热物性学

传热学和热物性学考题

1. 简述激光闪光法测量材料热扩散率的基本原理，并简要说明样品厚度的确定方法及样品准备时应注意哪些问题？

2.以下几种材料的导热系数应采用什么方法或仪器测量，并简要说明理由：

A. SiC/C复合材料；

B. C纳米管阵列；

C. 热障涂层；

D. 硅酸铝纤维毯。

3.简要说明晶体的热导率随温度分别有什么样的变化规律？

4.简要说明非晶体的热导率随温度分别有什么样的变化规律？

5.简要说明含非晶相的陶瓷的热导率随温度分别有什么样的变化规律？

6.下列测量工作应该使用什么方法和仪器完成？如可以使用多种方法，请分别列出。

A. 比热的测量；

B. 相变温度的测量；

C. 相变焓的测量；

D. 烧结温度的测量；

E. 烧结速率的控制研究

7.至少用两种方法简要说明如何将DROP法获得的平均比热转换为真比热？

8.简述保护平板法测量材料导热系数的原理，并说明为何该种方法只适合测量低导热系数的材料。

9.阐述比热加和原理，并说明适用条件。

10阐述密度对陶瓷材料导热系数的影响。

11.影响功率型DSC测量材料比热的因素有哪些？如何影响？制备样品时应注意哪些问题？

12.简述影响晶体材料导热系数的主要因素及变化规律。

13.简述DROP法测量平均比热的原理和方法。

14简述如何测量古代陶瓷材料的烧成温度？

15.简述热线法测量材料导热系数的原理，并说明该方法适合测量哪类材料。

16 请简要说明热膨胀系数与键强度的关系。

17.解释下列名词的含义（有单位的写出单位）：导热系数、热扩散率、表面传热系数、黑体、灰体、辐射力、发射率。

18.冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来为什么感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？

19．冬天，分别在一个5℃的有风天和一个0℃的无风天，为什么前者条件下人体会感到更冷些？

20试用传热原理说明冬天可以用玻璃温室种植热带植物的原理（窗玻璃对红外线几乎不透明）。

21.请运用传热学的知识分析热水瓶的保温原理是什么？

22.什么是接触热阻?减少固体壁面之间的接触热阻有哪些方法?

11、（分析题）

结合下列典型保温材料的导热系数在不同温度下随密度ρ变化的曲线图，说明阐述密度对保温材料导热系数的影响，并运用传热学知识加以解释。

图1 典型保温材料的导热系数在不同温度下随密度ρ变化的曲线

12、（分析题）

结合下列阐述气孔导热和气孔辐射随温度和气孔尺寸的变化规律。

2. 辐射导热，d=0.5 cm；

3. 辐射导热，d=0.1 cm；

4. 气体导热，d=0.005 cm；

5. 气体导热，d=0.01 cm；

6. 气体导热，d>0.1 cm；

7. 辐射导热，d=0.01 cm；

8. 辐射导热，d=0.005 cm

13、（分析题）

请看Si3N4热扩散率随温度变化的曲线，运用热物性学相关知识加以解释。

图1 热压氮化硅材料不同方向的导温系数

（5%Y2O3+2%Al2O3，1750℃保温2h，30MN/m2）

○——垂直于热压方向；●——热压方向

14、（分析题）

MgO 和BeO 谁的导热系数更大，请运用热物性学相关知识说明理由。

19、（分析题）

结合下列图形说明微裂纹对多晶TiO 2导热系数的影响。

图1 多晶TiO 2热处理对导热系数的影响

27、（分析题）

冬季，某人坐在封闭的办公室内，试分析其与室外空气的热量交换过程，各个环节有哪些热量传递方式？

29、（分析题）

如图所示，两漫灰同心圆球壳之间插入一同心辐射遮热球壳，试问遮热球壳3靠近外球壳还是靠近内球壳时，球壳1和球壳2表面之间的辐射散热量越大?

30、（计算题）

一双层玻璃窗，宽1.1m ，高1.2m ，厚3mm ，导热系数为1.05W/(m·K)

；中 2 1 3

间空气层厚5 mm ，设空气隙仅起导热作用，导热系数为0.026W/(m·K)。室内空气温度为25℃。表面传热系数为20W/(m²· K)；室外空气温度为-10℃，表面传热系数为15 W/(m²· K)。试计算通过双层玻璃窗的散热量和室外玻璃表面的温度，并与单层玻璃窗相比较。假定在两种情况下室内、外空气温度及表面传热系数相同。 玻璃 空气 玻璃 t f1=25℃

ℎ1=20W/m 2∙K

t f2=−10℃ ℎ2=15W/m 2∙K 5mm 3mm 3mm δ1 δ2 δ3 t 1

t 2 t 3 t 4