生活中的传热学现象
传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。在能源动力、化工制药、材料冶金、机械制造、电力通信、建筑工程、民用交通、航空防风雨、纺织印染、农业林业、生物工程等领域都存在着许多传热问题。环、环保、气象预报。
而且常常还起着关健作用。例如,增加锅炉蒸汽量,防止燃气轮机燃烧室过热,降低内燃机气缸和曲轴的热应力,确定换热器的传热面积,控制热处理过程中零件的变形等,都是典型的传热学问题。
尽管各个科学技术领域中遇到的传热问题形式多样,但大致上可以归纳为三种类型:
(1)强化传热。即在一定条件下(如一定的温差、体积、重量或泵功等)增加传热。比如空调。
(2)削弱传热,或成热绝缘。也就是说,在一定的温差下,传热是最小化的。如果是液氮,液氧。
(3)温度控制,为了使某些设备安全、经济地运行,或为了获得高质量的产品,需要对传热过程中物体关键部位的温度进行控制。例如,电子元件散热。
扩展资料:
传热学的发展前景:
20世纪以前,传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以来,传热学作为一门独立的技术学科发展迅速。
随着热力学、流体力学、燃烧科学、电磁学和机械工程等学科的不断深入,产生了多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。
机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如铸造与制冷技术中的相变热传导、切削过程中的接触热阻与射流冷却、等离子体过程中带电粒子的传热特性、核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差传热,两相流传热,复杂几何形状物体的换热,湍流换热等。
参考资料来源:百度百科-传热学 (自然科学分支)
参考资料来源:百度百科-传热学(第四版)
实际上Mpemba现象是比较复杂的物理化学现象,至今仍没有一个充分令人信服的证明。如果用传热学定性解释该现象,可以从对流的角度分析,以下是我从其它地方参考来的:热水会迅速地冷却,和很快地形成对流,所以从顶到底,水温变化很大。另一方面,冷水冷却得较慢,因而较迟形成重要的对流。因此,比较热水和冷水,热水会有较大的对流,从而有较快的冷却速率。考虑一个具体的例子,假设热水 70° C,冷水 30° C。当冷水在 30° C 时,是均匀的 30° C。然而,当热水由 70° C降到平均 30° C 时,它的表面很可能是高于 30° C 的,因此相比那均匀 30° C 的水,它会较快地失热。这个解释可能有些混乱,你可能想重看这一段 ,小心区分初温、平均温度,和表面温度。
生活中的传热学经常被称为热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律足以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。 传热学是研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。
热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。
热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热,是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。
热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在0.1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力,也能吸收周围环境对它的辐射热。辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。
我们的生活中就有很多传热学的例子,而且就是我们每天都会碰见的事,这时在我们了解了传热学我们就可以用传热学的知识来解释这种现象或事情。
我们许多人都喜欢在冬天有暖暖阳光时晒被子,我们都会深有体会,冬天经过在白天太阳底下晒过的棉被,晚上盖起来会觉得很暖和,并且经过拍打以后,效果更加明显。这就可以用传热学的知识来解释,棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进入更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小,具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。
我们还会觉得奇怪的一件事那就是冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风比无风时感到更冷些?假定人体表面温度相同时,人体的散热在有风时相当于强制对流换热,而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时)。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。
在冬季的晴天,白天和晚上空气温度相同,但白天感觉暖和,晚上却感觉冷。白天和晚上人体向空气传递的热量相同,且均要向温度很低的太空辐射热量。但白天和晚上的差别在于:白天可以吸收来自太阳的辐射能量,而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。
夏季在维持20℃室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季保持在22℃的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服?首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外温度比室内温度高,因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。而冬季室外气温比室内气温低,通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同,夏季高而冬季低。因此,尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃,但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。
我们国家北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜,、为什么霜会结在树叶上表面?这是因为清晨,上表面朝向太空,下表面朝向地面。而太空表面的温度低于摄氏零度,而地球表面温度一般在零度以上。由于相对树叶下表面来说,其上表面需要向太空辐射更多的能量,所以树叶下表面温度较高,而上表面温度较低且可能低于零度,因而容易结霜。
还有就是大家都觉得很讨厌的一件事那就是窗玻璃对红外线几乎不透明,但是隔着玻璃依然会被太阳晒到的发热?这也是窗帘存在的理由。虽说窗玻璃对红外线不透明,但对可见光却是透明的,因而隔着玻璃晒太阳,太阳光可以穿过玻璃进入室内,而室内物体发出的红外线却被阻隔在窗内,因而房间内温度越来越高,因而感到暖和。
我们作为建筑这一行业我们再说说一个关于我们行业的传热学例子。在寒冷的北方地区,现在建房越来越多的人开始采用多孔的空心砖。这也可以用传热学的知识解释,在其他条件相同时,实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/(m〃K)(35℃),而多孔空心砖中充满着不动的空气,空气在纯导热(即忽略自然对流)时其导热系数很低,是很好的绝热材料。
现在在科技高速发展的时代,传热学不仅能解释生活中的现象,还被用到了许多工程中。传热学也面临着很大的考验,也遇到了很多难题,但同时也与许多学科结合得到了更大的发挥,所以我们应学好传热学。
1 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?
回答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进入更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热,由于空气的导热系数较小,具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入,因而效果更明显。
问题2 冬天,在相同的室外温度条件下,为什么有风比无风时感到更冷些?
回答:假定人体表面温度相同时,人体的散热在有风时相当于强制对流换热,而在无风时属自然对流换热(不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时)。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。
传热学与生活中的哪些现象息息相关?
1. 传热学生活小知识 传热学生活小知识 1.传热学在生活中的应用 传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。在能源动力、化工制药、材料冶金、机械制造、电力通信、建筑工程、民用交通、航空防风雨、纺织印染、农业林业、生物工程等领域都存在着许多传热问题。环、环保、气象预报。 而且常常还起着关健作...
传热学在生活中的实例
1. 传热学生活小知识 传热学生活小知识 1.传热学在生活中的应用 传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。在能源动力、化工制药、材料冶金、机械制造、电力通信、建筑工程、民用交通、航空防风雨、纺织印染、农业林业、生物工程等领域都存在着许多传热问题。环、环保、气象预报。 而且常常还起着关健作...
利袁康利:[答案] 夏季在维持20度的室内穿单衣感到舒适,冬季保持同样的温度在室内要穿上绒衣,请从传热的观点说明一下原因.答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同.夏季室外温度比室内气温高,因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内.而冬...
雨城区13371916082: 热现象的一些例子 - ?
利袁康利: 1、熔化 冰雪消融、夏天冰棍在滴水、燃烧的蜡烛烛液流下来、饮料加冰 2、凝固 结冰、北方寒冷冬天雨后屋檐下的冰挂、铁水制作模具、北方冬天菜窖里放几缸水、钢水浇铸成车轮 3、汽化 蒸发现象(衣服晾干、头发吹干、洒在地上的水不见...
雨城区13371916082: 生活中还有那些现象类似于冷水与热水之间这种传热现象 - ?
利袁康利: 我不会~~~但还是要微笑~~~:)
雨城区13371916082: 列举你在日常生活中所观察到10条的物理现象 - ?
利袁康利: 这些够吗? 一、与电学知识有关的现象 1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的. 2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换. 3、电饭煲、...
雨城区13371916082: 传热学在生活方面的应用 - ?
利袁康利: 火力发电 北方的冬季蒸气取暖
雨城区13371916082: 生活中有哪些机械能转化成热能的现象? - ?
利袁康利:[答案] 金属切削,比如钻孔,车床车工件,轮胎与地面摩擦发热,机器内部摩擦发热,搓手发热,锤击工件发热,等等.
雨城区13371916082: 在日常生活中有哪些物体表现出热胀冷缩的现象 - ?
利袁康利: 略举几例: 1、热馒头大而松软,冷了以后就缩小了点,而且变硬了. 2、铺沥青马路时,隔一段路就会留有一些空隙,是为了防止夏天太阳暴晒下,沥青受热膨胀而使路面隆起. 3、高速公路的金属护栏,在接头处总要留有空隙,是防止在高温下护栏膨胀,而受到损坏. 4、铁轨也是到了一定长度,总要留有空隙,再接着往下延伸,也是因铁轨热胀冷缩,如不留空隙,夏天高温下铁轨会膨胀隆起. 5、夏天自行车、汽车、摩托车、电动车的轮胎都不能充太足的气,防止温度高时,因气体膨胀而引起爆胎.
雨城区13371916082: 日常生活中,有哪些热胀冷缩现象的应用 - ?
利袁康利: 热胀冷缩在生活中 1、把煮熟的鸡蛋放在冷水中浸一浸,蛋就很容易剥开,这是因为蛋壳和蛋白的收缩程度不一样的结果. 2、夏天自行车打气不能打太足.因为气体受热膨胀,如果太足,会涨破车胎. 3、把拧不下的金属瓶盖放在热水里浸一...
雨城区13371916082: 生活中的物理现象100条 - ?
利袁康利: 、挂在壁墙上的石英钟,当电池的电能耗尽而停止走动时,其秒针往往停在刻度盘上“9”的位置.这是由于秒针在“9”位置处受到重力矩的阻碍作用最大. 2、有时自来水管在邻近的水龙头放水时,偶尔发生阵阵的响声.这是由于水从水龙头...