热传递的三种方式

热传递的三种方式

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别，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别，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。

1.传导：热传导是介质（介质主要分为：气体，液体，固体，或者混合）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，在流体中对流与热传导同时发生。（总结：热传导主要发生在固体内部、两个不同固体、固液之间、固气之间、液气之间，他们之间的热传递时，我们看不到有宏观运动出现）

2.对流：物体之间以流体(流体是液体和气体的总称)为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递热能。热对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。对流是液体或气体热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。（总结：对流主要发生在液体内部、气体内部）

3.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡。热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间传给地球的。物体温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射。

热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。

热传递方式

热传递有三种方式：传导、对流和辐射 传导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，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。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。 对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。 对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。 利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。 辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。 用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。 地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。 一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。 补充内容： 一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。 二、热传递与热传导的关系 有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。 由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。 由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分别作论述。 热传导指的是物质系统（气体、液体或固体），由于内部各处温度不均匀而引起的热能（内能）从温度较高处向温度较低处输运的现象。 热传导的实质是由大量分子、原子或电子的相互碰撞，而使热能（内能）从物体温度较高部分传到温度较低部分的过程。热传导是固体中热传递的主要方式，在气体、液体中它往往与对流同时发生。各种物质的热传导性能不同，热传导过程的基本定律是博里叶定律。

热传递的三种方式

热传递的三种方式 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别，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别，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。 1.传导：热传导是介质（介质主要分为：气体，液体，固体，或者混合）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，在流体中对流与热传导同时发生。（总结：热传导主要发生在固体内部、两个不同固体、固液之间、固气之间、液气之间，他们之间的热传递时，我们看不到有宏观运动出现） 2.对流：物体之间以流体(流体是液体和气体的总称)为介质，利用流体的热胀冷缩和可以流动的特性，传递热能。热对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至较低部分的过程。对流是液体或气体热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。对流可分自然对流和强迫对流两种。自然对流往往自然发生，是由于温度不均匀而引起的。强迫对流是由于外界的影响对流体搅拌而形成的。（总结：对流主要发生在液体内部、气体内部） 3.辐射：物体之间利用放射和吸收彼此的电磁波，而不必有任何介质，就可以达成温度平衡。热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间传给地球的。物体温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。太阳能热水器、太阳灶、微波炉等都是热辐射。 热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。

(15)第四章 4.1热量传递的三种基本方式简介

1 第二篇传热学 2 第四章热量传递的基本理论 4.1热量传递的三种基本方式简介(thermal conduction)(thermal convection)(thermal radiation) 1.热传导3热传导（简称导热） 在物体内部或相互接触的物体表面之 间，由于分子、原子及自由电子等微观粒 子的热运动而产生的热量传递现象。 导热现象发生在固体内部，也可发生在静止的液体和气体之中。 本书不讨论导热的微观机理，只讨论热 量传递的宏观规律。4 应用： 最简单的导热现象：大平壁的一维稳态导热5特点：1.平壁两表面维持均匀恒定不变温度；2.平壁温度只沿垂直于壁面的方向发生变化； 3.平壁温度不随时间改变； 4.热量只沿着垂直于壁面的 方向传递。 热流量：单位时间传导的热量,W λ:材料的热导率（导热系数）,表明材料的导热能力，W/(m·K)。6热流密度 q : 单位时间通过单位面积的热流量 称为平壁的导热热阻，表示物体对 导热的阻力，单位为K/W 。 Φ t w1t w2 热阻网络

2.热对流 7热对流: 由于流体的宏观运动使不同温度的流体相对位移而产生的热量传递现象。热对流只发生在流体之中，并伴随有微观粒子热运动而产生的导热。 对流换热:流体与相互接触的固体表面之间的热量传递现象，是导热和热对流两种基本传热方式共同作用的结果。牛顿冷却公式:Φ= Ah (t w –t f )q = h (t w –t f )8 Φt w t f h 称为对流换热的表面传热系数（习惯称为对流换热系数），单位为W/(m 2?K)。对流换热热阻：Φ= Ah (t w –t f )称为对流换热热阻，单位为W/K 。对流换热热阻网络：Φ= Ah (t w –t f ) 9表面传热系数的影响因素：h 的大小反映对流换热的强弱，与以下 因素有关：（1）流体的物性（热导率、粘度、密度、比热容等）；（2）流体流动的形态（层流、湍流）；（3）流动的成因（自然对流或受迫对流）；（4）物体表面的形状、尺寸；（5）换热时流体有无相变（沸腾或凝结）。10表1-1一些表面传热系数的数值范围对流换热类型表面传热系数h /[W /(m 2?K])空气自然对流换热1～10水自然对流换热100～1 000 空气强迫对流换热10～100 水强迫对流换热100～15 000 水沸腾 2 500～35 000 水蒸气凝结 5 000～25 000 3.热辐射11辐射：指物体受某种因素的激发而向外发射辐射能 的现象 解释辐射现象的两种理论： 电磁理论与量子理论 电磁波的数学描述： c —某介质中的光速, m/s 为真空中的光速; n 为介质的折射率。 λ—波长, 常用μm 为单位, 1μm = 10-6m 。ν—频率,单位s －1。式中：12电磁波的波谱：γ 射线 ：λ<5×10-5μm X 射线：5×10-7μm <λ<5×10-2μm 紫外线：4×10-3μm <λ<0.38μm 可见光：0.38μm <λ<0.76μm 红外线：0.76μm <λ<103μm 无线电波：λ>103μm

热量传递的三种基本方式的概念

绪 论 重点： ① 热量传递的三种基本方式的概念、特点及基本定律； ② 传热过程、传热系数及热阻的概念。 了解内容：了解传热学的发展史、现状及发展动态。 一．传热学 1.定义：传热学是研究热量传递过程规律的科学。 2.内容：①导热②对流换热③辐射换热④传热和换热器 3.应用：介绍在建筑环境与设备工程领域中的应用。 二．传热的基本方式 1.导热：是指物体各部分无相对位移或不同物体直接接触时依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递的现象。 ① tA ?= δ λφ 或 t q ?= δ λ A —面积，2 m δ—壁厚，m λ—导热系数，C ??m w 大平壁导热 t ?—温差，℃ ②导热热阻 t R t q 热阻温度差?= λ δ = t R ③λ的物理意义：具有单位温差的单位厚度物体， 在它的单位面积上每单位时间的导热量， C ??m w 2.热对流：依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象。 ①对流换热：流体与固体壁间的换热称为对流换热。 对流换热量：)(f w t t q -=α 2 m w w t —固体壁表面温度，℃ f t —流体温度，℃ α—换热系数，C ??m w

②对流换热热阻：h t q 1?= h R 1= α ③h 的物理意义：单位面积单位温差、单位时间内所传递的热量。C 2 ??m w 3.热辐射：依靠物体的表面发射可见和不可见的射线传递热量的现象。 ①辐射换热：物体间靠热辐射进行的热量传递称为辐射换热。 ②平壁间辐射换热：242412,1100100m W T T C q ??? ? ??????? ??-??? ??= 2,1C —辐射系数，4 2k m W ? 21,T T — 表面间的温度，k 三．传热过程 1.热量从壁一侧的流体通过壁传递给另一侧流体， 称为传热过程。 2.传热量：)(21f f t t kA Q -= W K —传热系数，C 2 ??m w A —传热面积，2m 2,1 f f t t —流体温度，℃ 3.传热热阻：2 1 11h h R K + + =λ δ 介绍公式推导： )(2 1 1f f t t h q -= )(21w w t t q -= δ λ )(212f w t t h q -= )(111212 1 f f t t h h q -+ + = λ δ 2 1 111h h K + + = λ δ == k R K 12 1 11h h + + λ δ

热量传送的三种方式

热传递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。传导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，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。液体中，除了水银以外，都不善于传热，气体比液体更不善于传热。对流靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流。对流是液体和气体中热传递的主要方式，气体的对流现象比液体更明显。利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动，二是加热方式必须能促使物质流动。辐射热由物体沿直线向外射出，叫做辐射。用辐射方式传递热，不需要任何介质，因此，辐射可以在真空中进行。地球上得到太阳的热，就是太阳通过辐射的方式传来的。一般情况下，热传递的三种方式往往是同时进行的。补充内容：一、热传递与动量传递、质量传递并列为三种传递过程。二、热传递与热传导的关系有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。由内能与热能一节以及热、热运动与热现象的阐述可知，物体的内能就是组成物体全部分子、原子的动能、势能和内部电子能等总和，物体内能的改变可以通过分子、原子有规则运动的能量交换来达成，也可以通过分子、原子的无规则运动的能量交换来达成（或者是两者兼有）。前者能量交换的方式就是作宏观机械功的方式，后者能量交换的方式就是所谓的热传递。更确切地讲，所谓热传递就是没有作宏观机械功而使内能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分的过程。它通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。实际热传递过程中，这三种方式常常是相伴进行的，重要的是看哪一种方式占主要地位。在热力学中，把除了热传递以外的其他一切能量转移方式都归于作功。所以，热传递和作功是能量转移的两种方式，除此之外没有其他方式。由以上论述可知，热传递是能量传递的一种方式，它具体又包括热传导、对流和热辐射三种形式。为了帮助大家能把热传递与热传导更好地加以区别，下面我们有必要对热传导、对流和总辐射分

第八章 热量传递的基本方式

第八章 热量传递的基本方式 英文习题 1. Heating of a copper ball A 10-cm-diameter copper is to be heated from 100℃ to an average temperature of 150℃ in 30 minutes. Taking the average density and specific heat of copper in this temperature range to be ρ=8950 kg/m 3 and C p =0.395 kJ/kg.℃, respectively. Determine (a) the total amount of heat transfer to the copper ball; (b) the average rate of heat transfer to the ball; (c) the average heat flux. 2. Heating of water in an electric teapot teapot 1.2 kg of liquid water initially at 15℃ to be heated to 95℃ in a equipped with a 1200 W electric heating element inside(Figure.8-2).The teapot is 0.5 kg and has an average specific heat of 0.7 kJ/kg.℃. Taking the specific heat of water to be 4.18 kJ/kg.℃ and disregarding any heat loss from the teapot, determine how long it will take for the water to be heated. 3. Heat loss from heating ducts in a basement A 5-m-long section of an air heating system of a house passes through an unheated space in the basement (Fig.8-2). The cross-section of the rectangular duct of the heating system is 20 cm×25 cm. Hot air enters the duct at 100 kPa and 60℃ at an average velocity of 5m/s. The temperature of the air in the duct drops to 54℃ as a result of heat loss to the cool space in the basement. Determine the rate of heat loss from the air in the duct to the basement under steady conditions. Also, determine the cost of this heat loss per hour if the house is heated by a natural gas furnace that has an efficiency of 80 percent, and the cost of the natural gas in that area is $0.60/therm (1therm=105.500 kJ). 4. The cost of heat loss through the roof The roof of an electrically heated home is 6 m long, 8 m wide, and 0.25 m thick, and is made of a flat (Fig. 8-3). layer of concrete whose thermal conductivity is λ=0.8 W/m.℃ On a certain winter night, the temperature of the inner and the outer surfaces of the roof are measured to be about 15℃ and 4℃, respectively, for a period of 10 hours. Determine (a) the rate of heat loss through the roof that night and (b) the cost of that heat loss to the home owner if the cost of electricity is $0.08./kWh. 5. Measuring the thermal conductivity of a material A common way of measuring the thermal conductivity of a material is to sandwich an electric thermofoil heater between two identical samples of the material, as shown in Fig. 8-4. The thickness of the resistance heater, including its cover, which is made of thin silicon rubber, is usually less than 0.5mm. A circulating fluid such as tap water keeps the exposed ends of the samples at constant temperature. The lateral surfaces of the samples are well insulated to ensure that heat transfer through the samples is one-dimensional. Two thermocouples are embedded into each sample some distance L apart, and a differential ther mometer reads the temperature drop ΔT across this distance along each sample. When FIGURE 8-1 FIGURE 8-2 FIGURE 8-3

热传递的三种方式

1、导热性：物体传导热量的性能。 2、热传递的方式：传导、对流、辐射 （1）传导：热沿着物体传递，善于传热的物体叫热的良导体，如各种金属；不善于传热的物体叫热的不良导体，如毛皮、石棉、软木等。 （2）对流：是靠液体、气体的流动来传热的方式，液体或气体只有在上部密度大于下部密度时（重力大）才会产生对流，如日常生活中我们加热物体都要从它的下部加热。 （3）辐射：是热由物体沿直线向外传递，不依靠其他物体，如太阳光照射；颜色深的物体比颜色浅的物体吸收热辐射的本领强。 练习：一、选择题 1、大功率电子元件工作时，会产生大量的热。科学家研发一种由石墨烯制成的“排热被”，把它覆盖在电子元件上，能大幅度降低电子元件工作时的温度。“排热被”能排热是因为石墨烯（） A、熔点高 B、导热性好 C、导电性好 D、弹性好 2、在寒冷的冬天，用手去摸放在室外的铁棒和木棒，觉得铁棒比木棒冷，这是因为（） A. 铁棒比木棒的温度低 B. 铁棒比木棒温度高 C. 铁棒比木棒的导热能力强 D. 铁棒比木棒的导热能力弱 3、家用冰箱的外壳用隔热材料制成的，它们是 A. 热的良导体 B. 既不是热的良导体，也不是热的不良导体 C. 热的不良导体 D. 既可能是热的良导体，也可能是热的不良导体 4、.随着人们生活水平的提高，许多住宅小区房屋的窗户玻璃都是双层的，且两层玻璃间还充有惰性气体，这是因为惰性气体 A. 容易导电 B. 不容易导热 C. 能增加房间的亮度 D. 增大玻璃的密度 5、下列实例中，材料的选用与描述的物理属性相符的是 A. 热水壶的手柄用胶木制成，是因为胶木的导热性好 B. 划玻璃的刀头镶嵌有金刚石，是因为金刚石的密度大 C. 输电导线的内芯用铜制成，是因为铜的导电性好 D. 房屋的天窗用玻璃制成，是由于玻璃的硬度大 6、中国料理最重要的烹调就是炒，那么颠勺这个技 能就是很重要的了，但我们平时烹调水平不够好，颠 勺技能自然很差，经常会把菜弄到锅外，这款超大弧 度炒锅，锅沿很宽，弧度很大，任意翻炒也不会把食 材弄到外面，还可以防止热量散失，节约燃料．下列说法正确的是（） A. 制造锅体的材料和手柄都应具有良好的导热性能 B. 炒菜时我们能闻到食物的香味，说明只有高温时分子在做无规则运动 C. 食物沿超大弧形边沿翻炒最终掉在锅的过程，其运动状态不断改变 D. 炒菜时不断翻动食物是利用做功的方式增大物体内能 7、小吴在泡温泉时听了工作人员对温泉水来源的介绍后，设想使用地热资源解决冬天的供暖问题，于是设计了如图的方案，关于此方案涉及的科学知识的叙述中，错误的是（）

热传递的三种方式

热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现的。在实际的热传递过程中，这三种方式往往不是单独进行的。 热传导是由于大量分子、原子等相互碰撞，使物体的内能从温度较高部分传至较低部分的过程。热传导是固体热传递的主要方式。各种物质热传导的性能不同，金属较好，玻璃、羽毛、毛皮等很差。 对流是靠液体或气体的流动，使内能从温度较高部分传至温度较低部分的过程。对流是液体和气体热传递的主要方式，气体的对流比液体明显。 热辐射是物体不依靠介质，直接将能量发射出来，传给其他物体的过程。热辐射是远距离传递能量的主要方式，如太阳能就是以热辐射的形式，经过宇宙空间将热量传给地球的。 在做这个实验时，其实不能很好的保护小金鱼的健康。小金鱼在底部常会因为缺氧而窜上来被热水烫到，为了保证瓶中小金鱼的安全，请你拟定一个简单易行的方案帮助解决这个问题。 用酒精灯在瓶颈的上端加热，小金鱼就不会缺氧 酒精灯加热的时候，水虽然是热的，但水是热的不良导体，虽然在瓶颈口上端加热，但水不发生对流，所以瓶下部的水还是自然状态，鱼也就安然无恙了。 加热的金鱼仍在试管里存活运用了热传递原理。热水的密度比冷水小。 试管烧水的时候,试管口的水在加热的过程中,靠近酒精灯的试管口水由于靠近火焰即热源,所以在进行热传递的时候,热量先传递到这部分水上,这部分水在加热后,热量会大部分向上传递,这个和空气中的热传递方式差不多.可以这么认为:水加热后,靠近试管壁的水发生汽化,汽化后由于水的浮力的作用就要向上跑,在向 上的过程中带着热量传递给试管上部的水,使这一部分水也变热了, 而试管下部的水由于没有水汽向下流通,所以温度不会发生太大变化. 还有一个原因就是用的是试管,试管是玻璃的,导热性能不好,如果用的是金属制 品的话,或者试管里放的是导热性能好的液体的话,那么整个液体在加热的过程中温度就不会差很多了. 因为金属制品的容器导热性能特别好,所以酒精灯在加热的时候,热能通过金属制品就传递到容器的各个部分,然后有容器的各个部分又传递给水.所以日用的烧水的容器都是金属制品. 老师在烧金鱼时烧瓶斜放，金鱼在下面，因为在烧瓶处加热时，上部的水受热膨胀变轻，浮在上面，不会和下面的水对流，所以即使上面的水沸腾了，下面的水温在短时间内依旧不会有什么变化，当然烧不死了