ ｏ ｉ ： ｌ Ｏ ． ３ ９ ６ ９ ￣ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ － ３ ５ ３ ９ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ １ ９
（ １ ． Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍｅ ｎ ｔｏ ｆ Ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎＭ ｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ，Ｃｈ ｉ ｎ ａＰ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎＰ ｅ ｔ ｒ ｏ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌＣｏ ． ， Ｌｔ ｄ，Ｃｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６１ ０ ０ ０ ０ ，Ｃｈ ｉ ｎ ａ；
ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｗａ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｙ ｔ ｏ ｆ ｔ ｉ ｍｅ — ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｗａ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｓ ｕｄ ｔ ｉ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ
２ ． Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｍｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ６ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
时温等效原理
时温等效原理时温等效原理（ThermalEquivalenceofTime，TET）源自17世纪的物理学家史蒂文斯福布斯的研究，他发现平行立方体在被放置在等温环境中时，受到的热量和它们的时间是等效的。
由于在等温环境中，时间的流逝不会影响物质的温度，因此可以认为物质的温度是恒定的，而时间的流逝可以作为热量的单位衡量。
温度和时间的等效性可以用来解释物质间的热力学关系，即受热系统中热能的循环转移过程。
受热系统是指热能从一个系统放出并被另一个系统吸收的过程，而热力学关系就是它们的物理和化学特性。
例如，当一个物体从较高温度的环境中搬运到较低温度的环境中时，它会放出热量，反之亦然。
通过热力学可以推算出和计算出物质之间的温差，并以温差单位来描述物质之间的热能转移过程。
时温等效原理更进一步，将时间作为等价物。
它提出，即使受热系统处于不同的温度环境，物质间的热能转移也可以通过等效的时间来衡量。
换言之，当受热系统中的物质从较高温度的环境中搬运到较低温度的环境中时，它们会放出一定的热量，而且这个热量是与时间相等的，而不是温度相等的。
时温等效原理也为热循环的各种类型提供了另一个类比的基础。
举个例子，当受热系统中的物质循环运行时，其中一个物质就是热能的提供者，而另一个则是热能的接受者，而这一过程就可以用时间来比喻，即热能的提供者把承担热量转移的时间作为一个等价物来转移给另一个物质，从而实现热能的转移。
时温等效原理也可以用来解释热物性的物理机理。
例如，根据物性学，当吸收热量时，物质会逐渐膨胀，而放出热量时，物质会逐渐收缩，这就是物性学的基本原理。
因此，时温等效原理可以解释为：当物质在吸收热量时，就是把放出热量的时间转变为其体积增加的时间；而当物质在放出热量时，就是把吸收热量的时间转变为其体积减少的时间。
时温等效原理是20世纪初物理学家史蒂文斯福布斯的重要贡献之一，它为理解物质之间的热力学关系提供了一个新的类比，将时间作为等价物，从而有助于解释物性学的基本原理。
时温等效原理 思考题
时温等效原理思考题Hi there, the concept of temperature-humidity equivalence is an important principle in the field of thermal physiology. 这种原理是指在一定的温度下，相对湿度对人体的感受温度产生影响，影响程度会随相对湿度的增加而增加。
This principle is crucial in determining how our bodies perceive temperature and adjust to different environmental conditions. 时温等效原理是指在一定的温度和相对湿度条件下，人体感受到的实际温度与相对湿度成正比。
It helps us understand why we might feel hotter or colder in different climates, even if the temperature readings are the same. 人体对气候和环境的适应性在很大程度上取决于这一原理，它影响我们的生活和健康。
Therefore, understanding the implications of this principle is crucial in our daily lives, especially when it comes to regulating our body temperature and overall well-being. 了解这个原理的潜在影响是非常重要的，它有助于我们更好地了解和适应不同环境条件下的气候变化。
One key aspect to consider when discussing the temperature-humidity equivalence principle is the role of the body's thermoregulation system. 人体会通过出汗、散热等方式来调节体温，以保持正常的生理功能。
时温等效原理
时温等效原理
时温等效原理是指在一定条件下，不同时间和温度下的热处理过程所产生的效
果是相等的。
这一原理在材料加工和热处理过程中具有重要的意义，能够帮助工程师和技术人员更好地控制材料的性能和质量。
首先，时温等效原理是建立在材料的相变和组织变化规律基础上的。
在材料加
工和热处理过程中，会伴随着材料的相变和组织结构的变化，这些变化对材料的性能有着重要影响。
而时温等效原理的提出，正是为了找到一种方法来描述不同时间和温度下的处理过程对材料性能的影响，从而实现在不同条件下获得相同的材料性能。
其次，时温等效原理的应用可以帮助工程师优化材料的加工工艺和热处理工艺。
通过对不同时间和温度下的处理过程进行等效分析，可以找到一种最佳的加工或热处理工艺，从而在保证材料性能的前提下，尽可能地节约时间和能源。
这对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
再次，时温等效原理的研究也为材料的性能预测和控制提供了理论基础。
通过
建立时温等效原理的数学模型，可以对材料在不同条件下的性能进行预测，从而为工程应用提供依据。
同时，还可以通过控制不同时间和温度下的处理过程，来实现对材料性能的精确控制。
总之，时温等效原理是材料加工和热处理领域中的重要理论之一，它的提出和
应用对于优化材料加工和热处理工艺、实现材料性能的精确控制具有重要意义。
未来，随着材料科学和工程技术的不断发展，时温等效原理的研究和应用也将得到进一步的深化和拓展。
希望通过不懈的努力，能够更好地利用时温等效原理，为材料加工和热处理领域的发展做出更大的贡献。
时温等效原理
时温等效原理时温等效原理是指在一定时间内，相同质量的物体受相同温度变化所需的热量相等。
这个原理在热力学中有着重要的应用，可以帮助我们理解物体的热学特性以及热传导过程。
首先，我们来看一个简单的例子来解释时温等效原理。
假设有两个相同质量的金属块，一个是铁块，另一个是铝块。
当它们同时放在相同温度的热源中加热，根据时温等效原理，它们在相同时间内所吸收的热量是相等的。
这是因为在相同时间内，相同质量的物体受相同温度变化所需的热量相等。
那么，时温等效原理是如何解释的呢？这涉及到物体的热容量。
热容量是物体在单位温度变化下所吸收或释放的热量。
根据时温等效原理，当物体受到相同的温度变化时，其热容量是相等的。
这也就是为什么在相同时间内，相同质量的物体受相同温度变化所需的热量是相等的原因。
时温等效原理对于热传导过程也有着重要的意义。
热传导是物体内部热量传递的过程，根据时温等效原理，我们可以推导出热传导的一些规律。
例如，在相同时间内，相同质量的材料受相同温度差异所传导的热量是相等的。
这也说明了在相同条件下，不同材料的热传导性能是不同的。
时温等效原理还可以帮助我们理解物体的热学特性。
例如，当我们把一个金属块放在热源中加热，根据时温等效原理，我们可以推断出在相同时间内，不同质量的金属块所吸收的热量是不同的。
这也说明了物体的热学特性与其质量有着密切的关系。
总之，时温等效原理是热力学中的重要原理，它可以帮助我们理解物体在相同时间内受相同温度变化所需的热量是相等的这一规律。
它对于热传导过程的理解以及物体热学特性的分析都有着重要的意义。
通过对时温等效原理的深入研究，我们可以更好地理解热力学的基本规律，为实际工程和科研工作提供理论指导。
时温等效原理
时温等效原理
时温等效原理是由1913年的法国物理学家维克斯雷普勒发表的，这一原理指出：在同一时间，不管在哪个环境下，只要温度相同，材料中的热流是相同的。
这一原理的发现是一种重要的突破，研究人员可以使用这一原理来了解受温度影响的物质行为，从而促进科学技术的发展。
热流是指物质内部各处之间热量的传递，是物理热学中非常重要的参数。
在物质内部，物质分子向周围物质运动时，会传递热量，使热量从温度较高处向温度较低的地方传递，从而达到均衡。
由于物质的温度受比较广泛的影响，如外界温度、湿度、压力等，所以，在某一时刻，不同的物质热流是不一样的。
维克斯雷普勒认为，比较同一材料在不同环境下传热量的速率，可以得出一种比较实用的规律：如果在不同的环境下，物体的温度是相同的，那么这两个环境下，该物体传热量的速率也是相同的，即“时温等效原理”。
时温等效原理的具体内容可以表示为：在某两个温度相同的环境，某材料的热传导系数、热容量和比热容等物理参数也是相同的，因此，可以在两个环境之间可以实现热量传输，使物质温度维持一致。
这一原理使得研究人员可以在不同环境中可以实现相同的热量传递，从而更好地研究物质受温度影响的性质。
时温等效原理的应用是比较广泛的，在工程技术中得到了广泛的应用。
时温等效原理不仅适用于热传导，而且也适用于许多其他方面
的研究，例如，可以用时温等效原理来研究太阳能的转换效率，以及电动机的效率等。
时温等效原理可以概括为“在同一时间，不管在哪个环境下，只要温度相同，材料中的热流是相同的”，该原理突破了物质温度受多方面影响的局限性，为科学家、技术人员提供了一种更实用的研究温度影响的方法，也推动了科学技术的发展。
22 时温等效原理与叠加原理
e t s 0 s 0 1 e t s 0 t
E1 E2
h3
h2
E2
总应变为(s0作用了10秒钟产生的应变)加上(s0作用
A2
A3
——表示每次振幅所减小的幅度
推导得出 tg D
振幅所减小的幅度小，即摆动持续时间长，
D 0， tg 0, 热耗散小
振幅所减小的幅度大，即摆动持续时间短，
D ∞ ， tg ∞ , 热耗散大
(2) 动态粘弹谱仪
DMA- Dynamic mechanical analysis 动态力学分析
t
Boltzmann叠加积分形式
n
e t = Δσi D t - ui i 1
如果应力s(u)连续变化，则应力增量为应力s(u)的微分.
e
t
=
t
s u
u
D
t
u
du
分部积分
设s 0, a t u, da du
e
aT =h(T) / h0(T0)
已知某原料在25oC时的粘度 1.5*105Pa ，挤出机的最大加 工粘度为105Pa, 加工温度一般 选定140 oC，问此原料能否用 此挤出机挤出？
aT =h(140) / h0(25)
h(140) >105Pa Or h(140) <105Pa
粘弹性总结
弹 低温、松弛时间大、短时（高速） 粘 高温、松弛时间小、长时（低速）
时温等效原理
时温等效原理
时温等效原理是指在一定时间内，不同温度下的物体所吸收或
释放的热量是相等的。
这个原理在热力学中有着重要的应用，它帮
助我们理解物体在不同温度条件下的热传递规律，也为工程技术和
生活中的一些问题提供了理论基础。
首先，我们来看一下时温等效原理的具体表述。
时温等效原理
可以用一个简单的公式来描述，Q=mcΔt。
其中，Q代表热量，m代
表物体的质量，c代表物体的比热容，Δt代表温度的变化。
这个公
式告诉我们，物体所吸收或释放的热量与物体的质量、比热容以及
温度变化有关。
其次，时温等效原理在热传递中有着重要的应用。
在热传递过
程中，热量会从高温物体传递到低温物体，直到两者达到热平衡。
根据时温等效原理，我们可以利用热量守恒的原理来计算热传递过
程中的热量变化。
这对于工程技术领域中的热工问题具有重要意义，比如在设计散热系统、温度控制系统等方面都能够得到应用。
此外，时温等效原理也可以帮助我们理解一些日常生活中的现象。
比如，为什么相同温度的水和油放在同样的环境中，温度上升
的速度却不同？这就可以用时温等效原理来解释，因为水和油具有不同的比热容，所以在相同的时间内吸收或释放的热量是不同的。
总的来说，时温等效原理是热力学中的重要概念，它帮助我们理解物体在不同温度条件下的热传递规律，为工程技术和生活中的一些问题提供了理论基础。
通过对时温等效原理的深入理解，我们可以更好地应用这一原理，解决实际问题，推动科学技术的发展。
时温等效原理
时温等效原理
时温等效原理是一种重要的物理原理，它可以解释实际流体动力学现象，包括流体在热交换中的运动，以及在流动过程中介质具有的压力和温度变化。
它最早由德国物理学家舒尔茨提出，并于1882年得到认可，成为物理学界普遍接受的定律。
时温等效原理以时效和温度为主要参数，可以得出不同的热交换效果。
时效是指物质在某个时间内的温度变化，而温度表示物质的平均温度。
一般而言，只有当时效和温度相等时，物质之间才能保持均衡热交换。
时温等效原理在工程领域有着广泛的应用，尤其是在冷却系统，如汽车冷却系统、冷凝器和通风系统等的设计中，常常采用该原理设计。
比如，当要定义冷却系统的放热管道时，很多人会采用时温等效原理，以确定管道的最优解，并且还能根据管道的不同设计，有效控制热交换。
同时，时温等效原理也可以帮助确定设备的最佳运行温度，以免损坏设备。
除了工程应用，时温等效原理也被广泛用于复杂流动介质的热交换、传热与传质过程的研究以及可靠性设计中。
比如，在液体冷却系统研究中，需要考虑时效和温差两个因素，从而得出最优的设计。
而在可靠性设计中，一般都会根据时温等效原理，来确定最佳的运行时间，以减少设备的故障率。
总之，时温等效原理是一个重要的物理原理，它不仅可以提供系统的优化设计方案，还可以保证系统的可靠性。
不仅在工程领域，在
科学研究中也被大量使用，被认为是一个可行的，有效的热交换原理，现在这一原理仍然有着极其重要的意义，促进了系统设计的完善和热交换研究的不断发展。
高分子应用的时温等效原理
高分子应用的时温等效原理引言高分子材料是一种具有广泛应用前景的材料，其性能受到温度和时间等因素的影响。
时温等效原理是一种用于预测高分子材料在不同温度下的性能变化的方法，通过在一定温度下进行一定时间的实验，再利用时温等效原理将实验结果推广到其他温度条件下进行预测。
时温等效原理的原理时温等效原理的核心是强调时间和温度之间的关联性。
根据阿伦尼乌斯方程，当温度升高时，反应速率会加快，而一定时间内发生的反应量是相同的。
因此，可以通过改变时间和温度的组合，使得在不同温度下反应速率相同，从而实现预测和比较不同条件下材料性能变化的目的。
时温等效原理的应用时温等效原理在高分子材料领域有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1.预测材料寿命通过在相对较高的温度下进行加速老化测试，可以获得连续时间点的寿命数据。
根据时温等效原理，可以将这些数据转化为在实际使用温度下的寿命预测。
2.研究材料性能利用时温等效原理，可以通过加速老化实验研究材料的力学性能、化学性能、热学性能等方面的变化。
这有助于评估材料的可靠性和稳定性，指导材料的设计和应用。
3.优化材料处理工艺在制备高分子材料时，温度和时间是重要的参数。
通过采用时温等效原理，可以在不同温度下进行少量试验，从而推导出在更广泛温度范围下的最佳处理工艺参数。
时温等效原理的实现步骤要使用时温等效原理进行预测和比较高分子材料的性能变化，可以按照以下步骤进行：1.选择合适的温度范围根据实际应用情况和材料的工作温度范围，选择适当的温度范围进行实验。
确保所选温度覆盖了材料的实际使用条件。
2.确定基准温度和基准时间选择一个基准温度和基准时间，在此条件下进行实验。
基准温度通常是高于材料的工作温度，而基准时间的选择应考虑到实验周期和数据获取的准确性。
3.进行加速试验在选定的基准温度下进行加速试验，记录材料的性能变化数据，如强度、硬度、粘度等。
4.选择其他温度选择其他温度，在相同的基准时间下进行实验，并记录相应的性能数据。
时温等效原理名词解释
时温等效原理名词解释时温等效原理简介：设在一个均匀的温度场中，某一物体单位时间吸收热量，其吸热率等于该物体单位时间所放出的热量，那么该物体在这段时间内所发出的热量为物体的吸热率，物体的吸热率与温度和时间的乘积相等。
时间：人们为了纪念居里夫人，将放射性同位素应用领域的诞生——半个世纪前的1917年7月，命名为居里夫人年，以表彰居里夫人在放射性元素和方面所作的贡献。
时间在社会学领域中，通常指一个时代的终结。
世界三大短文学家是指18世纪的英国短篇小说家、诗人和政论家本。
琼森，法国短篇小说家、剧作家莫泊桑和俄国文学家契诃夫。
时间管理：又称时间管理技巧或时间管理技术，指安排时间的技巧，也就是如何分配、运用时间的方法与原理。
根据不同的目的与需求，可以运用不同的方法来进行时间管理，从而做好时间管理工作。
最常见的时间管理方法包括：目标规划、限时专案管理、日程表、时间记录与追踪、会议管理等。
时间的长短与物质的密度有关，而与空气的流动速度无关，因此人们在做投掷实验时要用长球;在研究投掷实验时要用轻物体，即重量是轻物体的5-20倍;研究冲击问题时，人们要用小球，即小球质量是大球质量的2-3倍。
当我们在纸上画一条直线，距离它2厘米远处写下“四点”，看到这条线后沿着线走，走到直线的交叉点时，就能读出两点间的距离，这种方法叫做“尺规作图法”，而画一条线段正好在这两个交叉点上，我们就把这条线段叫做“线段AB”，通过圆心的线段的长度叫做这条线段的“圆周长”，通过半径的线段的长度叫做这条线段的“半径”。
6．材料和时间对弹性模量的影响极为复杂。
由于固体受力后变形会使体积膨胀或缩小，造成固体各部分的体积变化，因而产生弹性模量。
例如铝合金受压后会伸长，即体积膨胀，材料内部发生了体积改变，所以其体积改变后的弹性模量就会减少。
另外，弹性模量还随温度的升高而降低，因此加工时会产生回弹现象。
这样当体积改变量δV比较大时，弹性模量的减少就会更明显。
时温等效原理的实际应用
时温等效原理的实际应用1. 时温等效原理简介时温等效原理是指在材料的使用过程中，根据材料的性质和使用条件，可以将其所受的不同温度和不同时间的作用进行综合，得出一个相当于某种特定温度和特定时间作用下材料所受的效应。
这种综合效应被称为时温等效。
2. 时温等效原理的应用2.1 材料的失效预测时温等效原理可以用于材料的失效预测。
通过对不同温度下材料的性能进行测试，并结合不同时间的作用情况，可以得出材料在实际使用条件下的预计寿命。
这可以帮助工程师选择合适的材料，设计合理的使用条件，从而延长材料的使用寿命。
2.2 材料的设计和改性时温等效原理还可以用于材料的设计和改性。
通过对材料在不同温度和时间条件下的性能进行测试，并进行综合分析，可以得出材料的性能参数。
这些参数可以用于材料的设计和改性，帮助工程师选择合适的材料配方，提高材料的性能。
2.3 材料的应力分析时温等效原理也可以用于材料的应力分析。
材料在不同温度下的热胀冷缩性能会引起内部应力的变化，从而影响材料的性能。
通过对材料在不同温度下的热胀冷缩性能进行测试，并结合不同时间的作用情况，可以得出材料的应力变化规律，提供依据给工程师进行应力分析和设计。
2.4 电子设备的温度管理时温等效原理在电子设备的温度管理方面有着广泛的应用。
通过对电子设备在不同温度和时间条件下的电性能进行测试，并进行综合分析，可以得出电子设备在实际使用条件下的稳定性和可靠性。
这可以帮助工程师设计合理的散热系统，提高电子设备的性能和寿命。
2.5 化学反应的研究时温等效原理也可以应用于化学反应的研究。
通过对不同温度下化学反应速率的测试，并结合不同时间的作用情况，可以得出化学反应速率对温度和时间的依赖关系。
这可以帮助化学工程师优化反应条件，提高反应效率。
3. 时温等效原理的局限性虽然时温等效原理在许多领域都有着广泛的应用，但也有其局限性。
首先，时温等效原理需要准确测定材料在不同温度和时间条件下的性能，这对测试设备和技术有较高的要求。
时温等效原理及应用
时温等效原理及应用时温等效原理是指在一定时间范围内，相同温度的物体所吸收或释放的热量是相等的。
这一原理在热学和能量传递领域有着广泛的应用。
本文将介绍时温等效原理的基本概念和应用，并探讨其在日常生活和工程设计中的重要性。
一、时温等效原理的基本概念时温等效原理是基于热学的基本原理，即热量的传递是由高温物体向低温物体传递的。
当两个物体接触时，它们之间会发生热量传递，直到达到热平衡。
根据时温等效原理，如果两个物体的温度相同，它们所吸收或释放的热量是相等的。
这一原理在许多实际问题中都有重要的应用价值。
二、时温等效原理的应用1. 热传导问题：在热传导问题中，时温等效原理可以帮助我们计算物体之间的热量传递。
例如，在建筑设计中，我们需要考虑墙体的保温性能。
使用时温等效原理可以将墙体的保温材料抽象为等效的热传导系数，从而简化计算过程。
2. 热辐射问题：热辐射是指物体通过辐射的方式传递热量。
根据时温等效原理，如果两个物体的温度相同，它们所吸收或释放的热辐射是相等的。
这一原理在太阳能热水器的设计中有重要的应用。
太阳能热水器通过吸收太阳辐射来加热水，而时温等效原理可以帮助我们计算太阳能板所吸收的热量。
3. 热容问题：热容是指物体单位质量在温度变化时所吸收或释放的热量。
根据时温等效原理，如果两个物体的温度相同，它们所吸收或释放的热容是相等的。
这一原理在冷却系统的设计中有着重要的应用。
例如，在汽车发动机冷却系统中，我们需要考虑发动机和冷却液之间的热量传递。
通过应用时温等效原理，我们可以计算冷却液所吸收的热量，从而设计出合适的冷却系统。
4. 温度测量问题：温度测量是实际生活中常见的问题。
根据时温等效原理，我们可以使用一个等效温度来代表物体的真实温度。
例如，在医学领域，我们常用体温计来测量人体温度。
体温计测量的是人体内部组织的温度，而不是皮肤表面的温度。
通过应用时温等效原理，我们可以将皮肤表面的温度转换为内部组织的温度。
三、时温等效原理的重要性时温等效原理在热学和能量传递领域有着广泛的应用。
时温等效原理(详细分析：温度)共5张PPT
高速 = 短时 = 低温
Let aT = t / t0
低温 = 短时，长时=高温
Example —— Polybutadiene
高速 = 短时 = 低温 W-L-F equation
Tg
Tg+100
Rate and temperature are inversely related for these materials by the Time-Temperature superposition principle which is based on the
It was found in the 1940's that the mechanical properties of a polymer at a given temperature could be related directly (by a constant
another temperature. shift factor) to the behavior at another temperature.
Example —— Polybutadiene
讨论 Discussion
组合曲线 It was found in the 1940's that the mechanical properties of a polymer at a given temperature could be related directly (by a constant
E(T0 ,t0 )=E(T,t)
Similarly,
the
behavior
at
a
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱgiven
rate 高速 = 短时 = 低温
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Part 1: Step 1
1
Importance of time-temperature superposition
1.1
What is time-temperature superposition ?
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Time-temperature superposition is a tool to determine material properties over broad range of times and temperatures by shifting data. Material properties should be temperature dependent such as creep compliance, relaxation modulus, loss and storage moduli, viscosity etc. A material to which this technique is applicable are said to be ‘thermorheologically simple’. This terminology was introduced by Schwarzl and Staverman.
A+B
T = 150o C
Conversion = 70%
C
Time of reaction = ???
Part 1: Step 1
Slide 2
1
Importance of time-temperature superposition
1.1 Temperature = 110o C
2
A+B
C
Conversion = 70% Time of reaction = 2 hrs
Time-temperature superposition
Time-temperature superposition is a tool to determine the material properties over broad range of times and temperaturesby shifting data.
2. Shift factor: It is the factor by which data need to be shifted. 3. Storage modulus (G’): It describes the elastic or energy storage behavior of the material. 4. Relaxation modulus (E): It is defined as the ratio of stress (a function of time) to constant strain.
A+B
C
Conversion = 70% Time of reaction = 2 hrs
4
Temperature
Time of reaction = 2 hrs or Temperature = 110o C Time of reaction
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Part 1: Step 1
Slide 1
1
Importance of time-temperature superposition
Analogously, polymer behavior obtained at a particular combination of time (or frequency) and temperature, can also be obtained at some other combinations of time ( or frequency) and temperature. And, the technique used for this purpose is known as time-temperature superposition.
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2 3
Learning objectives
After interacting with this Learning Object, the learner will be able to:
Appreciate the concept of time temperature superposition principle. Calculate shift factor. Predict material properties at extremely low and high time scales.
1.1
2
A+B
T = 110o C
Conversion = 70%
C
Time of reaction = 2 hrs
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More than two hour s
A+B
T = 60o C
Conversion = 70%
C
Time of reaction = ???
Less than two hours
Part 1: Step 1
1
Importance of time-temperature superposition
1.1
2
What is the importance of time-temperature superposition ?
Any instrument, due to its mechanical limitations can usually give data over a limited range of time or frequency at a particular temperature, and this is inadequate to determine viscoelastic properties at very large time scale or at very low frequency. Therefore, in order to probe the viscoelastic properties of the material at extreme time scales, time temperature superposition principle is needed.
Prior viewing: Creep and stress relaxation Future viewing: Linear viscoelastic superposition Course Name: Polymeric Materials Level(UG/PG): PG
Author: Manish Gupta, MTech student, IIT Madras Mentor: Dr. Abhijit P. Deshpande
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If the desired conversion is 80%, then this conversion can be obtained either by
Temperature
or Time of reaction = 2 hrs
Temperature = 110o C
Time of reaction
Part 1: step 1,2 and 3:
1
Action As shown in animation Description of the action 1. 2. Picture should appear one after another as shown in the slides. Maroon call out ( in slide 1) should appear in sync with the sentence highlighted in red in audio narration para 3. Green call out ( in slide 1) should appear in sync with the sentence highlighted in pink in para 3. In slide 2, both yellow and pink item should appear in sync with sentence highlighted in green in audio narration para 5. In slide 2, green box should appear when narrator is narrating the sentence of para 7 highlighted in blue. Audio Narration 1. To understand the principle of time temperature superposition, let me start with a chemical reaction as an analogy. Consider a chemical reaction between A and B which gives C as a product. Let us assume that this reaction is taking place at one hundred and ten degree Celsius for two hours, and conversion is seventy percent. If I ask you to achieve the same conversion, with the reaction temperature of sixty degree Celsius, then naturally you will have to wait for longer time. Time require to complete the reaction will definitely be more than two hours. Similarly, when reaction is carried out at temperature higher than one hundred and ten degree Celsius, time of reaction decreases. It means that the same conversion can be obtain at different combinations of temperature and time of reaction. If the desired conversion is