高考物理物质的温度与稳定性问题

物质的温度与稳定性问题

一、物质的温度问题

1、分子热运动与温度

我们都知道，对理想气体（不考虑分子间相互作用势能）而言，温度与分子热运动的平均能量满足如

下关系： E = i kT

2

其中， i = t + r + 2s ，t =3 代表整个分子（质心）的三个平动自由度，r 代表转动自由度，s 代表振动自由度，对于单原子分子气体，r =s =0，i =3，对双原子分子气体，r =2、s =1，i =7……与此类似，对固体晶 体，i =6……气体的等容摩尔热容C mol

= i R ，固体晶体的摩尔热容为C mol = 3RT 。

V

2 不过，实际上，常温情况下，双原子分子气体的 i 接近 5，随着温度的逐渐升高，i 逐渐取更大的值， 其最大取值为 7。如右图所示为氢分子气体热容随温度变化的图像，可以看出，温度极低时，i 甚至只取 3。这意味着什么呢？

原来，在温度极低时，氢分子的转动自由度振

动自由度被“冻结”，都处于基态，分子的转 动动

能、振动动能势能并不随着温度变化而变 化，

这样，温度变化时，吸收的能量就用于改变分子

整体平动动能，所以氢气的等容摩尔热容 C mol = 3 R ；当温度逐渐增加时，分子间相互碰

V 2

撞作用越来越强，就会使一些分子转动自由度逐

渐“解冻”而处于高能态，高能态能级几乎是连 续

变化的，进而使吸收的能量还改变分子转动动 能，

氢气的等容摩尔热容逐渐增加，当温度升高

到常温时，几乎所有分子的转动自由度全部解冻，所以氢气的等容摩尔热容C mol

= 5 R ；当温度继续升高 V 2

时，一些分子的振动自由度逐渐“解冻”而处于高能态，吸收的能量也用于改变分子振动动能和势能，氢 气的等容摩尔热容又逐渐增加，当温度极高时，绝大部分分子的振动自由度几乎全部“解冻”，氢气的等

容摩尔热容就增加到了C mol

= 7 R 。 V 2

从上述分析我们可以看到，温度不同时，物质分子就会处于不同的状态，分子结构和性质发生了变化。

2、只有分子才是热运动的载体？

我们都知道太阳内部温度极高，也知道氢弹需要原子弹引爆——必须使氢核动能增加到足够大，使得氢核碰撞时距离足够近，足以克服库仑斥力而接近到核力作用的尺度范围内，才会发生聚变反应……那么， 这两种说法中，温度是和分子热运动相关的吗？

答案是否定的，因为当温度达到热核反应发生的高度时，所有分子甚至原子都解体了，剩下的只是电子和原子核，那么，此时我们说温度很高，显然这个热运动的载体不再是分子，而是电子、原子核！温度也不是分子平均能量的标志，而是电子、原子核以及其他各类基本粒子热运动平均能量的标志！

也就是说，在不同温度下，热运动的载体时不一样的，温度并不能简单的概括为分子热运动平均能量 的标志；只是通常温度下，大部分物质内电子、原子核都处于基态，稳定不变，吸收能量只改变分子（分 子、离子、原子）能量，因此热运动载体就是分子，所以高中教材所说的温度是分子热运动平均能量的标 志，只适用于常温情况下的普通物质。

那么，原子核的半衰期与温度有没有关系呢？常温情况下，分子、原子作为一个整体运动或反应时， 没有离解为裸露的原子核，也就是原子核的能量没有受到整体运动、核外电子运动的影响，因此，其衰变

快慢就与温度无关；但是，在超高温情况下，也就是达到热核反应的温度时，原子核本身就是热运动的载体，其能量本身就会很大，而且粒子间的相互作用也很强，于是，原子核就会极其不稳定，而易于衰变，显然，原子核半衰期在超高温条件下就会缩短。

通常我们所说基本粒子的半衰期，实际上说的是自由粒子的半衰期，也就是没有与其他粒子相互作用（或作用很弱），且以粒子本身为参考系（也就是粒子作为一个整体的运动能量不计）而言的。当涉及到大量粒子相互作用或转换参考系时，粒子半衰期就会发生变化。

二、物质的稳定性问题

1、粒子碰撞与物质稳定性

现设想太阳-行星系统，如果有外来天体靠近这个系统，必定极大的改变这个系统内各个行星的运动轨道，从而使这个系统发生严重改变；但是，我们发现，尽管常温下气体内分子发生着极高频率的碰撞，但气体分子还是原来的分子，气体分子并不因为这种碰撞而改变其分子系统内部结构。显然，分子系统具有很高的稳定性，分子间的碰撞可视为弹性碰撞，通常情况下，微观粒子间的碰撞都可以处理成弹性碰撞。是什么原因导致分子、原子、电子、原子核的这种稳定性？

实际上，微观的状态并不是能够如同经典太阳系那样可以连续变化的，粒子能级是量子化的，当粒子间碰撞能量不够大时，不足以将粒子激发到高能态，那么，这样的碰撞就不能改变粒子内部的状态，粒子间的碰撞就不损耗能量，所以就是弹性碰撞。

我们可以做一个初步计算，设原子基态到第一激发态的能级差为5eV（这是原子能级的典型差值），

由E 3

kT 可以算得，只有温度达到40000K 的极高温时，原子之间的热碰撞才能引起原子能级的跃迁，2

而通常温度为300K 左右，因此大多数原子间的碰撞就只能是弹性碰撞。

经典热力学之所以能够取得很大的成功的原因之一就在于，原子、分子系统是量子化系统，一般温度下粒子之间的碰撞都不足以改变粒子内部状态，也就是粒子总是处于基态，因此可以把粒子间的碰撞处理成弹性碰撞。

2、物质的稳定性与量子阶梯

从上述问题的分析可以看出，由于粒子能级量子化的特征，导致在外来扰动不足以激发粒子到高能级时，粒子就能保持内部结构的稳定性，而不发生变化。这就是为什么无论采用什么途径冶炼得来的金属铜，都具有一样的性质而无法区分的原因，也就是绝大部分时候物质保持其固有性质不变的原因。

如果外界施加给粒子的扰动很强烈，则粒子就会发生能级跃迁，粒子的内部结构就会发生变化，甚至遭到彻底的破坏，成为分裂开来的具有连续运动特征的经典粒子。

粒子的线度越小，其能级之间的差值就越大。对于分子来说，它的能级差较小，要改变它的状态只需要较小的能量，但是改变原子的状态，所需要的能量就大得多，而原子核的能级差值更大，要引起原子核内部状态的变化，就需要大上好几千倍的能量。美国物理学家V.F.韦斯科夫把粒子系统的这一特征系列，称之为“量子阶梯”，下面这一段话，就是摘自他的《二十世纪物理学》中的表述：

“在很低温度下，每种物质的分子都排成一个大单元——一块束缚得紧的晶体，其中每一个部分同任何别的部分都是完全相同的。如果我们把它加热到较高的温度，则它开始熔化或蒸发而形成液体或气体。在正常温度下的气体(譬如空气)中，每一个分子各自沿不同的路径运动，由于不规则的运动而碰来碰去。分子的运动不再是一样的；它们经历着不断的变化，相应的运动可以用经典力学来预测，然而，分子本身彼此之间仍然全同。它们就像是不活泼的弹子球那样地相互作用，碰撞的能量还没有高到足以破坏它们量子态的程度。

在更高的温度下，碰撞能量超过分子的激发能。原子和电子的内部运动开始参与能量交换。这就是气体开始起辉发光时的温度，倘若再供给更多的能量,分子就分裂为原子，而如更进一步，电子都从原子中扯裂开来了。于是原子失去了它们的个性和特定性。电子和原子核自由地混乱地运动，没有两个电子的运动会完全一样，这种状态发生在像恒星内部那样高的温度，然而，也有可能在实验室内对少量原子创造出相似的条件。这就是‘等离子体物理’的对象。在这样的能量下，原子核仍处在它们的基态上。它们仍是全同的和特定的，纵然原子早已从它们的特定的质降格为非特定的混乱的行为了。仅当有上百万电子伏的能量输人体系时，如同我们在大型粒子加速器中所做的那样，核的较高量子态才会激发出来，或者核竟分

解为其组元一质子和中子。一旦这样做了，则核也失去了它的质和它的特定性质，也就是变成为质子和中子的经典气体了。

最新的巨型加速器注人质子和中子本身的能量差不多到达

这样的程度，以致中子、质子开始显示出内部结构和差异，从而

丧失了它们固有的全同性。随着能量进一步增加，这一进程可能迈

向新的未知结构一或者它也可能停在某个点上，不再提供任何新粒

子。我们不知道而且可能永远也不会知道，除非我们一直做下

去。

量子阶梯使我们有可能一步步地发现自然界的结构。当我们在

原子能量范围研究一些现象时，我们不需要考虑核的内部结构：

当我们研究气体在正常温度下的机制时，我们不需要考虑原子的

内部结构。在前一种情况下，我们可以把核看作是全同的不可改变

的单元，换句话说，看作是基本粒子；在后一种情况下对每一个原子

也可以这样看。因此观察的现象是比较简单的。一点不知道组元的内部

结构也能理解这些现象，只要所采用的能量如此之低，以致组元可以

看作是不变的单元就行。”

右图即韦斯科夫绘制的量子阶梯图。

mpp的温度稳定性

MAGNETICS 1-6 基本资料 MPP 的温度稳定性 美磁的MPP 磁芯具有三种基本的温度稳定性：标准、受控和线性。 磁芯涂层上的编码对应了温度稳定性，但涂层本身并不对温度稳定性有任何影响。A2，A7，AY ，A5和A9为标准型号；D4，W4和M4为受控型号，L6为线性型号。可提供的尺寸与磁导率范围可参见第1-3页。 标准MPP 磁芯的电感呈现微量的正温度系数。这是由该合金的磁导率-温度特性，以及由金属粉末晶粒周围的绝缘材料产生的分布式气隙的热膨胀程度所决定。 在特定温度范围内，受控稳定型MPP 磁芯(编码为D4，W4和M4)的电感/温度系数近乎水平。这一点应归功于美磁独特的合金化学组分搭配。这种磁芯的成本比标准磁芯高，但除了平坦的电感系数曲线，电学和物理性能与标准磁芯并无区别。 受控稳定型磁芯的典型应用为调谐滤波器，这种滤波器 M4 磁芯可达到W4的限制温度，亦可取代W4。 稳定性限值实例：在-55℃ 至 +85℃ 的温度范围内，测试W4稳定磁芯在2mT ，10kHz 条件下不同温度点的电感，最高值与最低值之间的差不超过相同条件下25℃时的感值的0.50%。L6的ppm 斜度在25℃ 下测得。 要求温度变化时，电感保持稳定。仅在驱动电平小于10mT 时，受控稳定型磁芯的电感稳定特性下才比较明显。因此，这种磁芯在高驱动电平下工作时，并无显著优势，如电源滤波扼流圈。 L6编码的磁芯为线性稳定型磁芯，最初是为了匹配聚苯乙烯电容器的温度系数而开发的，即使电容移动，它也可以保证无源滤波器在一个较大的温度范围内保持电感稳定。 初始电感与初始电感稳定性对外部因素很敏感，如水分和物理压力。电感加工的详细介绍见第1-7 页。

热辐射计算公式

传热学课程自学辅导资料 （热动专业） 二○○八年十月

传热学课程自学进度表 教材：《传热学》教材编者：杨世铭陶文铨出版社：高教出版时间：2006 1

注：期中（第10周左右）将前半部分测验作业寄给班主任，期末面授时将后半部分测验作业直接交给任课教师。总成绩中，作业占15分。 2

传热学课程自学指导书 第一章绪论 一、本章的核心、重点及前后联系 （一）本章的核心 1、导热、对流、辐射的基本概念。 2、传热过程传热量的计算。 （二）本章重点 1、导热、对流、辐射的基本概念。 2、传热过程传热量的计算。 （三）本章前后联系 简要介绍了热量传递的三种基本方式和传热过程 二、本章的基本概念、难点及学习方法指导 （一）本章的基本概念 1、热传导 导热（Heat Conduction）：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为导热。 特点：从宏观的现象看，是因物体直接接触，能量从高温部分传递到低温部分，中间没有明显的物质迁移。 从微观角度分析物体的导热机理： 气体：气体分子不规则运动时相互碰撞的结果。 导电固体：自由电子不规则运动相互碰撞的结果，自由电子的运动对其导热起主导作用。 非导电固体：通过晶格结构振动所产生的弹性波来实现热量传递，即院子、分子在其平衡位置振动。 液体：第一种观点类似于气体，只是复杂些，因液体分子的间距较近，分子间的作用力对碰撞的影响比气体大；第二种观点类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动，原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。 热流量：单位时间传递的热量称为热流量，用Ф表示，单位为W。 3

宝宝发烧 不同温度有不同处理 方法(父母值得一看)

宝宝发烧，不同温度有不同处理的方法 一、38.5℃以下：物理降温为主 一般情况下宝宝发烧分3种：低烧37.5摄氏度—38摄氏度;中烧38.1摄氏度—39摄氏度;高烧39.1摄氏度—40摄氏度。通常来说，如果宝宝体温在38.5℃以下，且没有特别不舒服、精神状态良好，也就是说照常吃、照常睡及照常玩，妈妈就不必急于给宝宝喂药，物理降温更适合。 建议方法： 不要盲目“捂汗”：一些家长认为给宝宝“捂汗”发烧会好得更快。但事实上，这样身体的热量反而不容易散发，特别是在炎热的夏天，更是容易“中暑”。对3个月以内的小婴儿采取“开包”打开衣被、少穿衣服就可能有逐渐降温的效果，一般来说发高烧的宝宝应该不要盖厚被子，衣服也要少穿。 多喝水排尿： 发烧的宝宝要多喝水，增加尿量，可促进体内毒素排出。同时还要注意多补充身体流失的电解质，妈妈可以适当让宝宝喝些葡萄糖水或者淡盐水。 二、38.5℃到39℃：可适当吃药 当宝宝发烧在38.5℃-39℃左右时，在家中可首先采取以下物理降温的办法，妈妈同时考虑让宝宝服用退烧药。吃退烧药以一次用一种药为原则，以减轻宝宝的不舒服，并防止宝宝高热惊厥的发生。 建议方法： 使用退烧药：使用普遍的是含扑热息痛的糖浆，该药短期使用常规剂量副作用轻微，可作为首选退热药。如果孩子不能耐受口服药物，可选择直肠内使用的栓剂。

温湿敷： 用温湿半干的大毛巾敷在宝宝的胸腹部，但要注意不要开空调，以免室温过低着凉加重感冒。另外，也可用几块稍凉的湿毛巾(约25℃)拧成半干，放在宝宝的额部、颈部、腋下及大腿根部进行冷敷，每5～7分钟更换一次，清凉感能让宝宝舒服很多。 冰敷或用冰枕： 用冰袋放在宝宝额头或者两侧颈部，也可放在腋下及双侧腹股沟的部位，自制冰袋可把碎冰块装入塑料袋，可加上适量冷水，压出空气，把袋口扎好。或者让宝宝睡冰枕，都有助于宝宝的局部散热退烧。但一定要注意在冰袋外需裹一层布，以防局部冻伤宝宝的皮肤。一般冰敷、冰枕只适合稍大的宝宝使用，而对于6个月以内的宝宝可以使用市面上的退热贴，舒缓一些高烧所带来的不适。 三、39℃到40℃：温水擦浴 当宝宝发烧到39℃-40℃就已经算是高烧了。除了要吃药以外，建议妈妈结合温水擦浴，帮助宝宝增强血液循环，降低身体高热温度。 建议方法： 温水擦身：当宝宝发烧时用40度至50度的温水擦拭脖子、腋下、肘窝、大腿根等大血管走形的位置帮助宝宝降温。 温水浴降温： 你也可以给宝宝做温水浴，泡浴时让宝宝身体全部(头部除外)浸泡在略低于体温2℃的水里，同时用温湿毛巾(37℃)在四肢和前胸后背上下均匀地搓揉，使皮肤表面的血管扩张以促进热的散发。四肢及背部各擦浴3～5分钟，擦至腋窝、腹股沟等血管丰富处停留时间稍长些。每次泡澡约10～15分钟，约4～6小时1次，有助促进宝宝血液循环。 四、超过40℃：立刻就医 婴幼儿发烧很容易一下子冲到40℃高烧，也常常因高烧而发生惊厥，比如意识丧失、眼球固定或上翻、头颈后仰、面肌及肢体抽搐等危急症状。所以当宝

物质的温度与稳定性问题

物质的温度与稳定性问题 湖北省恩施高中陈恩谱 一、物质的温度问题 1、分子热运动与温度 我们都知道，对理想气体（不考虑分子间相互作用势能）而言，温度与分子热运动的平均能量满足如下关系：2 i E kT =其中，2i t r s =++，t =3代表整个分子（质心）的三个平动自由度，r 代表转动自由度，s 代表振动自由度，对于单原子分子气体，r =s =0，i =3，对双原子分子气体，r =2、s =1，i =7……与此类似，对固体晶体，i =6……气体的等容摩尔热容mol 2 V i C R =，固体晶体的摩尔热容为mol 3C RT =。不过，实际上，常温情况下，双原子分子气体的i 接近5，随着温度的逐渐升高，i 逐渐取更大的值，其最大取值为7。如右图所示为氢分子气体热容随温度变化的图像，可以看出，温度极低时，i 甚至只取3。这意味着什么呢？ 原来，在温度极低时，氢分子的转动自由度、 振动自由度被“冻结”，都处于基态，分子的转 动动能、振动动能势能并不随着温度变化而变 化，这样，温度变化时，吸收的能量就用于改变分子整体平动动能，所以氢气的等容摩尔热容 mol 32 V C R =；当温度逐渐增加时，分子间相互碰撞作用越来越强，就会使一些分子转动自由度逐 渐“解冻”而处于高能态，高能态能级几乎是连 续变化的，进而使吸收的能量还改变分子转动动 能，氢气的等容摩尔热容逐渐增加，当温度升高到常温时，几乎所有分子的转动自由度全部解冻，所以氢气的等容摩尔热容mol 52 V C R =；当温度继续升高时，一些分子的振动自由度逐渐“解冻”而处于高能态，吸收的能量也用于改变分子振动动能和势能，氢气的等容摩尔热容又逐渐增加，当温度极高时，绝大部分分子的振动自由度几乎全部“解冻”，氢气的等容摩尔热容就增加到了mol 72 V C R =。从上述分析我们可以看到，温度不同时，物质分子就会处于不同的状态，分子结构和性质发生了变化。 2、只有分子才是热运动的载体？ 我们都知道太阳内部温度极高，也知道氢弹需要原子弹引爆——必须使氢核动能增加到足够大，使得氢核碰撞时距离足够近，足以克服库仑斥力而接近到核力作用的尺度范围内，才会发生聚变反应……那么，这两种说法中，温度是和分子热运动相关的吗？ 答案是否定的，因为当温度达到热核反应发生的高度时，所有分子甚至原子都解体了，剩下的只是电子和原子核，那么，此时我们说温度很高，显然这个热运动的载体不再是分子，而是电子、原子核！温度也不是分子平均能量的标志，而是电子、原子核以及其他各类基本粒子热运动平均能量的标志！ 也就是说，在不同温度下，热运动的载体时不一样的，温度并不能简单的概括为分子热运动平均能量的标志；只是通常温度下，大部分物质内电子、原子核都处于基态，稳定不变，吸收能量只改变分子（分子、离子、原子）能量，因此热运动载体就是分子，所以高中教材所说的温度是分子热运动平均能量的标志，只适用于常温情况下的普通物质。 那么，原子核的半衰期与温度有没有关系呢？常温情况下，分子、原子作为一个整体运动或反应时，没有离解为裸露的原子核，也就是原子核的能量没有受到整体运动、核外电子运动的影响，因此，其衰变

温湿度变化与菲林稳定性关系表

Dimensional stability table (尺寸稳定表) (计算仅适用于相对湿度在30-70%间)与相对湿度低于30%或高于70% irreversable 尺寸变动发生 参考温度Reference temperature:25°C You may over rule the referention temperature Reference relative humidity:53% RH You may over rule the referention relative humidity 菲林长度Film length: 660mm Fill out the film length at reference conditions 温度膨胀系数 Temperature expansion coefficient:18μm/m °C Default value for silver halide film Relative humidity expansion coefficient: 11μm/m %RH Fill out the correct relative humidity expansion coefficient 相对湿度膨胀系数 The RH coefficient is a value between 9 and 14 μm/m %RH, depending on: Direction of the base material (length or square to the production direction)Centre or board part of the base material RH range Before or after processing Blackness Dimensional change, AFTER FULL ACCLIMATISATION , expressed in μm Remark: the calculations only applies to relative humidities between 30 and 70%With relative humidities lower than 30 % or higher than 70 % irreversable dimensional changes occur a b R H % 参考相对湿度

宝宝发烧不同温度有不同处理方法

宝宝发烧不同温度有不同 处理方法 Last revision on 21 December 2020

宝宝发烧不同温度有不同处理方法 一般情况下宝宝发烧分3种：低烧～38℃)，中烧～39℃)，高烧～40℃)。通常来说，如果宝宝体温在℃以下，且没有特别不舒服、精神状态良好，也就是说照常吃、照常睡及照常玩，妈妈就不必急于给宝宝喂药，物理降温更适合。 建议方法： (1) 不要盲目“捂汗” 一些家长认为给宝宝“捂汗”发烧会好得更快，但事实上，这样身体的热量反而不容易散发。对3个月以内的小婴儿可采取“开包”，打开衣被、少穿衣服，就可能有逐渐降温的效果。一般来说，发高烧的宝宝应该不要盖厚被子，衣服也要少穿。 (2) 擦身降温 妈妈可以用温水擦身给宝宝进行物理降温，但需要注意的是，不要使用酒精，以免酒精通过呼吸道或皮肤进入宝宝体内。 (3) 多喝水排尿 发烧的宝宝要多喝水，增加尿量，可。同时还要注意多补充身体流失的电解质，妈妈可以适当让宝宝喝些葡萄糖水或者淡盐水。 当宝宝发烧在～39℃时，在家中采取物理降温办法的同时，妈妈可以考虑让宝宝服用退烧药。吃退烧药以一次用一种药为原则，以减轻宝宝的不舒服，并防止宝宝高热惊厥的发生。 建议方法：

(1) 使用退烧药 常用的退烧药有美林和泰诺林，可以有效让宝宝退烧，减轻宝宝痛苦。如果孩子不能耐受口服药物，可选择直肠内使用的栓剂。 (2) 温湿敷 用温湿半干的大毛巾敷在宝宝的胸腹部，但要注意不要开空调，以免室温过低着凉加重感冒。另外，也可用几块稍凉的湿毛巾(约25℃)拧成半干，放在宝宝的额部、颈部、腋下及大腿根部进行冷敷，每5～7分钟更换一次，清凉感能让宝宝舒服很多。 (3) 冰敷或用冰枕 用冰袋放在宝宝额头或者两侧颈部，也可放在腋下及双侧腹股沟的部位。自制冰袋可把碎冰块装入塑料袋，可加上适量冷水，压出空气，把袋口扎好。或者让宝宝睡冰枕，都有助于宝宝的局部散热退烧。但一定要注意在冰袋外需裹一层布，以防局部冻伤宝宝的皮肤。一般冰敷、冰枕只适合稍大的宝宝使用，而对于6个月以内的宝宝，可以使用市面上的退热贴，舒缓一些高烧所带来的不适。

高考物理物质的温度与稳定性问题

物质的温度与稳定性问题 一、物质的温度问题 1、分子热运动与温度 我们都知道，对理想气体（不考虑分子间相互作用势能）而言，温度与分子热运动的平均能量满足如 下关系： E = i kT 2 其中， i = t + r + 2s ，t =3 代表整个分子（质心）的三个平动自由度，r 代表转动自由度，s 代表振动自由度，对于单原子分子气体，r =s =0，i =3，对双原子分子气体，r =2、s =1，i =7……与此类似，对固体晶 体，i =6……气体的等容摩尔热容C mol = i R ，固体晶体的摩尔热容为C mol = 3RT 。 V 2 不过，实际上，常温情况下，双原子分子气体的 i 接近 5，随着温度的逐渐升高，i 逐渐取更大的值， 其最大取值为 7。如右图所示为氢分子气体热容随温度变化的图像，可以看出，温度极低时，i 甚至只取 3。这意味着什么呢？ 原来，在温度极低时，氢分子的转动自由度振 动自由度被“冻结”，都处于基态，分子的转 动动 能、振动动能势能并不随着温度变化而变 化， 这样，温度变化时，吸收的能量就用于改变分子 整体平动动能，所以氢气的等容摩尔热容 C mol = 3 R ；当温度逐渐增加时，分子间相互碰 V 2 撞作用越来越强，就会使一些分子转动自由度逐 渐“解冻”而处于高能态，高能态能级几乎是连 续 变化的，进而使吸收的能量还改变分子转动动 能， 氢气的等容摩尔热容逐渐增加，当温度升高 到常温时，几乎所有分子的转动自由度全部解冻，所以氢气的等容摩尔热容C mol = 5 R ；当温度继续升高 V 2 时，一些分子的振动自由度逐渐“解冻”而处于高能态，吸收的能量也用于改变分子振动动能和势能，氢 气的等容摩尔热容又逐渐增加，当温度极高时，绝大部分分子的振动自由度几乎全部“解冻”，氢气的等 容摩尔热容就增加到了C mol = 7 R 。 V 2 从上述分析我们可以看到，温度不同时，物质分子就会处于不同的状态，分子结构和性质发生了变化。 2、只有分子才是热运动的载体？ 我们都知道太阳内部温度极高，也知道氢弹需要原子弹引爆——必须使氢核动能增加到足够大，使得氢核碰撞时距离足够近，足以克服库仑斥力而接近到核力作用的尺度范围内，才会发生聚变反应……那么， 这两种说法中，温度是和分子热运动相关的吗？ 答案是否定的，因为当温度达到热核反应发生的高度时，所有分子甚至原子都解体了，剩下的只是电子和原子核，那么，此时我们说温度很高，显然这个热运动的载体不再是分子，而是电子、原子核！温度也不是分子平均能量的标志，而是电子、原子核以及其他各类基本粒子热运动平均能量的标志！ 也就是说，在不同温度下，热运动的载体时不一样的，温度并不能简单的概括为分子热运动平均能量 的标志；只是通常温度下，大部分物质内电子、原子核都处于基态，稳定不变，吸收能量只改变分子（分 子、离子、原子）能量，因此热运动载体就是分子，所以高中教材所说的温度是分子热运动平均能量的标 志，只适用于常温情况下的普通物质。 那么，原子核的半衰期与温度有没有关系呢？常温情况下，分子、原子作为一个整体运动或反应时， 没有离解为裸露的原子核，也就是原子核的能量没有受到整体运动、核外电子运动的影响，因此，其衰变

纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究定稿版

纯钛不同温度热氧化处 理组织与耐蚀性研究 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

学号：05430205江苏工业学院 毕业论文 （2009届） 题目纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 学生倪静 学院材料科学与工程学院专业班级金材052 校内指导教师胡静专业技术职务教授

二○○九年六月

纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 摘要：钛及钛合金由于其高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性，广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗器械、国防领域。但钛及钛合金在一些介质中较差的耐腐蚀性限制了它的应用。热氧化处理是一种简单、环保的工艺，可强化钛合金的表面，改善钛在一些介质中的耐腐蚀性能。 本研究选取了TA2为研究对象，将TA2置于箱式电阻炉中进行温度为500℃、600℃、650℃、700℃、750℃和850℃，时间为210min热氧化。利用光学显微镜（OM）对不同温度热氧化试样表层和截面的组织分析；用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度热氧化试样的表层和截面、腐蚀前后进行组织形貌进行分析；利用EDS分析了微区成分和截面元素分布情况；采用X射线（XRD）对不同温度热氧化试样的表层进行物相分析；利用维氏硬度计对不同温度热氧化试样的表层进行显微硬度分析。最 后研究了TA2经不同温度热氧化后在36-38%的HCl和30%的H 2O 2 中的耐腐蚀性。 研究结果表明，600℃以上热氧化在表面形成了TiO 2 氧化膜，整个氧化渗层由表 层TiO 2氧化膜和氧扩散层构成，热氧化温度越高，表面形成的TiO 2 氧化膜越厚，表 面硬度越高。热氧化后试样表面硬度随温度升高而提高；耐腐蚀性在一定温度范围内，随温度升高而提高，本研究中，210min、700℃生成的氧化膜的耐腐蚀性最好。 关键词：纯钛；热氧化；氧化层；显微硬度；耐腐蚀性

面向偏压温度不稳定性分析的即时VTH 测量(一)

面向偏压温度不稳定性分析的即时VTH 测量（一） 引言 在微缩CMOS 和精密模拟CMOS 技术中对偏压温度不稳定性负偏压温度不稳定性(NBTI)和正偏压温度不稳定性(PBTI)监测和控制的需求不断增加。当前NBTI1 的JEDEC 标准将测量间歇期的NBTI 恢复视为促进可靠性研究人员不断完善测试技术的关键。简单来说，当撤销器件应力时，这种性能的劣化就开始愈合。这意味着慢间歇期测量得出的寿命预测结果将过于乐观。因此，劣化特性分析得越快，(劣化)恢复对寿命预测的影响越小。此外，实验数据显示被测的劣化时间斜率(n)很大程度取决于测量时延和测量速度。2 因此，为了最小化测量延时并提高测量速度开发了几种测量技术。 什么是BTI? 偏压温度不稳定性(BTI)指当MOS FET 受温度应力影响时阈值电压(VTH)不稳定的现象。通常在125℃、漏极和源极接地的条件下，升高栅极电压来测试FET。随时间推延，VTH 将增大。对于逻辑器件和存储器件等应用而言，VTH 出现10%的偏移就会使电路失效。对于匹配双晶体管等模拟应用而言，出现更小的偏移就会使电路失效。影响FET 匹配的许多工艺偏差可以通过增大晶体管面积来缓和，剩下的限制因素是BTI。 即时(OTF)法 Denais 等人3 提出了一种用VTH 偏移相关的间接测量将间歇期测量的恢复减至最小的方法。间歇期测量序列通过仅3 次测量缩短无应力时间，如图1 所示。这种方法几乎能用任何一种参数测量系统实现，只是实现的程度有所不同。但大多数GPIB 控制的仪器都缺乏灵活性并受限于GPIB 通信时间和仪器内部速度;因此在测量过程中器件仍会保持将近100ms 的无应力时间。

管式炉的辐射热传计算的温度分布计算(1)

管式炉的辐射热传计算·温度分布计算（1） 1）能量平衡方程的建立 计算辐射传热是计算温度分布所必需的，但要准确计算温度场还必须已知燃料燃烧模型、烟气流动模型、管内过程模型。一般说，这些都是当今的研究课题，还有待人们去认识和开发，在资料不足时可作出假定。 Roesler提出的燃烧模型，常为人们采用。 流场是难点，冷模、示踪都可作为了解烟气流动的手段，但在文献中常见将其作为活塞流处理，或凭经验加以校正。 管内过程视系统而定，如果是单纯加热则比较简单，如果管内进行化学反应过程，还应当有可靠的反应动力学模型。 在上述模型都已知的条件下，可建立计算温度分布的能量平衡方程组。 对并联管束，例如烃类水蒸气转化制氢炉，管表面区的能量平衡式为: 系统中表面区的数目与所能建立的能量平衡方程数目相同。烟气区的能量平衡式为:

同样，方程式的数目与系统中烟气区的数目相同，联立解所有方程式，就可求出温度分布。 上述两式中，Q n 表示烟气区g i 或与表面区S i 毗连的烟气区以对流方式传 到表面区的热量，kJ/h；Q n 表示传至管表面区的热量。或者表示通过耐火墙 传至环境的热损失，kJ/h；Q f 表示在该烟气区中燃料燃烧放出的热量，kJ/h； △Hg i 气表示烟气进出g i 区的焓差，kJ/h。 对于并联U形致壁管加热炉，其能量平衡方程式与并联管有所区别。如图4-35所示，四路U形徽壁管并联，每路11根，上进下出。鉴于并联管路有对称性，取其中一路作为计算对象即可，兼顾计算精度与机器内存，将敷壁管柱面分为四区，11根炉管分成44段。倘取每段中点温度为该段的代表温度，有44个温度待求，见图4-36。将烟气分为8区，其中4区为圆柱体，4区为环柱体。炉顶、炉底被分为4区，见图4-37。总共16区，56个温度待求。 敷壁管表面S i 管段区的能量平衡式:

纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究参照模板可编辑

学号：05430205江苏工业学院 毕业论文 （2009届） 题目纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 学生倪静 学院材料科学与工程学院专业班级金材052 校内指导教师胡静专业技术职务教授 二○○九年六月

纯钛不同温度热氧化处理组织与耐蚀性研究 摘要：钛及钛合金由于其高的比强度、优异的耐腐蚀性和良好的生物相容性，广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗器械、国防领域。但钛及钛合金在一些介质中较差的耐腐蚀性限制了它的应用。热氧化处理是一种简单、环保的工艺，可强化钛合金的表面，改善钛在一些介质中的耐腐蚀性能。 本研究选取了TA2为研究对象，将TA2置于箱式电阻炉中进行温度为500℃、600℃、650℃、700℃、750℃和850℃，时间为210min热氧化。利用光学显微镜（OM）对不同温度热氧化试样表层和截面的组织分析；用扫描电子显微镜（SEM）对不同温度热氧化试样的表层和截面、腐蚀前后进行组织形貌进行分析；利用EDS分析了微区成分和截面元素分布情况；采用X射线（XRD）对不同温度热氧化试样的表层进行物相分析；利用维氏硬度计对不同温度热氧化试样的表层进行显微硬度分析。最后研究了TA2经不同温度热氧化后在36-38%的HCl和30%的H2O2中的耐腐蚀性。 研究结果表明，600℃以上热氧化在表面形成了TiO2氧化膜，整个氧化渗层由表层TiO2氧化膜和氧扩散层构成，热氧化温度越高，表面形成的TiO2氧化膜越厚，表面硬度越高。热氧化后试样表面硬度随温度升高而提高；耐腐蚀性在一定温度范围内，随温度升高而提高，本研究中，210min、700℃生成的氧化膜的耐腐蚀性最好。 关键词：纯钛；热氧化；氧化层；显微硬度；耐腐蚀性

面向偏压温度不稳定性分析的即时VTH 测量

面向偏压温度不稳定性分析的即时VTH 测量 引言 在微缩CMOS 和精密模拟CMOS 技术中对偏压温度不稳定性负偏压温度不稳定性（NBTI）和正偏压温度不稳定性（PBTI）监测和控制的需求不断增加。当前NBTI1 的JEDEC 标准将测量间歇期的NBTI 恢复视为促进可靠性研究人员不断完善测试技术的关键。简单来说，当撤销器件应力时，这种性能的劣化就开始愈合。这意味着慢间歇期测量得出的寿命预测结果将过于乐观。因此，劣化特性分析得越快，（劣化）恢复对寿命预测的影响越小。此外，实验数据显示被测的劣化时间斜率（n）很大程度取决于测量时延和测量速度。 2 因此，为了最小化测量延时并提高测量速度开发了几种测量技术。 什么是BTI？ 偏压温度不稳定性（BTI）指当MOS FET 受温度应力影响时阈值电压（VTH）不稳定的现象。通常在125℃、漏极和源极接地的条件下，升高栅极电压来测试FET。随时间推延，VTH 将增大。对于逻辑器件和存储器件等应用而言，VTH 出现10%的偏移就会使电路失效。对于匹配双晶体管等模拟应用而言，出现更小的偏移就会使电路失效。影响FET 匹配的许多工艺偏差可以通过增大晶体管面积来缓和，剩下的限制因素是BTI。 即时（OTF）法 Denais 等人3 提出了一种用VTH 偏移相关的间接测量将间歇期测量的恢复减至最小的方法。间歇期测量序列通过仅3 次测量缩短无应力时间，如图1 所示。这种方法几乎能用任何一种参数测量系统实现，只是实现的程度有所不同。但大多数GPIB 控制的仪器都缺乏灵活性并受限于GPIB 通信时间和仪器内部速度；因此在测量过程中器件仍会保持将近100ms 的无应力时间。这

环境辐射温度场计算

在封闭的室内环境中，当空调工作并使室内温度湿度分布情况达到稳定时，地板上任一块立体空间的能量流动处于动态平衡状态，即单位时间内从该空间辐射出的能量等于该空间接收的辐射能量。当人进入室内，并站在该空间的瞬间，人体感受到的温度就是该空间的温度，因此，根据地板温度以及墙体温度求解目标空间温度，对空调温度的调节具有重要的指导意义。 墙2，T 2，X 2 墙3，T 3，X 3 当（假设1）只考虑三面墙体和地板的辐射对目标空间的作用时，根据能量守恒可得式（1） 123T floor E E E E E =+++ （1） 式中，E T 是该立体空间辐射出的能量，E 1、E 2、E 3、E floor 分别为墙1、墙2、墙3以及 地板面对该处空间的辐射能量。 （假设2）将墙、地面看做有限尺寸的朗伯辐射体，当目标空间距离墙面或地面距离为L 时，墙面对空间的辐射照度为 2 2 2 X H AW X L =+ （2） 式中，辐射照度H 表示空间的单位面积在单位时间内接收到的能量，单位为W/cm 2；W 称为辐射功率密度，指单位面积的辐射源在单位时间内发出的能量，单位也是W/cm 2；X 代表墙的尺寸，其值等于墙半高和半宽的平均值；A 为修正因子，其值与目标空间相对于墙或地面辐射中心法线的偏离角度有关，A <=1。（假设3） 将式（2）代入式（1），得到单位时间内目标空间单位面积内的能量关系为

222 1231122334222222 112233 T floor X X X W AW A W AW A W X L X L X L =++++++ （3） 当忽略比辐射率的影响时，目标空间、地板、墙面的辐射可近似为黑体辐射（假设4），辐射功率密度与其温度满足如下关系 4W T σ= （4） 对其微分可得，在T 变化范围不大时 30004dW W W T W T T dT σ??=+?=+? ??? （5） 由于黑体辐射的辐射功率密度只与物体的温度相关，在同一室内环境下，墙壁和地板的平均温度差相对较小（假设5），故各墙壁的辐射功率密度可表示为 ()()() 3 11322333444floor floor floor floor floor floor floor floor floor W W T T T W W T T T W W T T T σσσ=+-=+-=+- （6） 目标空间的辐射功率密度为 ()34T floor floor T floor W W T T T σ=+- （7） 式中，T T 即是目标空间温度，即人体感受温度。将式（6）、式（7）代入式（3），得 ()()()222 123112233222222 112233 222 12312342222223 11 223314T floor floor floor floor floor floor X X X T T A T T A T T A T T X L X L X L W X X X A A A A X L X L X L T σ-=-+-+-+++????++++-?? ?+++???? （8） 在理想状态下，房间温度完全均匀分布时，各墙面、空间与地板不存在温差，式（8）左右应为0，计算得到式（8）中，最后一项为0（假设6），从而得到式（9） ()()()2221231122332222 2 2 112233T floor floor floor floor X X X T T A T T A T T A T T X L X L X L =+-+-+-+++ （9） 即为立体空间温度的求解公式。 对于系数A ，目前学术上对单面墙辐射时，空间偏离辐射中心法线的情况有一个较为精确的计算公式，但形式比较复杂。为了使公式更适用于室内多面墙的情况，建议进行室内实验，通过数据拟合求出A 的值。

晶体管的温度稳定性和零点漂移

晶体管晶体管特性特性特性的温度稳定性的温度稳定性 （电子科大微固学院 Xie Meng-xian ） 双极型晶体管在应用上的温度稳定性是一个很重要的问题。因为晶体管是温度的敏感器件，它的参数（V BE 、β、I CBO ）都将会随温度而发生变化，并使得放大电路的静态工作点产生偏移。这种变化不仅会影响到一般电路工作的稳定性，而且也会导致晶体管直接耦合放大电路产生零点漂移（温度漂移）。 对于一般的晶体管放大电路，其温度的稳定性就主要决定于晶体管工作点（直流电压和直流电流）随着温度而发生的变化；而导致这种变化的主要原因则是晶体管集电结反向饱和电流（I CBO ）的变化。 （1）影响晶体管温度稳定性的因素影响晶体管温度稳定性的因素：： 因为共发射极放大晶体管的输出集电极电流I C ，可表示为放大了的输入电流（即βI B ）与晶体管穿透电流I CEO 之和： I C = β I B + I CEO ≈ β I B + β I CBO 可见，当工作温度变化时，晶体管电流放大系数β的变化以及I CBO 的变化，都将要引起晶体管输出电流的变化（即工作点变化）。 由于集电结反向饱和电流I CBO 是少数载流子扩散电流，则该电流决定于集电区和基区中的是少数载流子浓度梯度，近似与该两个区域中的少数载流子浓度成正比。而半导体中的少数载流子浓度与温度之间存在着指数函数的关系（即少数载流子浓度将随着温度的升高而指数式增大），因此，晶体管的I CBO 也将随着温度的升高而指数式增大。从而，这就会导致晶体管输出电流也相应地随着温度的升高而很快增大。相对来说，晶体管电流放大系数随温度的变化较小，则在考虑温度变化的影响时，可以忽略β变化对晶体管输出电流的作用。所以，在温度变化时，晶体管输出电流的变化将主要是由于晶体管的集电结反向饱和电流这个因素的影响。 从而可以见到： ① 为了提高晶体管的温度稳定性，就应该尽量减小晶体管的集电结反向饱和电流或者晶体管的穿透电流。 ② 晶体管放大电路的温度稳定性，可以采用由I CBO 变化所决定的所谓温度稳定性系数S 来表示： S = △I CO /△I CBO 式中的△I CO 是晶体管工作点电流的变化量， △I CBO 是晶体管集电结反向饱和电流的变化量。晶体管的S 值越接近1越好，一般是S=2～15。 (a)恒定基极电流偏置电路 (b)电流负反馈偏置电路 (c)电压负反馈偏置电路 图1 晶体管共发射极组态的典型偏置电路

KYN28A-12温度场部分(ANSOFT仿真)要点

某市级电业局开关柜项目汇报——温度场部分（ANSOFT 仿真） 5 温度场分布 柜体的发热损耗来源于涡流损耗，这些热量通过柜体表面的自然对流换热和热辐射两种方式发散到周围环境。假设各种材料的热物性为常数，不随材料温度而改变。则温度场的控制方程为： Q z T z y T y x T x t T c +?? ? ??????+???? ??????+??? ??????=??λλλρ 式中ρ为材料的密度；λ、c 为材料的导热系数和比热；Q 为内热源强度。 在母排的外表面上应该满足对流和辐射边界条件 ()() 44 c a a q n k T T T T εσ?=-+- 上式中 a T 是环境温度；σ表示史蒂芬-玻尔兹曼常数；ε表示母排表面的热发生率；c k 表示母 排表面的对流换热系数；q 表示热流密度矢量。 5.1 开关柜的热稳定时间 将涡流场计算得到的焦耳损耗作为热源导入，并设定相应的辐射边界条件，和对流散热边界条件，分别计算了开关柜在环境温度为30度和40度时的温度场。通过对工作电流为4000时，1000mm 开关柜的瞬态温度场计算，得出当时间为1200s 时，开关柜的温度场分布以及基本稳定。 T=200S 时开关柜温度场分布 T=1000S 时开关柜温度场分布

T=1200S 时开关柜温度场分布 T=3059S 时开关柜温度场分布 由以上图可以看出，当T=1200S 时，开关柜的温度场已经基本稳定。 5.2 母排的温度场分布 母排的焦耳损耗来源于源电流的电阻发热损耗和感应发热，母排的电阻包括载流导体电阻及接触电阻。此时应注意： （1）集肤效应，对交流电流流过的导体，由于电流产生磁通的作用，在导体截面各部分的地阿妈流密度是不平均的。 （2）邻近效应。对两个交流载流导体的并联导体，由于一个导体产生的磁通对另一个导体的作用，使其电流密度分布不均匀，从而影响交流电阻及焦耳损耗。 计算母排的发热既要考虑涡流损耗又要考虑电流损耗，即 11 22 rr Q J J H H ωμσ**= ?+? 以上各式中H 是复磁场强度；J 是复电流密度（上标“*”表示复变化）；σ是电导率；ω是角 频率；YY μ是复磁导率的虚部，r rr j μμμ=-；H 是复磁场强度，E 是电场强度。 当工作电流为1250A 、1600A 、2000A 、3150A 、4000A 时，母排和电流互感器温度场分布分别如图6~图10所示。母排与断路器开关接触部分由于接触电阻造成的损耗较大，温度较高。当工作电流小于2000A 时，母排温升较小，平均温升小于15度。当工作电流达到3150A 以上时，母排温升急剧增大，当工作电流为4000A 时，母排平均温度超过70度，触点位置温度接近100度。

宝宝发烧不同温度有不同处理方法

宝宝发烧不同温度有不同处理方法 1.38.5℃以下，物理降温为主 一般情况下宝宝发烧分3种：低烧(37.5～38℃)，中烧(38.1～39℃)，高烧(39.1～40℃)。通常来说，如果宝宝体温在38.5℃以下，且没有特别不舒服、精神状态良好，也就是说照常吃、照常睡及照常玩，妈妈就不必急于给宝宝喂药，物理降温更适合。 建议方法： (1) 不要盲目“捂汗” 一些家长认为给宝宝“捂汗”发烧会好得更快，但事实上，这样身体的热量反而不容易散发。对3个月以内的小婴儿可采取“开包”，打开衣被、少穿衣服，就可能有逐渐降温的效果。一般来说，发高烧的宝宝应该不要盖厚被子，衣服也要少穿。 (2) 擦身降温 妈妈可以用温水擦身给宝宝进行物理降温，但需要注意的是，不要使用酒精，以免酒精通过呼吸道或皮肤进入宝宝体内。 (3) 多喝水排尿 发烧的宝宝要多喝水，增加尿量，可促进体内循环。同时还要注意多补充身体流失的电解质，妈妈可以适当让宝宝喝些葡萄糖水或者淡盐水。

2.38.5～39℃，可适当吃药 当宝宝发烧在38.5～39℃时，在家中采取物理降温办法的同时，妈妈可以考虑让宝宝服用退烧药。吃退烧药以一次用一种药为原则，以减轻宝宝的不舒服，并防止宝宝高热惊厥的发生。 建议方法： (1) 使用退烧药 常用的退烧药有美林和泰诺林，可以有效让宝宝退烧，减轻宝宝痛苦。如果孩子不能耐受口服药物，可选择直肠内使用的栓剂。 (2) 温湿敷 用温湿半干的大毛巾敷在宝宝的胸腹部，但要注意不要开空调，以免室温过低着凉加重感冒。另外，也可用几块稍凉的湿毛巾(约25℃)拧成半干，放在宝宝的额部、颈部、腋下及大腿根部进行冷敷，每5～7分钟更换一次，清凉感能让宝宝舒服很多。 (3) 冰敷或用冰枕 用冰袋放在宝宝额头或者两侧颈部，也可放在腋下及双侧腹股沟的部位。自制冰袋可把碎冰块装入塑料袋，可加上适量冷水，压出空气，把袋口扎好。或者让宝宝睡冰枕，都有助于宝宝的局部散热退烧。但一定要注意在冰袋外需裹一层布，以防局部冻伤宝宝的皮肤。一般冰敷、冰枕只适合稍

第八章辐射换热的计算

第八章 辐射换热的计算 重点内容： 辐射空间热阻及黑体表面间的辐射传热计算分析方法。 影响辐射换热的因素：物体表面的温度，表面形状及尺寸，表面间相对位置，表面的辐射及吸收特性。 分析中的假定：物体表面⑴为恒温表面；⑵为漫-灰表面；⑶之间气体为透明体。 任何换热均有阻力，辐射换热也不例外，但其热阻形式与导热和对流换热有所不同，它包括仅与表面间几何因素有关的空间热阻和仅与表面辐射及吸收特性有关的表面热阻两大类。因此，辐射换热计算中最有效、应用最普遍的方法是封闭空腔网络法。 这里将分析黑体表面间的辐射换热并引出空间热阻，并讨论如何应用封闭空腔网络法进行黑体表面间辐射换热的分析计算。 § 8-1 角系数的定义、性质及计算 前面讲过，热辐射的发射和吸收均具有空间方向特性，因此，表面间的辐射换热与表面几何形状、大小和各表面的相对位置等几个因素均有关系，这种因素常用角系数来考虑。角系数的概念是随着固体表面辐射换热计算的出现与发展，于 20 世纪 20 年代提出的，它有很多名称，如，形状因子、可视因子、交换系数等等。但叫得最多的是角系数。值得注意的是，角系数只对漫射面 ( 既漫辐射又漫发射 ) 、表面的发射辐射和投射辐射均匀的情况下适用。 1. 角系数的定义 在介绍角系数概念前，要先温习两个概念. (1)投入辐射：单位时间内投射到单位面积上的总辐射能，记为 G 。 (2) 有效辐射：单位时间内离开单位面积的总辐射能为该表面的有效辐射， 参见图 8-1 。包括了自身的发射辐射 E 和反射辐射 r G 。 G 为投射辐射。 下面介绍角系数的概念及表达式。 (1) 角系数：有两个表面，编号为 1 和 2 ，其间充满透明介质，则表面 1 对表面 2 的角系数 X 1,2 是：表面 1 直接投射到表面 2 （8—1） 同理，也可以定义表面 2 对表面 1 的角系数。从这个概念我们可以得出角系数的应用是有一定限制条件的，即漫射面、等温、物性均匀 (2) 微元面对微元面的角系数 如图8-2所示，黑体微元面d A1对微元面d A2的角系数记 图 8-1

温度场分析

1温度场分析的意义 2离合器温度场分析的前提条件 进行膜片弹簧离合器温度场分析时要考虑到很多因素的影响，在这些因素 中有些是主要的因素，有些是次要的因素。根据目前的研究条件和国内外对此研究的进展状况，针对本研究主要进行如下方面的假设啪儿驯。 (1)在离合器接合过程中，压盘摩擦片间不断地流入和流出，因此其温度在 不断的变化，则摩擦片压盘的材料热性能参数要受到温度的影响。由于实验仪器的限制，不能够测量这些参数的变化，故在这里假设压盘和摩擦片的材料热性能参数不随温度变化。 (2)任何有温度的物体都要向外辐射能量，离合器也不例外。由于离合器接 合分离的时间很短，且压盘和摩擦片的温度不是很高，考虑到辐射计算的复杂性，暂不考虑离合器的辐射散热。 (3)实际工作中，离合器由于温度过高，或者散热不好，材料的物理化学性 质就会发生变化，比如塑性变形、析氢等现象。这些现象在温度场求解中是很难实现的，因此在该分析中将此现象忽略掉。 (4)摩擦热的产生，总是会有各种现象可能会带走部分的摩擦热，如磨损会 带走摩擦热。为了分析问题方便，认为摩擦热流完全被压盘和摩擦片吸收。(5)根据产生热量来源的滑摩功计算公式可判断出压盘摩擦片的温度场是 沿径向和轴向变化的二维温度场。 3用Pro/E软件建立离合器压盘模型 通过Pro/E软件对离合器压盘进行全面的三维建模，见图4-1。Pro/E建模主要通过线框的拉伸和剪切。所建立压盘三维模型数据如下：压盘外径为180mm，内径为120mm，材料为灰铸铁HT200铸成。 4有限元温度场分析前提条件 （1）结构离散化 结构离散化就是将结构分成有限个小的单元，单元与单元、单元与边界之间通过节点连接。结构的离散化是有限元法分析多的第一步，关系到计算精度与计算效率，是有限元法的基础步骤，包含以下的内容： 1）单元类型选择。离散化首先要选定单元类型，这个包括单元形状、单元节点与节点自由度等三个方面的内容。 2）单元划分。划分单元时应注意一下几点：①网格划分越细，节点越多，计算结果越精确。网格加密到一定程度后计算精度的提高就不明显，对应力应变变化平缓的区域不必要细分网格。②单元形态应该尽可能接近相应的正多边形或者正多面体，如三角形单元三边应尽量接近，且不出现钝角；矩阵单元长度不宜

人体辐射换热的计算.

人 体 辐 射 换 热 的 计 算 方 法 The Calculation Method Of Radiative Heat Loss From Human Body 同济大学楼宇设备工程与管理系 叶海 摘要：本文简要介绍了两种情况下人体辐射换热的计算方法，即人体与室内整体环境间的辐射换热、人体与单一壁面间的辐射换热。作者力求避免繁复的理论推导，而仅仅就研究结果，研究方法作了归纳与总结，列出了一些计算参数的取值范围，可供工程技术人员在计算时参考。 在热舒适的研究中，我们经常要计算人体与室内环境间的热交换，进而对人体的热感觉进行预测。人体与环境之间主要通过对流和辐射方式换热，导热基本上可以忽略不计。在普通的室内气候条件下，人体外表温度高于环境平均辐射温度，而室内风速一般较小，因此辐射散热量可占总散热量的50%左右，对流散热为30%左右，其余为蒸发散热。 一、人体与室内环境间的辐射换热 人体与室内环境间的辐射换热量Q R 可按空腔与内包壁面间的换热计算，即 W )11(1 )(44-+-=S S eff p mrt surf eff R A A T T A Q εεσ (1) 式中，eff A ——人体的有效辐射面积，m 2； 428K W/m 1067.5??=-σ，黑体的辐射常数。 surf T ——人体外表的平均温度，K ； mrt T ——环境的平均辐射温度，K ； P ε ——人体外表的平均发射率，无因次； S A ——包围人体的室内总面积，m 2； S ε ——环境的平均发射率，无因次； 式(1)中，由于人体面积远小于环境面积，且一般室内材料的发射率接近于1，故分母的第二项可略去不计。在热舒适研究中，对人体的产热（即代谢率）和散热计算一般取单位皮肤面积，于是得到 244W/m )(mrt surf eff cl P r T T f f Q -=σε (2) 式中，cl f ——称为服装面积系数，无因次；后面将作进一步介绍。 eff f ——人体的有效辐射面积系数，无因次；后面将作进一步介绍。 式(2)虽然给出了人体辐射换热计算的具体形式，但令人遗憾的是，式中右边的各项大多难以从理论上确定，一般依赖于经验公式来解决。两个系数的意义在于，着装增大了人体的外表面积，而人体的外表之间存在着相互辐射。至于平均辐射温度，它是假想室内环境在均一的温度下与人体进行换热。以下将对其中各项进行详细讨论。 1-1 人体外表的平均发射率 发射率有时也称为黑度、黑率或辐射系数，它表明物体表面与黑体相比辐射能量的效率。根据基尔霍夫定律，“漫-灰表面”在温度平衡时，可以认为发射率与吸收率相等，但在工程计