热的三种传导方式及其实际应用

合集下载

热传递初中物理中热传递的三种方式与应用

热传递初中物理中热传递的三种方式与应用

热传递初中物理中热传递的三种方式与应用热传递是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。

在我们的日常生活中,热传递是非常常见的现象。

研究热传递的方式和应用,可以帮助我们更好地理解热的特性,并在实际生活中加以应用。

一、导热是热传递的一种方式,常见的应用有:1. 热水器:热水器的工作原理就是利用导热的特性,将燃气或电能转化为热能,并通过导热方式传递给水,将水加热至合适的温度。

2. 电热毯:电热毯通过导热的方式将电能转化为热能,并将热能传递给毯子,实现保暖的效果。

3. 厨房烹饪:在烹饪过程中,我们常常使用导热性能良好的锅具来传递热能,加热食材,使其熟热均匀。

二、对流是热传递的另一种方式,常见的应用有:1. 空调:空调利用对流的原理,通过送风机将热空气排出,吸入冷却的空气,从而调节室内的温度和湿度。

2. 水循环系统:中央供暖系统中的水循环系统利用对流的方式,将热水依次传递到各个房间,实现整体供暖效果。

3. 汽车散热器:汽车散热系统通过对流的方式,将发动机产生的热量传递到散热器表面,通过对流使热量散发到空气中,降低发动机温度。

三、辐射是热传递的第三种方式,常见的应用有:1. 太阳能发电:太阳能发电利用太阳辐射的能量将其转化为电能。

通过太阳能电池板吸收太阳的辐射,将其转化为电能,实现绿色能源的利用。

2. 红外线烤炉:红外线烤炉利用红外线辐射传递热量,使食物迅速加热,节省烹饪时间。

3. 远红外线保健仪器:远红外线能够穿透皮肤深层,促进血液循环和新陈代谢,被广泛应用于康复医疗和健康保健领域。

综上所述,热传递在生活中有着广泛的应用。

了解热传递的三种方式及其应用,有助于我们更加深入地理解热的本质,为实际应用提供理论基础。

在未来的科学学习和实践中,我们可以进一步研究热传递的机制和应用,以发挥其在能源、环境保护、医疗健康等方面的重要作用。

计算热量传递的公式及实际案例

计算热量传递的公式及实际案例

提高精度的方法:优化算法、提高测量精度、增加样本量等
安全性和可靠性考虑
公式适用范围:确保公式适用于特定的应用场景和条件
数据准确性:确保输入数据的准确性和可靠性,避免因数据错误导致的计算误差
计算方法选择:根据实际情况选择合适的计算方法和模型,以提高计算结果的准确性和可靠性
结果验证:对计算结果进行验证,确保其符合实际情况和预期效果,避免因计算错误导致的安全隐患和损失
在新能源领域的应用:提高太阳能、地热能等可再生能源的利用效率
在建筑设计中的应用:预测建筑物的热环境,提高建筑能效
在工业生产中的应用:优化生产工艺,提高生产效率
在环保领域的应用:预测气候变化,制定应对策略
热量传递计算公式的发展趋势和未来研究方向
随着科技的发展,热量传递计算公式将更加精确和复杂,以满足各种复杂场景的需求。
导热计算公式
傅里叶定律:描述热量在固体中的传导速率与温度梯度的关系
热传导方程:描述热量在物体内部的传导过程
热阻公式:描述物体内部的热阻与温度梯度的关系
牛顿冷却定律:描述物体表面与周围环境之间的热量传递速率
热容公式:描述物体吸收或释放热量的能力与温度变化的关系
热平衡方程:描述物体内部的热量平衡关系
对流换热计算公式
热量传递计算公式及实际应用案例
汇报人:XX
目录
01
添加目录标题
02
热量传递的基本概念
03
热量传递计算公式
04
热量传递计算公式的实际应用案例
05
热量传递计算公式的应用注意事项
06
热量传递计算公式的应用前景和发展趋势
添加章节标题
热量传递的基本概念
热量传递的定义
热量传递:物体之间由于温度差而产生的能量传递过程

热能的转换和利用

热能的转换和利用

热能的转换和利用热能是一种常见的能量形式,它存在于我们日常生活的各个方面。

为了提高能源利用效率和保护环境,我们需要深入理解和掌握热能的转换和利用方式。

本文将探讨热能的转换和利用原理,并介绍一些常见的应用。

一、热能转换的原理热能转换的基本原理是热量的传导、对流和辐射三种方式。

在传导方面,热量通过物质内部分子的碰撞传递。

对流是指热量通过流体的运动传递。

辐射是指热量以电磁波的形式传播。

在实际转换过程中,常常会涉及到这三种方式的综合作用。

二、热能利用的方式1. 热能利用于发电热能转换为电能是常见的热能利用方式之一。

一种常见的方式是利用燃煤、天然气等燃料燃烧产生高温高压蒸汽,通过蒸汽驱动涡轮发电机转动,进而产生电能。

这种方式被广泛应用于火力发电厂。

另一种方式是利用核能反应释放的热能,通过控制核反应堆中的核链反应来产生蒸汽驱动涡轮发电机。

2. 热能利用于供暖热能转换为供暖是我们日常生活中常见的应用。

一种常用的方式是利用燃气锅炉或燃煤锅炉燃烧燃料,产生热能加热水或蒸汽,通过管道输送到房间供暖。

此外,太阳能热能也可以用于供暖,通过太阳能集热器将太阳光转换为热能,再利用水循环或空气对流系统将热能传递到室内。

3. 热能利用于制冷制冷领域也是热能利用的重要领域之一。

热泵是一种常见的利用热能制冷的设备,它通过外界低温热能源(如空气、水、土壤等)提取热能,经过压缩冷却循环实现制冷效果。

这种方式能够节约能源并保护环境。

4. 热能利用于加热热能利用于加热是我们生活中常见的使用方式。

例如,电热水器使用电能将热能转换为热水,用于洗浴和清洁。

电暖气使用电能将热能转换为热空气,用于室内取暖。

这些设备都是通过将电能转换为热能来满足我们的生活和工作需求。

三、热能转换和利用的挑战与展望由于热能转换和利用过程中会存在能量损耗和环境污染等问题,因此我们需要不断研究和改进相关技术,提高能源利用效率,降低能源消耗。

同时,开发利用新能源和可再生能源也是未来的发展方向。

热传导及其在实际应用中的意义

热传导及其在实际应用中的意义

热传导及其在实际应用中的意义热传导是研究热量在物质之间传递的过程,是热学领域的基础概念之一。

它描述了热量如何从温度较高的物体传递到温度较低的物体。

在日常生活和工程实践中,热传导广泛应用于多个领域,包括建筑工程、制冷与空调技术、材料科学等。

本文将探讨热传导的基本原理以及其在实际应用中的重要意义。

热传导的基本原理是热能传递的三种方式之一,这三种方式分别是热传导、热辐射和对流传热。

热传导是指当两个或多个物体处于热接触状态时,热量通过物体内部的几何形状和分子间相互作用的能量传递。

它遵循热能自然由高温区域向低温区域传递的规律,根据热传导定律,热流密度与温度梯度成正比。

在实际应用中,热传导起着至关重要的作用。

首先,在建筑工程领域,热传导的研究对于建筑物的设计和维护至关重要。

了解建筑材料的热导率能够帮助工程师选择合适的材料,以提高建筑物的能效。

例如,在冬季,热传导通过建筑物的外墙导致热量的流失,通过优化墙体结构,选择低热导率的材料,可以减少热能的流失,降低供暖成本。

热传导还对于隔热材料的研发和设计至关重要,如保温材料,它们能够减少热能的传递,提高建筑物的能效。

其次,在制冷与空调技术方面,热传导起着关键的作用。

热传导的研究可以帮助我们了解热量如何在制冷循环中传递,从而提高制冷设备的效率。

例如,冰箱运行时,通过控制冷冻室和制冷室之间的热传导,可以实现冷藏食品的保鲜效果。

同时,热传导的理论也为设计高效的制冷循环提供了依据,如使用合适的制冷剂和绝缘材料来减少能量的损失。

此外,材料科学领域也依赖于对热传导的研究。

热传导对于材料的导热性能和热稳定性起着决定性作用。

了解材料的热传导性质可以帮助我们选择合适的材料来满足特定的工程需求。

在太阳能电池板的研发中,热传导的研究也是关键,因为过高的温度会导致电池效率下降。

通过研究材料的热传导特性,可以提供更高效的电池设计和更可靠的材料选择。

总的来说,热传导在实际应用中具有广泛而重要的意义。

热的传递与传导

热的传递与传导

热的传递与传导热是一种能量形式,在自然界中存在着热的传递与传导现象。

无论是日常生活中的烧饼上的火烧,还是工业生产过程中的高温炼铁,都离不开热的传递与传导。

本文将详细探讨热的传递与传导的相关知识和原理,并讨论其在实际应用中的重要性。

一、热的传递方式热的传递方式主要有三种:传导、对流和辐射。

1. 传导热的传导是指热量通过物体内部微观粒子(原子、分子和电子)的碰撞和相互作用,从高温区域向低温区域传递的过程。

在实际生活中,我们常常会遇到这种传导现象。

比如,将一根金属棒的一端放在烧热的火炉上,不久后,金属棒的另一端也会变热。

这是由于热量在金属内部通过传导传递到了另一端。

传导的速度与物质的导热性有关,导热性好的物体能更快地传导热量。

2. 对流对流是指液体或气体在温度差的作用下发生的流动,使得热量能够通过流体的运动进行传递。

例如,煮水时,锅底的火焰加热锅底,使得水底部的温度升高,水分子膨胀后向上流动,形成对流循环,使得整个水体温度逐渐升高。

对流的发生需要流体的存在,因此在固体中对流传热比较少见。

3. 辐射辐射是指物体表面发出的电磁波,通过电磁波的传播,使得热量能够在真空和透明介质中传递。

太阳对地球的热辐射便是一个常见的例子。

辐射传热不依靠介质,因此它可以在真空中进行,而无需物体直接接触。

二、热的传导热的传导是热量通过物体内部的微观粒子进行传递的过程。

传导传热是由于物体内部的粒子(原子、分子和电子)之间存在的热运动造成的。

热运动使得物体内部的粒子具有颤动的特性,当物体的一部分温度升高时,由于相互碰撞,颤动的粒子会将热能传递给附近的粒子,从而使得温度逐渐达到平衡。

传导传热可以分为三种传导方式:导热、对流和辐射。

1. 导热导热是指热量通过固体或液体中相邻的分子之间的碰撞传递的过程。

导热的速度与物体的导热性密切相关,导热性好的物体具有更高的传热速度。

金属是导热性能较好的物质,因为金属内部的自由电子能够有效地传递热量。

热传递的方式与应用

热传递的方式与应用

热传递的方式与应用热传递是物质内部或物质之间的热量传递过程,它在我们的日常生活和各个领域都扮演着重要的角色。

了解热传递的方式以及其在实际应用中的作用,可以帮助我们更好地理解和应对各种热问题。

本文将介绍热传递的三种方式,即导热、对流和辐射,并探讨它们在不同场景下的应用。

一、导热导热是热传递的一种方式,指的是在固体内部或固体之间通过分子的热运动而进行的热量传递。

固体的导热能力取决于物质的热导率、温度梯度和材料的厚度。

常见的导热方式包括热传导和热扩散。

热传导是指热量沿温度梯度方向由高温区向低温区传递的过程。

热量通过固体内部的分子碰撞和振动传递,使得高温区的分子动能减小,而低温区的分子动能增加,从而实现热平衡。

导热的快慢取决于材料的导热系数,例如金属具有较高的导热系数,而木材则较低。

热扩散是指热量通过固体的不均匀分布而进行的传递过程。

当一个物体的一部分受热时,其内部分子会加速运动,导致热量向周围扩散。

热扩散的速率取决于物体的热扩散系数、温度梯度和物体的体积。

导热在工程领域有着广泛的应用。

例如,在建筑领域,我们需要了解建筑材料的导热性能,以便合理选择和设计建筑外墙保温材料和管道绝热材料。

此外,在电子器件中,导热也是一个重要问题。

高性能电子器件通常会产生大量热量,如果不及时导出,将会导致其工作温度升高,进而影响性能和寿命。

二、对流对流是一种涉及流体的热传递方式,它通过流体的流动来传递热量。

当一个固体表面或液体受热时,被加热的部分会导致周围流体的密度减小,形成一个上升的热对流环流。

热量会随着流体的流动而传递,同时冷却的流体也会下沉,形成一个循环,从而实现热平衡。

对流传热速率与流体的热导率、流体的速度、流体与表面之间的温差以及流体的物理性质有关。

例如,液体的传热速率通常比气体要大,因为液体的热导率较高。

在对流传热中,流体的流动方式可以是自然对流或迫流。

自然对流是指无外力介入而由温度差产生的对流现象,例如空气受热上升、冷却下沉。

热传导的原理和应用

热传导的原理和应用

热传导的原理和应用热传导是指热能由高温物体逐渐传导到低温物体的过程。

它是热学中的一种基本现象,也是很多实际中重要的物理现象。

在自然界中,热传导所在的范围十分广泛,从地球内部的热传导到宇宙中的热辐射都有其应用。

本文将从热传导的原理和应用这两个方面来进行论述。

热传导的原理热能是物体内部粒子的运动所带来的一种能量,它的传递方式有三种:传导、辐射和对流。

而热传导是热能从一个物体向另一个物体传递的方式中最常见的一种。

它的基本原理是在不同温度下的物体之间,温度高的物体内部分子的平均动能会比温度低的物体高,从而高温物体内的粒子会向低温物体内的粒子传递其能量,以达到两个物体温度相等的目的。

热传导的传递速度与多种因素有关,例如温差、物体的热导率、距离和时间等,温差越大、热导率越大、物体距离越小、传递时间越短,则热传导的速度越快。

而一些特殊物质的热传导特性也可能与常规的物质不同。

例如,对于某些电子材料来说,随着温度的升高,其热导率会下降。

这是由于温度升高会增加材料中的电子散射效应,导致热能的传导途径变少,从而导致热导率的降低。

热传导的应用热传导在我们的日常生活中有很多应用,下面我们以几个实际案例来说明。

1. 冷却系统热传导在汽车引擎冷却系统中发挥了重要作用。

引擎运作时会产生大量的热量,如果不能及时散热,会导致发动机损坏。

因此需要通过热传导和对流的方式将热量散发出去。

汽车冷却系统的核心部分就是循环冷却剂,冷却剂在引擎内部流动,并通过散热器使其散热,达到冷却的目的。

2. 电子散热在电子设备中,如电脑、手机等的运行会产生大量的热量,需要通过热传导散发出去,否则会导致设备内部温度过高,损坏设备。

为了解决这个问题,一些创新的材料和散热设计被应用到电子设备的制造中。

例如,铜或铝散热片可以有效地将电子设备内部产生的热量传递到外部,从而降低设备的温度。

3. 建筑物节能在大型建筑物中,通过合理的散热设计可以降低建筑物的能耗,达到节能减排的目的。

热的传递和热的效应

热的传递和热的效应

热的传递和热的效应热的传递和热的效应是热学领域中重要的概念,这些概念既贯穿于日常生活中的各个方面,又应用于科学研究和工程领域。

了解热的传递和热的效应有助于我们更好地理解和应用热学知识。

本文将介绍热的传递方式、热的效应以及其应用。

一、热的传递方式热的传递方式主要有三种:导热、对流和辐射。

1. 导热导热是指热通过固体或液体传递的过程。

在固体中,热的传递是通过固体内部分子或原子的碰撞实现的。

导热的速度取决于物质的导热性质,例如热导率。

在液体中,由于分子之间的位置可以改变,导热通常是通过流体流动来实现的。

2. 对流对流是指热通过流体传递的过程。

由于流体可以流动,导热通过流体的循环运动来实现。

对流可以分为自然对流和强制对流两种形式。

自然对流是指由于密度的差异而产生的流体的自发运动。

强制对流是指通过外部力驱动流体流动,例如风扇或水泵。

3. 辐射辐射是指热通过电磁波传递的过程。

热辐射是由物体的温度产生的,无需介质参与。

辐射能够通过真空以及气体、液体和固体等介质传递。

辐射的速率取决于物体的温度和表面特性,例如黑体辐射。

二、热的效应热的传递会引起一系列的热的效应,包括热胀冷缩、传热平衡和相变等。

1. 热胀冷缩物体在受热时会发生热胀,温度升高使得物质的分子或原子运动加剧,导致物体的体积扩大。

相反,物体在受冷时会发生冷缩,温度下降使得物质的分子或原子运动减弱,导致物体的体积缩小。

热胀冷缩现象对于建筑工程、桥梁设计以及日常生活中的温度测量等都具有重要意义。

2. 传热平衡当两个物体之间存在温度差异时,它们之间会发生热的传递,直到达到热平衡。

传热平衡是指没有温度差异,热的传递停止的状态。

热平衡是自然界力求达到的状态,例如我们常说的热平衡状态是指环境温度与人体温度相当,不会感到冷热。

3. 相变相变是指物质在温度或压力变化的条件下从一种状态转变为另一种状态的过程。

常见的相变有固液相变(熔化和凝固)、液气相变(蒸发和凝结)以及固气相变(升华和凝华)。

热传递热对流热辐射和热传导的综合现象

热传递热对流热辐射和热传导的综合现象

热传递热对流热辐射和热传导的综合现象热传递是物体之间传递热量的现象,它可以通过热对流、热辐射和热传导来实现。

这些三种方式是物体内部和物体之间传递热量的主要途径。

本文将介绍热对流、热辐射和热传导的基本概念、机制和应用,并探讨它们在实际问题中的综合现象。

一、热对流热对流是指在流体中,由于温度差异引起的流体的运动,从而实现热量的传递。

具体而言,当物体表面受热时,周围的流体受热后密度减小,由于浮力的作用,热流体会上升,周围较冷的流体会下降,形成对流现象。

在热对流过程中,热量通过流体的运动进行传递,即可以通过流体的对流运动将热量从一个地方传递到另一个地方。

热对流在自然界中普遍存在,例如大气环流、水循环等。

在工程领域中,我们也常常利用热对流来传递热量,例如空调系统中的冷却和加热系统。

二、热辐射热辐射是指物体由于温度差异而发射出的热能,它不需要介质进行传递,可以在真空中传播。

热辐射是由物体表面的分子或原子的振动和旋转引起的,这些振动和旋转产生的能量以电磁波的形式辐射出去。

热辐射具有广泛的应用,例如太阳辐射、光纤通信、电磁波热疗等。

在地球上的热辐射主要是由太阳辐射、地面辐射和大气辐射组成。

太阳辐射经过大气层的吸收、散射和透过后,到达地球表面,地表再通过热辐射的形式将热量释放到大气中。

三、热传导热传导是指物体内部或物体之间通过分子或原子的碰撞传递热量的过程。

热传导的速度取决于物体的导热性能和温度差异。

一般来说,导热性能越好,热传导的速度越快。

热传导在固体、液体和气体中都存在。

固体中的热传导是通过固体内部分子之间的振动和碰撞进行热量传递;液体中的热传导是通过分子之间的扩散和运动进行热量传递;气体中的热传导是通过分子之间的碰撞进行热量传递。

四、热的综合现象在实际问题中,热传递往往是通过热对流、热辐射和热传导的综合作用来实现的。

例如,太阳辐射的热量通过大气层的吸收和散射,一部分通过热辐射传递到地表,再通过地表的热传导和热对流进一步传递到大气中。

热传导热辐射和热对流

热传导热辐射和热对流

热传导热辐射和热对流热传导、热辐射和热对流热传导、热辐射和热对流是热量传递的三种主要方式。

它们在自然界和工程领域中起着非常重要的作用。

本文将对热传导、热辐射和热对流的特点、应用和区别进行介绍。

一、热传导热传导是指热量通过物质中的分子传递而导致温度的变化。

它的传导途径主要有导热、热传导和热对流。

导热是固体中热量传递的一种方式,其基本原理是热量从高温区域传导到低温区域,通过物质中的分子振动和碰撞导致能量的传递。

导热的速率与物质的性质、温度差和截面积等因素有关。

热传导主要存在于导热不良的固体或液体中,如金属导体、岩石、土壤等。

在材料加工、建筑工程等领域中,热传导的研究对于提高热能利用效率、防止能量损失具有重要意义。

二、热辐射热辐射是指由发热物体向周围环境发出的电磁波辐射,是无需传输介质的传热方式。

热辐射的特点是能够在真空中传递热量,并且能够通过光线进入人眼的视觉观测范围。

所有物体都会以一定的频率和波长发射热辐射,其强度和频率分布与物体的温度有关。

根据黑体辐射理论,热辐射的强度随着温度的增加而增加。

例如,太阳作为一个热辐射源,其高温使得人们感受到炙热的阳光。

热辐射在自然界和工程中广泛应用,如太阳能利用、加热器、烧烤等。

对于太阳能的利用,了解热辐射的传输特性对于提高能量的转化效率至关重要。

三、热对流热对流是指热量通过流体介质中的对流而传递的方式。

对流是由于流体的体积变化引起的温度和密度的不均匀而产生的。

热对流可分为自然对流和强制对流两种形式。

自然对流是指无需外部力驱动,由密度差引起的流动。

当流体中的某一部分受热后,密度减小,使得该部分流体上升,而冷却后密度增大的流体下沉,从而形成对流循环。

例如,在锅炉中,热水经过加热后上升,冷却后下降,从而形成循环。

强制对流是通过外部力的驱动形成的对流,如风扇、水泵等。

强制对流在工程应用中非常常见,如空调系统、冷却器等。

热对流在自然界中的应用非常广泛,如地球上的大气环流、海洋洋流等。

热量的传递与传导原理

热量的传递与传导原理

热量的传递与传导原理热量(Heat)是指物体内部粒子(分子、原子等)的运动引起的一种能量传递方式。

热量的传递与传导原理对于我们理解和应用于日常生活和工程领域都非常重要。

本文将介绍热量传递的三种主要方式:传导、对流和辐射,并讨论每种方式的工作原理和应用。

一、传导(Conduction)传导是指物体内部的热量通过直接接触在颗粒之间传递的过程。

热量传导通常发生在固体中,而且只在物体的一个部分。

在传导过程中,高温的颗粒与低温的颗粒之间的能量传递导致温度的均匀分布。

传导过程可以通过热传导方程来描述,该方程表明热量传导速率正比于温度梯度和物体导热系数的乘积。

导热系数是物体材料固有的特性,它决定了物体对于热量传导的能力。

传导方式主要应用于热传导材料的选择和热工业领域,例如热电材料、散热器等。

热传导材料必须具备较高的导热系数,以便更有效地传递热量。

二、对流(Convection)对流是指物体内部热量通过流体(液体或气体)的运动而传递的过程。

流体的运动可能是自然对流(自然对流是由密度差异引起的,例如热空气上升)或强迫对流(通过外部力量推动流体运动,例如风扇)。

对流过程中,流体中的高温部分被移动到低温部分,形成了对流热量传递。

对流传热受到流体性质、流速和流体与物体之间的温差的影响。

对流方式广泛应用于空气和水的传热过程中,例如空调、散热器和热交换器等。

优化对流传热有助于提高设备的散热效率和节能。

三、辐射(Radiation)辐射是指物体通过发射和吸收电磁波来传递热量的过程。

辐射传热是不需要通过介质进行能量传递的,它可以在真空中传播。

辐射传热是基于物体的温度,辐射能量通过电磁波的发射和吸收实现。

根据斯特凡-玻尔兹曼定律,辐射传热速率与物体表面温度的四次方成正比。

辐射传热广泛应用于太阳能领域、高温炉燃烧、烤炉等。

利用辐射传热,我们可以将太阳能转化为电能或通过辐射加热食物或其他物体。

总结:热量传递与传导原理涵盖了传导、对流和辐射三种方式。

热量的传导对流和辐射

热量的传导对流和辐射

热量的传导对流和辐射热量的传导对流和辐射是热量在物质中和空间中传递的三种主要方式。

在我们日常生活中,我们经常会遇到这些热传导方式的实际应用。

本文将详细介绍热量的传导、对流和辐射,并探讨它们的特点和应用。

一、热传导热传导是指热量通过物质之间直接接触而传递的过程。

当两个物体温度不同,它们之间的接触面积足够大时,热量就会从温度高的物体传递到温度低的物体中。

这是因为热量会使得物体内粒子运动更加剧烈,从而引起能量的传递。

在导热过程中,物体的能量传递是通过原子或分子之间的碰撞进行的。

具体而言,高温物体中的原子或分子具有更高的平均动能,它们会通过碰撞将能量传递给低温物体中的原子或分子,使得低温物体温度升高。

热传导的速度和强度取决于物质的热导率。

导热系数高的物质,如金属,具有良好的导热性能,其传导速度和强度较大。

而导热系数低的物质,如木材或塑料,其传导速度和强度相对较小。

二、热对流热对流是通过流体的传动实现热量传递的过程。

流体可以是液体或气体,它们在受热时会发生密度变化,从而引起自然对流或强制对流。

自然对流是指因密度不同而产生的流动,如热气体上升和冷气体下沉。

当物体与周围介质接触,并且温度差异较大时,热量会通过自然对流的方式从高温物体传递到低温物体中,从而达到温度平衡。

强制对流是通过外力强制引起流体的流动,如风扇或泵。

当流体被强制流动时,热量会随着流体的流动而传递。

强制对流不受介质状态的限制,既可以在气体中发生,也可以在液体中发生。

热对流的传热速度和强度取决于流体的传热系数和流速。

传热系数越大,流速越大,热量传递越快且强度越大。

三、热辐射热辐射是指由物体的热量直接以电磁波的形式传递的过程。

与热传导和热对流不同,热辐射不需要介质来传递热量,因此它可以在真空中传播。

根据普朗克辐射定律和斯特藩-玻尔兹曼定律,热辐射的强度与物体的温度有关。

温度越高,物体产生的热辐射越强。

热辐射的特点是能够在空间中远距离传播,且不受介质的干扰。

物理热的传导

物理热的传导

物理热的传导热传导是指热量从一个物体传递到另一个物体的过程。

在物理学中,热传导被认为是热量传递的主要方式之一。

本文将探讨热传导的基本原理、热的传导方式以及与热传导相关的一些实际应用。

一、热传导的基本原理热传导是由分子间的碰撞传递热量引起的。

当物体的温度不均匀时,高温区域的分子具有较大的动能,与其它分子发生碰撞后将一部分动能传递给它们,导致这些分子的温度升高。

这种分子之间的传递过程不需要介质的参与,因此可以在真空中传递热量。

二、热的传导方式在物理学中,热的传导可以通过三种方式进行:导热、对流和辐射。

1. 导热导热是通过物体内部的颗粒间传递热量。

在导热中,热量沿着物体的温度梯度从高温处流向低温处。

在均匀的固体中,导热通常是通过晶格振动的方式进行的。

热量的传递速度取决于物体的热导率和温度梯度。

金属通常具有较高的热导率,因此能够迅速传递热量。

2. 对流对流是指通过流体(如气体或液体)的运动来传递热量。

在对流中,热量通过物体表面与流体之间的传热来进行。

当热量传递到流体周围时,流体的分子会膨胀并产生对流运动。

对流的速度和强度取决于流体的性质和流动速度。

3. 辐射辐射是通过电磁波的传播来传递热量。

辐射热量可以通过真空和透明介质传递,因为辐射不需要介质进行传递。

辐射热量的传输速率取决于物体的温度和表面特性。

辐射热的传导在空间中起着重要的作用,例如太阳向地球传递热量。

三、热传导的实际应用热传导的原理和特性在我们的日常生活中具有广泛的应用。

1. 热传导在热管理中的应用在电子设备中,导热材料(如铝或铜)常用于散热器以提高散热效果,防止设备过热。

这是因为金属具有良好的热传导性能,能够迅速将热量从热源传递到散热器中,保持设备的稳定工作。

2. 热传导在绝缘材料中的应用绝缘材料(如聚苯乙烯泡沫)通常用于建筑和冷藏仓库中的隔热材料。

这些材料的热传导性能很低,能够有效地减少热量的传递和流失,提高能源利用效率。

3. 热传导在热电材料中的应用热电材料是一类能够将热能直接转化为电能的材料。

热的三种传导方式及其实际应用

热的三种传导方式及其实际应用

读《热的传导方式》有感我们大家都知道,热有三种传导形式:辐射、对流和传导。

在我们的平常生活中,无时无刻不波及到这三种热的传导方式,以下是我读了《热的传导方式》一文后的一些思虑和领会。

冬季人们为何喜爱老是呆在室内?原由之一就是隔断了室内和室外的热对流,进而保持了室内温度。

可是,其实不是冬季人们都喜爱在室内,雪过天晴,人们反而大量出动到户外滑雪,晒太阳,为何反过来又喜爱户外活动?因为雪过天晴后有几个特色:第一,没有冷风对流,人们感觉不到冷;雪过天晴后低空和高空气压差减小,大气稳固;第二,太阳高照,辐射热源充分;雪过天晴后大气水汽减少,大气截留热辐射减少,照耀到地面的热辐射增添,所以感觉分外温暖。

相同,夏季的人们喜爱在户外活动,特别是夜晚喜爱在户外,白天喜爱在户内,根来源因仍是对辐射热的反应。

白日户外阳光激烈照晒,辐射热很大,同时紫外线也很激烈,所以闪避为妙。

而到了夜晚,因为室内温度高,所以辐射热(主假如红外热辐射)很激烈,并且室内各个墙面都在对室内空气加热,所以给人感觉很热(实质温度和外界相差不大),为了闪避红外热辐射,人们纷繁走出室内到户外。

到户外后,人体发散的热辐射就能够直接消散到宇宙空间去,所以感觉户外凉快。

以上所讲实例都是对辐射热的反应。

严格的说物理中热传达的方式只有辐射和传导两种。

辐射是指热能从热源以电磁的形式(由光子传递)直接发散出去。

辐射能够在真空中进行,不需要任何介质。

辐射的传热效能取决于热源的资料以及表面的颜色。

传导是指分子之间的动能互换,能量较低的粒子和能量较高的粒子碰撞进而获取能量(是透过物理的直接接触),传导是需要媒介的。

实质上对流是有物质流动参加的热传导,因为物质流动,增大了液体 /气体中的传热能力,比纯真的液体 /气体导热的传热能力强,这意味着,热能是来自于被气体或许液体所包围热源,透过分子的挪动来实现热能的传达的。

可是为了研究方便,经常把对流看作一种独立的热传达方式来表达和说明。

学习热传导的实际应用

学习热传导的实际应用

学习热传导的实际应用热传导是热能从一个物体传递到另一个物体的过程,广泛应用于各个领域。

掌握热传导的原理和实际应用,能够帮助我们解决实际问题,提高生活和工作的效率。

热传导的原理主要由固体、液体和气体中分子间的热运动传递而来。

在实际应用中,我们常常会用到以下几种热传导的方法。

一、导热传导导热传导是热从高温物体传递到低温物体的过程。

常见的导热传导应用包括建筑物中的保温材料和散热片的设计。

在建筑物中,保温材料的作用是减少冬季室内热量的损失,同时减少夏季室内热量的进入。

采用导热传导原理,通过使用导热系数较低的保温材料,可以有效地降低能量的传递速度,提高建筑物的能源利用效率。

而在电子领域,散热片则是用来散发电子设备中产生的热量,保持设备的正常运行温度。

散热片通常采用导热系数高的金属材料,通过导热传导将热量传递到周围环境中,以保持设备的工作温度在安全范围内。

二、辐射传导辐射传导是指热量通过辐射的方式传递。

我们常见的实际应用包括太阳能热发电和太阳能热水器。

太阳能热发电是利用太阳能生成的热量产生蒸汽驱动涡轮机转动,从而发电。

该过程中,太阳能被吸收并转化为热能,通过辐射传导的方式传递到工作介质中,最终驱动涡轮机转动,发电。

太阳能热水器则是利用太阳能将热量传递到水中,加热供应给消费者使用。

太阳能热水器中的玻璃管通过辐射传导接收太阳能,将其传导到管内的水中,使水加热,供应家庭的生活热水。

三、对流传导对流传导是指通过流体(气体或液体)的对流传递热量。

常见的实际应用包括散热风扇和地暖系统。

散热风扇通过排风和进风的对流传导原理,将设备产生的热量从设备表面传递到周围空气中,降低设备的工作温度。

通过加速空气的流动,增加传热的表面积,从而提高传热效率。

地暖系统则是通过地面的热传导性质将热量传递到室内空气中,提供舒适的室内温度。

通过对流传导,地面的热能被传递到空气中,均匀地加热整个室内环境。

综上所述,热传导在各个领域都有广泛的实际应用。

热传导热传导规律及其在实际中的应用

热传导热传导规律及其在实际中的应用

热传导热传导规律及其在实际中的应用热传导是指热量从高温区域向低温区域传递的过程。

在物质中,热量一般通过三种方式传导:热传导、对流传导和辐射传导。

本文重点介绍热传导的规律以及在实际应用中的相关情况。

一、热传导规律热传导的规律可以通过热传导定律来描述。

热传导定律表明,在热传导过程中,热流密度(单位时间内通过单位面积的热量)与温度梯度(单位长度内温度的变化率)成正比。

设热流密度为q,温度梯度为∇T,热传导定律可以表示为以下公式:q = -k∇T其中,k为热导率,表示物质导热性能的一个参数。

热导率越大,说明物质的导热性能越好。

二、热传导的影响因素热传导的强弱取决于多种因素,以下是一些常见的影响因素:1. 导热性能:物质的导热性能决定了其传导热量的能力。

金属等导热性能较好的物质会比绝缘体等导热性能较差的物质更容易传导热量。

2. 温度差:温度差指的是两个接触表面之间的温度差异。

温度差越大,热传导强度越大。

3. 距离:热量的传导是通过物质内部的分子或电子碰撞引起的,因此物体之间的距离会影响热传导。

三、热传导的应用热传导在日常生活和工业生产中有广泛的应用,以下是一些常见的应用场景:1. 绝缘材料:根据热传导的规律,选择导热性能较差的绝缘材料可以在一定程度上减少热量的传导,起到隔热的作用。

这在建筑领域中用于保温材料的选择非常重要。

2. 传热设备:热传导在传热设备(如散热器、换热器等)中得到广泛应用。

通过设计合适的材料和结构,可以实现高效的传热,提高设备的散热或加热效果。

3. 热工加工:在一些加工过程中,需要控制材料的温度分布,以实现理想的加工效果。

通过掌握材料的热传导规律,可以有效控制热处理过程中的温度变化,提高产品质量。

4. 热障涂层:热障涂层是一种在工程结构表面喷涂的材料,能够减少热量的传导,提高结构的耐热性能。

这种涂层可以在航空航天、汽车等领域中发挥重要作用。

5. 散热设计:在电子设备等产品的设计中,合理的散热设计是非常重要的。

热学热传导的实际案例

热学热传导的实际案例

热学热传导的实际案例一、引言热传导作为热学领域的基本概念,广泛应用于日常生活和工业生产中。

本文将通过一些实际案例,探讨热学热传导的应用和影响,展示其在不同领域的重要性。

二、实例一:热传导与建筑物保温在建筑领域中,热传导起着至关重要的作用。

好的建筑保温系统可以帮助室内保持稳定的温度,从而提高居住舒适度和能源效率。

在寒冷的冬季,墙体和窗户等建筑物外表面会受到低温环境的影响,而热传导会导致热量从室内流失到室外。

因此,选择合适的保温材料和保温技术可以有效减缓热传导,提高建筑的能源利用效率。

三、实例二:热传导与电子设备散热现代电子设备的快速发展和高性能要求导致设备内部产生大量热量。

如果热量不能及时有效地散发出去,会导致设备过热,甚至发生故障。

因此,电子设备散热设计成为保证设备正常运行的重要环节。

热传导在此过程中发挥着重要的作用,通过导热材料、散热器和风扇等方式,将热量从电子元器件传导到散热装置,从而保持设备的正常工作温度。

四、实例三:热传导与食品烹饪在日常的烹饪过程中,热传导是实现食材加热的关键因素之一。

例如,在炒菜过程中,锅底受热后,热量会通过锅底的传导,迅速传递到食材上。

不同的锅具材质会对热传导有不同影响,如铁锅和不粘锅的热传导性能差异较大,会影响到烹饪效果和食材的口感。

五、实例四:热传导与工业生产在工业生产中,热传导被广泛应用于加热、冷却和分离等过程。

例如,在化工生产中,加热炉通过热传导将热量传递给反应器,从而实现物质的化学变化;在蒸汽发电厂中,热传导被用于锅炉中水和蒸汽的传热过程;在冶金行业中,高温熔炼过程中,通过热传导将热量传递给金属材料,实现熔炼和铸造。

六、实例五:热传导与气候变化热传导在气候变化中也起到重要的作用。

随着全球气温的升高,地表和海洋的温度也发生了变化。

这些温度变化会导致陆地、湖泊和海洋的热量重新分布。

热传导是造成气候变化的关键因素之一,它影响着地球上不同地区的温度分布和气候模式。

热传导热对流热辐射

热传导热对流热辐射

热传导热对流热辐射引言自然界中的能量传递过程非常复杂,而热能的传递则是其中一种重要的形式。

在自然界中,热能通过三种方式进行传递,分别是热传导、热对流和热辐射。

这三种方式在物理学和工程学中都有着重要的应用。

本文将对这三种方式进行详细的介绍,并分析它们在不同条件下的特点和应用。

一、热传导1.1 简介热传导是指物质内部由高温区向低温区进行能量传递的过程。

宏观上,我们可以将物质看作由大量微观粒子组成,而这些微观粒子之间通过碰撞来进行能量交换。

因此,在没有外力作用下,高温区内粒子具有较大的平均动能,而低温区内粒子具有较小的平均动能。

1.2 研究进展在过去几十年里,科学家们对于热传导现象进行了广泛而深入地研究,并取得了许多重要成果。

其中一个重要发现是材料本身对于热传导的影响。

不同材料的导热性能不同,这取决于材料的结构和组成。

例如,金属材料具有良好的导热性能,而绝缘材料则具有较差的导热性能。

1.3 应用领域热传导在许多领域都有着广泛的应用。

在工程领域中,我们常常需要设计高效的散热系统来保证设备正常工作。

而在材料科学中,我们需要了解不同材料的导热性能以便选择合适的材料。

二、热对流2.1 简介与热传导不同,热对流是指通过流体介质进行能量传递的过程。

流体介质可以是气体或液体,在这些介质中,能量通过流动来进行传递。

高温区内部分液体或气体受到加热而膨胀变稀薄,在重力作用下上升;低温区内部分液体或气体受到冷却而收缩变密,在重力作用下下降。

这种上升和下降形成了对流现象。

2.2 研究进展对于热对流现象的研究主要集中在流体力学领域。

科学家们通过数值模拟和实验研究,深入探索了热对流的规律和特性。

在这个过程中,科学家们发现了许多有趣的现象,例如对流层流和对流湍流的转变。

2.3 应用领域热对流在自然界和工程实践中都有着广泛的应用。

例如,在大气科学中,我们需要了解大气层内部的热对流过程来预测天气变化。

而在工程领域,我们需要设计高效的冷却系统来控制设备温度。

生活中的传热学原理及应用

生活中的传热学原理及应用

生活中的传热学原理及应用1. 传热学的基本概念传热学是研究热量在物质之间传递的科学,包括传导、对流和辐射三种传热方式。

在生活中,我们常常可以观察到这些传热现象的应用。

2. 传热学在日常生活中的应用2.1 热传导的应用•厨房里的热传导技术:我们在炒菜时,会发现锅烧得很热,这是由于热量在锅底和食物之间通过热传导传递。

通过合理使用锅具,我们可以加快食物的烹饪速度。

•冬天的保暖技巧:冬天,我们常常会使用保暖衣物,如羽绒服。

羽绒服之所以能保暖,是因为其内部充满了羽绒,羽绒具有良好的保暖效果,能够阻止外界冷空气的热传导,保持人体的热量。

2.2 对流的应用•空调和暖气的工作原理:空调和暖气利用对流的原理来调节室内温度。

冷气机通过制冷循环来降低室内的温度,而暖气则通过通风或者辐射来升高室内的温度。

•科学地避暑降温:我们在夏天会选择去游泳池游泳,这是因为水具有良好的传热性质。

游泳时,我们的身体与水接触,体温通过对流传递给水,从而降低体温达到降温的效果。

2.3 辐射的应用•太阳能的利用:太阳是一个巨大的辐射能源,我们可以利用太阳能发电或者使用太阳能热水器来提供热水。

太阳光通过辐射传递能量,被吸收后转化为其他形式的能量。

•红外线热像仪的应用:红外线热像仪可以通过检测物体放射出的红外线来显示物体的热分布情况。

这种技术在医学、军事、建筑等领域有广泛的应用。

3. 传热学在工程领域的应用除了日常生活中的应用,传热学在工程领域也有着重要的应用价值。

下面列举几个例子:•热交换器的设计和优化:热交换器是一种用于传递热量的设备,广泛应用于化工、能源、制冷等领域。

通过传热学的理论和方法,可以设计出更高效、更节能的热交换器。

•电子设备的散热技术:随着电子设备的发展,散热成为一个重要的问题。

传热学可以用来设计和改进散热装置,保持电子设备的温度在安全范围内。

•锅炉和发动机的效率提升:在能源行业中,传热学被广泛应用于提高燃烧设备的效率。

通过优化设计和改进燃烧过程,可以降低能源消耗,提高设备的效率。

传热基本方式与热传导

传热基本方式与热传导

传热基本方式与热传导热传导是热量从高温物体传递到低温物体的过程,它是传热的一种基本方式。

在实际生活和工程应用中,我们经常会遇到热传导的问题,了解热传导的基本方式和相关知识是非常重要的。

一、热传导的基本方式热传导主要有三种基本方式:传导、对流和辐射。

下面我们将逐一介绍这三种方式。

1.传导传热传导传热是热量通过物质的直接接触传递的过程。

当一个物体的一部分受热时,它的颗粒之间会发生振动,使得附近的颗粒也被激发加热。

从而,热量会从高温区域经过颗粒间的传导,传递到低温区域。

热传导与物质的导热性质有关。

导热性质好的物质,如金属,因其分子结构有序,电子在其中容易自由运动,因此具有很好的导热性能。

而一些绝缘材料,如木材,热传导性能相对较差。

2.对流传热对流传热是通过流体介质(气体或液体)来传递热量的过程。

当流体受热后,其分子间的热量将导致流体的密度变化,从而产生密度差和浮力。

由于浮力作用,流体发生对流运动,使得热量能够更快地传递。

对流传热通常分为自然对流和强制对流两种情况。

自然对流是指流体由于密度差异形成自发的对流运动,如烟囱中的烟气上升。

而强制对流则是通过外加的强制运动来实现,如在冷却设备中的风扇。

3.辐射传热辐射传热是通过电磁波辐射来传递热量的过程。

辐射传热不需要介质,可以在真空中传递。

所有温度不为零的物体都会发出辐射,包括可见光、红外线和微波等电磁波。

辐射传热的强度与物体的温度高低直接相关。

温度较高的物体辐射能量较强,而温度较低的物体则会吸收这些辐射能量。

这也是为什么我们感受到太阳光的温暖,即太阳作为高温物体,通过辐射传递能量。

二、热传导的应用热传导在我们的日常生活和工程应用中有着广泛的应用。

下面我们举几个例子来说明。

1.热绝缘材料由于热传导过程会导致能量损失,我们经常会使用热绝缘材料来阻止或减少热量的传递。

例如,在冰箱和保温杯中使用的泡沫塑料具有较低的导热性能,可以有效地隔离室温和冷热源的热传导。

2.散热器散热器是将热量从高温物体传递到周围环境的设备。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

读《热的传导方式》有感
我们大家都知道,热有三种传导形式:辐射、对流和传导。

在我们的日常生活中,无时无刻不涉及到这三种热的传导方式,以下是我读了《热的传导方式》一文后的一些思考和体会。

冬天人们为什么喜欢总是呆在室内?原因之一就是隔绝了室内和室外的热对流,从而保持了室内温度。

但是,并不是冬天人们都喜欢在室内,雪过天晴,人们反而大批出动到户外滑雪,晒太阳,为什么反过来又喜欢户外活动?因为雪过天晴后有几个特点:第一,没有冷风对流,人们感觉不到冷;雪过天晴后低空和高空气压差减小,大气稳定;第二,太阳高照,辐射热源充足;雪过天晴后大气水汽减少,大气截留热辐射减少,照射到地面的热辐射增加,所以感觉格外暖和。

同样,夏天的人们喜欢在户外活动,尤其是晚上喜欢在户外,白天喜欢在户内,根本原因还是对辐射热的反映。

白天户外阳光强烈照晒,辐射热很大,同时紫外线也很强烈,所以躲避为妙。

而到了晚上,由于室内温度高,因此辐射热(主要是红外热辐射)很强烈,而且室内各个墙面都在对室内空气加热,所以给人感觉很热(实际温度和外界相差不大),为了躲避红外热辐射,人们纷纷走出室内到户外。

到户外后,人体散发的热辐射就可以直接散失到宇宙空间去,所以感觉户外凉爽。

以上所讲实例都是对辐射热的反映。

严格的说物理中热传递的方式只有辐射和传导两种。

辐射是指热能从热源以电磁的形式(由光子传送)直接发散出去。

辐射可以在真空中进行,不需要任何介质。

辐射的传热效能取决于热源的材料以及表面的颜色。

传导是指分子之间的动能交换,能量较低的粒子和能量较高的粒子碰撞从而获得能量(是透过物理的直接接触),传导是需要媒介的。

实际上对流是有物质流动参与的热传导,由于物质流动,增大了液体/气体中的传热能力,比单纯的液体/气体导热的传热能力
强,这意味着,热能是来自于被气体或者液体所包围热源,透过分子的移动来实现热能的传递的。

但是为了研究方便,常常把对流当作一种独立的热传递方式来叙述和说明。

所以,我们现在学的教科书多半是说三种热传递方式:传导、对流、辐射。

专家学者的观点是:传热介质不流动的传导——传导,传热介质流动的热传导——对流。

由此我想到了一个热对流的例子,在我国北方城镇居民家中普遍使用的暖气就是利用热对流取暖的典型。

其实,暖气系统是充分利用了材料的热学性质的,首先暖气的炉子和供热对象要分开,原因是暖气要消耗大量的煤,一方面煤燃烧产生废气,废气排出会带走大量的热,废气也会给人带来毒素,另外煤在室内燃烧会污染环境,熏黑房子,所以烧热和用热分开是必要的。

在城镇里一般都由专门的供暖公司用锅炉对水进行加热。

第二,人们在把暖气供给用户的管道上是做了很大文章的,用石棉防护层保护热水管道,由于石棉的导热率很小,导温率也很小,所以能够很好地保持热量不散失;第三,人们用金属散热片,散热片的面积很大,比热很小,导温率很高,这样只要管道中的水温比外界高一点点,散热就能持续进行,室内温度就能升高。

所以,散热快慢不在于炉子的煤加多少,不在于炉子温度是多少,而在于中途不散热,目的地散热快慢。

散热的快慢决定于两个因素,第一是散热片很多就散热快,第二是管道中热介质(水)的流动速度快就散热快,室内温度自然就高。

为了增加管道中热介质(水)的流动速度,人们总是把管道倾斜安装,但是老实说这种作法的作用是有限的,最好的办法就是进行人工加速,在管道中装入一个微型水泵(也叫管道泵),水流速度会大大加快,从而散热效果会大幅度提高。

所以,应该说微型水泵(也叫管道泵)是暖气中必须的配件。

没有管道泵就必然多浪费许多煤。

暖气供热会使得室内各个地方对流充分,不会有冰冷的死角。

但是用炉子供热或者电暖器就大不相同,在距离炉子近的地方就暖和一
些,距离炉子远的地方就更加寒冷。

这就是辐射热的缺点,辐射热只能直线传播,在热源照射不到的地方不产生热效应。

同样的原理,人们普遍采用对流的方法制冷。

在炎热的夏季人们一般都是用冷气往室内灌输使得室内温度下降,夏季制冷基本没有人利用“冷源辐射”的办法,因为这种办法的效果很不理想。

所以,如果可能的话,夏季制冷完全可以仿照冬季的暖气系统,采用“中央制冷器”,集中供应冷气,它的成本远远比冬季供热低。

再说热传导的实例。

北方人的热炕就是热传导的最典型的例子。

炕就是人们把柴草直接放到炕面子下面,直接点火烧炕面子,把炕面子烧热了就行了。

俗话说“狗暖嘴,人暖腿”,炕是北方人最节省能源的供热方式。

它最节省柴草,但是热效果也很好。

实际上就热了炕面子那么大一块地方,进入家里还是很冷,但是坐到炕上就大不相同。

炕也很保暖,人们在烧完炕以后就把炕火口塞起来,这样热流动减少,热能流失就慢,炕就冷的速度慢。

在炕上总是铺着褥子,盖着被子,这样从上面散热的速度也大大下降。

所以北方农村的人们一天用很少的柴火仅仅烧一次炕就能过冬。

是世界上最节省能源的供热设施。

《热的传导方式》一文还告诉我们在实际生活中如何高效科学地利用热的辐射、对流和传导三种传导方式。

一般来说,辐射的热效果最差,对流的热效果最好,热能源利用率最高。

辐射热的特点是:第一,传播过程中热损失最小,但是空气中的水汽、甲烷和二氧化碳都是吸收热的高手,所以室内的炉子加热空气的效果不好,空气可能还是冷的。

第二,辐射只对物体表面产生热效应,对于内部不能产生作用,因此炉子加热的热分布是很不均匀的,有的地方热有的地方冷。

第三,热辐射对生物还有其它作用,例如日光可以促进维生素A的吸收等。

热传导的作用取决于传导介质的导热率、导温率和热容量。

如果传导介质的热容量很大,那么热资源的浪费就很严重。

如果传导介质导热率、导温率很低,则不宜导热。

由于热的不良导体有保温效果,所以往往用来做保温材料,而热的优良导体往往用来做散热材料。

两种材料相得益彰才能作出良好的空调系统,包括暖气系统和制冷系统。

三者当中,对流的效果最好,它可以把小范围内的空气很快搅和均匀,不留死角。

人们在发现以上原理后,就制作了空调系统,用热风代替烘烤。

而要加大对流速度和效果,其方法和蒸发方法一样:增大接触面积,增加温度,用热的优良导体,增加高度差,增大热的导热介质的流动速度。

这些都在实际中得到应用。

热的辐射、对流和传导的效果不同源自于热的几个定律。

第一个是基尔荷夫定律(kirchhoff),它表明:在一定波长、一定温度下,对不同物体,辐射能力强的物质,其吸收能力也强。

辐射能力弱的物质,其吸收能力也弱。

同一物体在温度T时它放射某一波长的辐射。

那么,在同一温度下也吸收这一波长的辐射。

所以,在辐射传热过程中,热辐射的波长并不是全波段的,而是根据温度变化而变化的,并不是我们需要什么波段的辐射就释放此波段的辐射。

第二个是斯蒂芬(Stefan)-玻耳兹曼(Boltzman)定律。

由实验得知,物体的放射能力是随温度、波长而改变的。

随着温度的升高,物体放射的总能量也会显著增大。

这个定律告诉我们:要获得好的热效果,必须极大幅度地增加温度,这样放热体的放射能力才能极大地提高。

比如,要把辐射强度从室温15℃(即288K)提高一倍,那么炉子温度就要增加到342.5K,即增加到70摄氏度;要提高3倍,就要把温度提高到379K,即增加到91摄氏度。

所以增加辐射热的最有效办法就是高温。

但是高温又会引起热量的无辜散失,因此在供暖系统中火不要烧得太旺。

第三个是维恩(Wein)位移定律。

它表明,物体的温度愈高,其单色辐射极大值所对应的波长愈短;反之,物体的温度愈低,其辐射的波长则愈长。

我们平时使用的炉子所放出的辐射是绝对不可能包含紫外线的,以红外线和可见光为主。

红外线的热效率高,所以炉子加热是获得热量的最有效途径。

尽管不是散热的最有效途径。

以上就是我的一些读后感,热学理论博大精深,与我们的日常生活密不可分,在以后的学习中,我们还应进一步深化对热学理论的理解,多联系实际问题,达到学以致用的目的。

相关文档
最新文档