高温 铁棒传热给低温铜块,传递的是什么?
- 教育综合
- 2023-02-11 12:58:46
热量传递的三种基本方式分别是什么
热量传递的三种方式分别是热传导、热辐射和热对流。
热传导:温度不同物体(一般是固体)相接触传递热量。
热对流:热对流指由于流体的宏观运动,冷热流体相互掺混而发生热量传递的方式。这种热量传递方式仅发生在液体和气体中。由于流体中的分子同时进行着不规则的热运动,因此对流必然伴随着导热。
热辐射:物体通过电磁波来传递能量的方式称为辐射。辐射有多种类型,其中因热的原因而发出辐射能的现象称为热辐射。
总结:热传导、热辐射和热对流是热量传递的三种主要方式。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。
热传递的定义 条件 方向 实质 分别是什么?
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的时候为止。 发生热传递的唯一条件是存在温度差,与物体的状态,物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失,即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。 在热传递过程中,物质并未发生迁移,只是高温物体放出热量,温度降低,内能减少(确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小),低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。因此,热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移热的性质与热传递是什么?
热平衡状态
几个原先温度不同的物体放在一起后,温度高的物体逐渐变冷,温度低的物体逐渐变热,最后它们的温度趋于相同,我们就说它们处于热平衡状态。就是同一个物体,如果它内部各部分的温度原先不同,经过一段时间后,各部分温度趋于一致,也叫处于热平衡状态。
例如,在半杯冷水中倒进小半杯热水,过一会儿,都变成温水了。又如有一根小铁棒,将它的一头放在火上烧一会儿,它的一头就变热了,另一头温度要低,但过不多久,整根铁棒的温度就一样了。如果再多放些时候,铁棒和周围空气的温度也将趋于一致。从分子运动论的角度来看,原先温度高的物体内部分子的平均速度大,原先温度低的物体分子平均速度小,让它们互相进行接触,它们的分子就会发生相撞,结果原先速度大的分子撞了其他分子后速度变小了,而原先速度小的分子被撞得速度变大了,大量的分子撞来撞去,最后使各处的分子平均速度都差不多,物体之间的温度也就相同了。
任何温度不同的物体放在一起,总会自动地趋于热平衡状态,相反,要使原先温度相同的物体变得冷热不一样,则要用其他方法,像用火来加热、用力摩擦等。
热胀冷缩
热膨胀指物体在温度升高时,它的长度增长、面积扩大、体积膨胀的现象;而当温度下降时,物体的长度就缩短、面积缩小、体积也收缩,这种现象通俗地讲是热胀冷缩。
冬天,路边电线杆之间的电线拉得比较紧,但到了夏天,电线因温度升高而变长,便松弛地垂了下来。如果哪个冒失的架线工,为了节省电线,在夏天把电线拉得紧紧的,那么,到了寒冷的冬天,电线非绷断不可。法国的塞纳河上有一座桥,原先桥的两头是固定在桥墩上的,有一年冬天,气温骤然下降,桥梁收缩得厉害,结果把桥墩上的水泥也被拉坏了。所以,钢铁大桥的一头是固定的,另一头则放在滚子上,让它可以随着桥梁伸缩移动。用水泥铺成的公路上,每隔一段距离就留有一小段空隙,以备水泥膨胀之用。同样道理,铁路的钢轨不是一根根紧密相连,在两根之间留有一段空隙。
自然界中绝大多数的物体是热胀冷缩,但是也有反常的,像水从0℃升高到4℃时,它的体积反而缩小了,这叫反常热膨胀。水的这种反常性质救了许多水生动物的命,因为4℃的水体积最小,所以它一直沉在水底,上面的水结冰了,鱼类还可在下面的水中生存。正是由于水的这种特性,人们在冰天雪地的季节里,仍可以凿开河面的冰层,在水下捕到活蹦乱跳的鱼。
有人说,既然温度下降,物体的长度会缩短,那么不断降低温度,物体的长度不就会缩到零吗?这种担心是没有根据的,因为温度不可能永远降下去,自然界中的低温有一个极限,这就是绝对零度,即使到了绝对零度,物体长度仍不为零,何况温度不可能再低下去了。
热传递三方式
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的时候为止。
发生热传递的惟一条件是存在温度差,与物体的状态、物体间是否接触都无关。热传递的结果是温差消失,即发生热传递的物体间或物体的不同部分达到相同的温度。
在热传递过程中,物质并未发生迁移,只是高温物体放出热量,温度降低,内能减少(确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小);低温物体吸收热量,温度升高,内能增加。因此,热传递的实质就是内能从高温物体向低温物体转移的过程,这是能量转移的一种方式。
热传递有三种方式:传导、对流和辐射。
热传导又叫“导热”,是固体中传热的一种主要方式。在这种传热过程中,热量从固体的一部分传到另一部分去,固体里的物质却没有移来移去。从分子运动论来看,在固体中,温度高的地方分子的平均速度大,分子比较活跃,它们相碰撞的机会多,分子撞来撞去,原先速度大的分子“累”了,速度降了下来,而原先速度小的分子被撞得活跃起来,速度变大了,这样使固体内部各处的分子平均速度趋向于相同。从宏观看,就是热量从温度高的地方传到温度低的地方去了。在这个过程中,传递的是分子的速度,或者说是热量,而不是热的地方的分子跑到冷的地方去,也不是什么“热的物质”传过去了。
用不同材料做成的物体,导热的本领是不一样的。用金属做的调羹,导热本领大,传热快;用瓷器做的调羹,传热的本领就要差一点;而用塑料做的调羹,传热本领还要差。冬天,穿厚厚的棉袄,很暖和,因为棉花传热的本领差,身体里的热量不容易散出去。而当把冰棍用棉被盖起来时,有人担心棉被里的冰棍会热得融化掉,这种想法是错的。因为,棉被不传热,起的是隔热作用,它既能使身体中的热量不容易传出去,也能使外面的热量不容易传进去融化冰棍。
对流是液体和气体中传热的一种主要方式,它是靠液体或气体的流动来传热的过程。在这种过程中,热量的传递是和物质的移动结伴而行的。由于热胀冷缩,温度高的液体体积大,密度小。也就是说,体积同样大小的液体热的轻一点,冷的重一点,于是热的液体要上升,冷的液体要下降,它们相互交换位置,同时把热量也带来带去,这就是对流。从分子运动论的角度看,冷热不同的液体互换位置时,速度大小不同的分子也在不断交换位置,最后使得液体中各处分子的平均速度趋向于一致,整个液体处于热平衡状态,对流过程也就结束了。气体中的情况和液体中差不多,冷热不同的气体交换位置就形成风,风将高温地方的热量带到低温地方去。夏天,为了使身上的热量快些散发出去,人们用扇子或风扇来制造风,加快热量的传递;而为了使冷热不同的饮料混在一起,人们还用搅拌的方法,加快饮料中的对流过程。
热辐射是传热的三种方式中的一种,指温度高的物体向周围发出带着热量的电磁辐射的过程。物体温度越高,辐射越强。如果物体的温度比周围环境的温度高,那么它发出的热辐射多,吸收的热辐射少,总的来讲,它是发出热辐射;如果物体温度比周围环境温度低,那么它发出的热辐射少,吸收的热辐射多,总的来讲,它是吸收热辐射。通过这种发射和吸收热辐射的方式,高温物体的热量就传到低温物体上去。与热传导、对流不同,热辐射能把热能以光的速度穿过真空,从一个物体传给另一个物体。任何物体只要温度高于绝对零度,就能辐射电磁波,波长为0.4~40微米范围内的电磁波(可见光与红外线)能被物体吸收而变成热能,故称为热射线。因电磁波的传播不需要任何媒质,所以热辐射是真空中惟一的热传递方式。例如,太阳传给地球的热能就是以热辐射的方式经过宇宙空间而来的。
蒸发和沸腾
液体表面发生汽化的现象叫做蒸发。液体内部和表面同时发生剧烈的汽化现象叫做沸腾。如果我们有孙悟空那样的本领,把身体缩得很小很小,钻到液体里面去看看,可以看到些什么情景?真想不到,液体的分子之间还有空隙。每个分子都在不断地做高速运动,当它碰撞到邻近的分子时,就立即被弹回来,忙忙碌碌,好像永远不会感到疲劳。在液体表面层的分子就更活跃了,它们在接触空气的那一面受到的阻碍作用较小。液体的每个分子的运动速率不同,有的很“强壮”,跑得很快;有的比较“衰弱”,跑得很慢。那些跑得快的分子很容易摆脱周围分子的束缚,跳到阻碍作用小的空气中去。如果盛液体的容器口敞开着,那么这些跳出来的分子就会逃之夭夭。这就形成了蒸发现象。如果我们把盛液体的容器盖上盖子,那些跑得快的液体分子就跑不掉了。空气中的液体分子混杂在空气分子中,有的碰撞到其他分子,又被弹回到液体表面,进入液体中。这时候容器里的液体表面上空非常热闹,有些液体分子刚从液体表面上跳出来,有些液体分子在空气中撞到其他分子又被弹回到液体里去。当从液体表面跳出的分子和弹回到液体里的分子数目相等时,就“停止蒸发”了。这就好像在一个蜂箱里有1000只蜜蜂,每分钟飞出50只,同时又从外面飞回50只,蜂箱里蜜蜂的总数既不增多,也不减少。与这里讲的“停止蒸发”,情况有些类似。其实并不是真正的停止,而是达到了“进出平衡”。
蒸发的时候,从液体表面跳出来的分子,都要达到相当大的速率,才能摆脱束缚。分子的运动速率越大,具有的能量也越大。这就要向四周吸取热量来增加分子运动的速率。所以液体蒸发时会使周围物体的温度降低。我们可以做一个小实验来证明,用电风扇对着一只温度计吹风,无论吹多长时间,温度计的读数不会下降。因为在同一房间里的气温都相同,空气流动形成的风的温度和原来的室温相同,所以温度计反映的温度不会发生变化。如果在温度计的泡上蘸一些水,不一会儿,温度计的读数就下降了。因为温度计的泡上水分蒸发,吸取了温度计泡的热量,使得温度下降。吹电风扇感到凉快,也是因为皮肤表面的水分在蒸发的缘故。如果人体的皮肤表面干得像没有水分的温度计一样,可以肯定,吹电风扇时一点也不会感到凉快。
任何情况下,液体的表面都在发生汽化。液体的内部会不会发生汽化呢?我们烧水的时候,当温度达到100℃,整个水壶中气泡翻滚,不但水的表面汽化,内部也有无数的气泡升到水面。我们习惯上说水开了。液体在一定温度时,它的内部和表面同时发生剧烈的汽化现象,这就叫做沸腾。各种液体沸腾时的温度——沸点各不相同。在一个大气压的条件下,液态空气在-193℃就沸腾了,水在100℃沸腾,铁水要达到2450℃才沸腾。液体的沸点和大气压有关,气压高,沸点也高;气压低,沸点也低。登山运动员如果用普通锅来煮鸡蛋,那非饿肚子不可。因为高山气压低,不到100℃水就开了,鸡蛋当然不容易煮熟。例如,在海拔2000米的高山上,水在93℃就沸腾了。所以在高山上就要请压力锅来帮忙。把水和鸡蛋密闭在压力锅里,压力锅加热时,锅内气压超过1个大气压,水的沸点就能达到100℃以上,鸡蛋很快就可以煮熟。
蒸发和沸腾都是液体的汽化现象,但是有区别:一是汽化的范围不同,蒸发是在液体表面发生的汽化现象;沸腾是在液体表面和内部同时发生的汽化现象。二是蒸发在任何温度下都可以发生;沸腾在一定的外界压强下,必须达到沸点才能发生。
红外线
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射。他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。
太阳光谱上红外线的波长大于可见光线,波长为0.75~1000μm。红外线可分为三部分,即近红外线,波长为(0.75—1)~(2.5—3)μm之间;中红外线,波长为(2.5—3)~(25—40)μm之间;远红外线,波长为(25—40)~1000μm之间。
科学作业,热传导的特点一般是由什么传向什么
答案:热传导的特点一般是由(温度高的物体)传向(温度低的物体) 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。 热传导是固体中热传递的主要方式。在气体或液体中,热传导过程往往和对流同时发生。各种物质都能够传导热,但是不同物质的传热本领不同。 善于传热的物质叫做热的良导体,不善于传热的物质叫做热的不良导体。各种金属都是热的良导体,其中最善于传热的是银(金的传热导电性能更优良,目前市面上大多数电脑cpu都含有金),其次是铜和铝。瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体。最不善于传热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质。热传递的方式
热传递的方式
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