热的传递方式

热的传递方式有什么对流热辐射三种~

热像仪通过什么方式捕捉热？一起来get！

热传递主要存在三种基本形式：热传导、热辐射和热对流。
只要在物体内部或物体间有温度差存在，热能就必然以以上三种方式中的一种或多种从高温到低温处传递。对于固体热源，当它同周围媒质温度差不很大时（约50°C以下），热源向周围媒质传递的热量可由牛顿冷却定律来计算。

扩展资料：
一、热传导
热传导（thermal conduction）是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中热对流与热传导同时发生。
二、热辐射
热辐射，物体由于具有温度而辐射电磁波的现象。热量传递的3种方式之一。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射，温度愈高，辐射出的总能量就愈大，短波成分也愈多。
热辐射的光谱是连续谱，波长覆盖范围理论上可从0直至∞，一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。由于电磁波的传播无需任何介质，所以热辐射是在真空中唯一的传热方式。
三、热对流
热对流是热传递的重要形式，它是影响火灾发展的主要因素：
1、高温热气流能加热在它流经途中的可燃物，引起新的燃烧。
2、热气流能够往任何方向传递热量，特别是向上传播，能引起上层楼板、天花板燃烧。
3、通过通风口进行热对流，使新鲜空气不断流进燃烧区， 供应持续燃烧。
参考资料来源：百度百科－热传递

地球是一个庞大的热库，热量从地球内部源源不断地传输到地表，使得地球表面具有约63mW/m²的大地热流值。那么，热量是以什么方式传输到地面的，也就是地球中热的传递方式如何，是一个必须讨论的重要问题。

和自然界中的一般规律一样，地球中热的传递也有三种形式：传导、辐射和对流。传导传热控制着几乎整个地壳乃至岩石圈的热状态。这是因为岩石圈的温度相对不高，而温度梯度大，辐射不可能起主要作用，且岩石圈较坚硬不具备对流的条件。但是，随着深度增加温度增高，而温度梯度却大幅减小，因此在下地幔和内核中经典传热效应会急剧减弱，热辐射和热激发等传热机制会显著加强，成为热传递的主要形式。在上地幔软流圈和外核中由于物相处于近流体状态，热对流成为传热的主要形式。

（一）传导传热

传导传热即导热，控制着几乎整个地壳乃至岩石圈的热状态。导热是由物质内部的温度梯度所引起。固体物质的导热是由相邻分子发生的碰撞和自由电子迁移所引起的能量传递；气体导热是由连续而不规则运动的气体分子相互碰撞所致。

1.一维热传导方程

将一个均匀物质组成的一维导热细棒，置于X轴上，如图10-1所示。假定在一个给定的时间dt内，温度只沿X轴发生变化。设x点处温度为T，（x＋dx）点处的温度为（T＋dT）。那么，根据傅里叶导热定律，流过截面S的热量Q为

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

式中K为热导率。

图10-1 一维导热示意图

单位时间内流过单位面积的热量称为热流密度，以q表示，单位为W/m2，从式（10-3）可得其表达形式为

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

2.三维热传导方程

以上的讨论，只给出了通过某个面积热量的计算公式，即一维热传导公式，除了特别简单的情况外，依据它还不能求解地下的温度场。为了求解地下的温度场，必须在傅里叶导热定律和能量守恒定理的基础上进一步推导，获得表达传导传热问题的三维微分方程式。

图10-2 微小平行六面体示意图

假设地下岩石的热物性是各向同性的。在该岩体中分割出一微小的平行六面体，该微元体的体积为dv＝dx·dy·dz，如图10-2所示。在时间dt间隔内微元体dv的升温为dT，则升温率为 。我们知道，温度的升高有两个原因：一为传入微元体的热量超过该微元体输出的热量；另一为微元体内部有热源。前者在时间dt间隔内于微元体内所存热量在X轴方向的分量为（qx-q_x＋dx）dy·dz·dt，因q_x＋dx的数值是X坐标的函数，将它用泰勒级数展开并只取前两项，则有

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

故

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

上式表达在x点上时间dt内通过dydz面积的热量减去（x＋dx）点上dt时间内通过dydz面积的热量等于时间dt间隔微元体dv内储存的热量。因为，

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

如果微元体内有热源存在，其生热率为A，则在dt时间内所产生的热量为Advdt。另外，在dt时间内微元体dv有温度的变化所引起的存储热量的增量为 ，式中c为岩石的比热，ρ为密度。

根据能量守恒定律，微元体从外界所获得的热量与内部所生热量之和应等于微元体所

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

等式两边同除以cρdvdt，得

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

于是，我们引入

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

则上式可写成

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

式（10-5）即为傅里叶热传导微分方程式。

如果岩体内部没有热源，即A＝0，则上式可变成

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

式中λ＝K/（cρ）为介质的热扩散率，单位为m²/s。

如果温度不随时间而变化，即稳定导热状态，则式（10-6）变成

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

式（10-7）称为泊松方程式。

如果在稳定状态下（即温度不随时间变化）A＝0，则式（10-5）可进一步简化为拉普拉斯方程式：

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

从上述可以看出，在稳定条件下，地下温度的分布与热扩散率无关。

傅里叶导热微分方程式是一切地球导热问题普遍适用的方程式。对具体导热问题的描述还必须列出限定具体情况的条件，这些具体条件有：地下介质在热过程中开始瞬间的温度分布，即初始条件；地下介质在几何边界上与周围介质的互相换热作用，即边界条件。地热问题的解都是根据特定的初始条件和边界条件获得的。

（二）热对流

上述的传热机制属于“波动”，即物质本身并没有发生迁移。但是，当物质本身处在一定的温度场中，并具有一定流动性时，它可以从高温地点移向低温地点，所携带的热能也随之而迁移。应当说，这是最有效最直接的传热方式，而且不需要很大的温度梯度。

在地球内部，这种物质迁移是经常发生的。如火山活动、水热活动、岩浆活动和地幔对流等。可以证明，只要迁移速率每年达到百分之几厘米，物质迁移所传的热，就和上述热传导的量级相当。若速率更高，它将是一种起主导作用的传热方式。

热对流是物质迁移的一种形式。这种形式在地球内部的物质迁移中，居于重要地位。下面我们分析一下，产生热对流的基本条件。

1.瑞利数

如果一层液体接受来自下方的热量，它受热后体积膨胀，周围不受热的液体对它施加一个合成后向上的压力，此压力即为浮力F浮。F_浮＝ρgdv，ρ为密度，dv为由于热膨胀而发生的体积变化。该F_浮正比于下式右端诸量：

F_浮～gaβ

式中：g为重力加速度；α为体膨胀系数；β为温度梯度。它们在地球内部的不同深度上是不同的。

同时，由于液体层受到浮力作用，则在上升过程中，必然还会受到来自周围液体施加的与运动方向相反的黏滞力F_阻影响。其黏滞力方向向下，大小与下式右端诸量有关：

F_阻～Kμ/ρCP

式中：ρ为密度；Cp为定压比热；K为热导率；μ是运动黏度。

对于一个厚度为h的液体层，当浮力F_浮与黏滞力F_阻相抗衡时，液体层运动图像发生了变化。为表示这两种力量的抗衡情况，常引用一个量纲为一的比值R：

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

这个数就称瑞利数（Rayleigh Number）。瑞利指出，当R达到103（临界值）时，就会发生对流。

2.地核和地幔的瑞利数

对于地球内部能否发生对流，关键在于那里的条件能否使瑞利数达到和超过临界值。

对于地核，可以取g＝5m/s²，α＝5×10^-5/K，h＝3000km，ρ＝12g/cm³，Cp＝500J/（kg·K），μ＝5×10^-7m²/s，K＝3W/（m·K），β＝0.15K/km，代入式（10-9），可得

显然，该值已远远超过临界值10³，地核内肯定可以发生对流。由于对流很强烈，成为地核传热的主要形式。这种对流的存在，也为地磁场成因的发电机学说提供依据。

在上地幔，如取运动黏度μ＝10²⁵m²/s，再考虑其他常数，R也超过临界值，可以发生对流；但在下地幔，μ＝10³⁰m²/s，经计算R低于临界值，下地幔不存在对流。上地幔对流为地球上部岩石圈内发生板块构造和海底扩张提供了驱动源。

3.热对流的一般规律

由传热学可知，热对流是固体表面和与其紧邻的运动流体之间的换热，牛顿冷却定律被用来确定对流换热量，它表示为

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

式中：A为流体和固体之间的界面面积；ΔT为相应温差；α为表面换热系数（简称对流系数），它是表面几何形状，流体的速度和流体性质的一个复杂函数。

当流体运动是由外部原因（如风扇）引起的，称为受迫对流；由流体本身温度场导致流体密度梯度，从而引起流体运动的称为自由或自然对流。不论受迫对流或自由对流，都可用牛顿冷却定律来计算换热量，不过两者的表面换热系数的表达式是不相同的。

（三）热辐射

温度增加一定程度后，还要考虑以辐射形式传递的传热。地下超过约100km深以后，在一定温度范围内，很多硅酸盐矿物对于红外辐射是“透明”的，即在这种情况下热能如同光线（光子）一样，以辐射形式传播出去。

从传热学知道，当两个不同温度的物体在真空中离开一段距离时，即使它们之间没有能进行导热或对流传热的介质，也有一净热量从高温物体传到低温物体。由这种方式引起的热量传递称为热辐射，或简称辐射。已经发现，绝对温度高于0（K）的任何物体的表面总是连续地发射由电磁波载运的能量。任何给定物体表面的单位面积在单位时间内所发射的辐射能，即能流密度q可表示为

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

其中：T为表面温度；σ为热辐射系数，其值与物质类型、表面状况有关。

辐射热的光谱段大部分落在红外区，小部分落在可见光谱区。

辐射热以光速传递，当它投射于物体表面时，部分被吸收（Ab为吸收率），部分被反射（Re为反射率），部分可穿过物体而远去（Tr为透射率）。它们的大小取决于到达该物体表面辐射热的波长，也与物体表面温度有关。显然，

固体地球物理学：地震学、地电学与地热学

辐射能不能透过的物体（Tr＝0）称为不透明体，反之（Tr＞0）称为透明体。能够吸收所有投射于其表面辐射能（Ab＝1）的物体称为黑体。

---

钟楼区18497204636： ＂热＂的传递途径有哪些? - ？
资虾山易： 热传递有三种方式:传导、辐射、对流. 热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分,这种现象叫做热传递. 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象.只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差,就...

钟楼区18497204636： 热传递的方式有哪些? - ？
资虾山易：[答案] 三种方式:热传导,热对流,热辐射. 热传导是指:物体内部的温度差或两个不同物体直接接触,不产生相对运动,仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量.例如手握着冰块觉得冷. 热对流是指:流体(气体、液体或某些固体如粉末)中温度不同的各部...

钟楼区18497204636： 热量传递的三种方式是? - ？
资虾山易：[答案] 热从温度高的物体传到温度低的物体,或者从物体的高温部分传到低温部分,这种现象叫做热传递. 热传递是自然界普遍存在的一种自然现象.只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差,就会有热传递现象发生,并且将一直继续到温度相同...

钟楼区18497204636： 6、热量传递的方式主要有三种:_____,______,______. - ？
资虾山易：[答案] △ 热传递有三种形式:传导、对流、辐射. △ 三种方式的定义: (1)热从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分,叫做传导. (2)靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流. (3)热由物体沿直线向外射出,叫做辐射. △ 一般情况下,...

钟楼区18497204636： 热的传递方式热传递有三种方式,分别是什么?并打几个例子 - ？
资虾山易：[答案] 热传递有三种方式,传导、.对流、辐射 1,传导:放在热汤中的钢勺很快烫手. 2..对流.烧开水 3.辐射:太阳光下晾衣服.

钟楼区18497204636： 热量传递的三种基本方式是什么?简述它们的定义. - ？
资虾山易：[答案] 热量传递的三种基本方式是导热、热对流和热辐射.导热也称为热传导,是指直接接触的物体各部分间的热量传递现象.热对流简称对流,是指流体内部各部分发生相对位移而引起的热量传递现象.热辐射是由物体表面直接向外界发射可见和不可见射线...

钟楼区18497204636： 热的传递方式有哪三种 - ？
资虾山易：[答案] 三种热传递方式 1.辐射:物体之间利用放射和吸收彼此的红外线,而不必有任何介质,就可以达成温度平衡.2.传导:物体之间直接接触,热能直接以原子振动,由高温处传递到低温处.3.对流:物体之间以流体为介质,利用流体的热...

钟楼区18497204636： 热量传递的三种基本方式分别是什么? - ？
资虾山易： 热传导;热辐射;热对流 热量传递是一种复杂的现象,常把它分成三种基本方式,即热传导、热对流及热辐射.生产和生活中所遇到的热量传递现象往往是这三种基本方式的不同主次的组合.应该指出,热量传递的基本方式虽然只有三种,但与...

钟楼区18497204636： 热是怎样传递的 - ？
资虾山易： 热传递的三种基本方式:传导、对流和辐射.热传导 物体上的两部分连续存在着温度差,则热将从高温部分自动地流向低温部分,直至整个物体各部分的温度相同为止,此种传热方式为热传导. 举例: 手握着冰块觉得冷对流传热 指流体中质点发生相对位移而引起的热交换. 举例: 用凉水把开水兑成温水辐射传热 因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射. 举例: 来自太阳的热量

钟楼区18497204636： 热传递的方式 - ？
资虾山易： 热传递的方式