生活中的传热学解析
物理生活中的热现象

物理生活中的热现象热是一种物理现象,它存在于我们日常生活的方方面面。
从烈日炎炎的夏天到寒风凛冽的冬日,热无处不在,给我们带来了许多影响和体验。
本文将从各个角度来讨论物理生活中的热现象。
一、热的传导热的传导是指热量在物体之间的传递。
当两个物体温度不同的时候,热量会从高温物体传递到低温物体,直到达到热平衡。
例如,当我们把冰块放在热水中,冰块会逐渐融化,这是因为热量从热水传递到冰块,使得冰块的温度上升。
二、热的辐射热的辐射是指热能以电磁波的形式传播出去。
我们常常可以在太阳下感受到热的辐射,这是因为太阳释放出的热能以光的形式传播到地球上。
此外,我们还可以利用热的辐射来实现一些应用,比如太阳能发电和红外线热像仪等。
三、热的膨胀物体在受热时会发生膨胀,这是因为热能使得物体内部的分子振动加剧,从而造成物体体积的增大。
我们可以通过日常生活中的许多例子来说明这一现象。
比如,在炎炎夏日,车辆长时间停在阳光下容易发生轮胎爆胎的情况,这是因为轮胎受到热胀冷缩的影响。
四、热的相变物质在受热或受冷过程中会发生相变,这是热现象的一种表现。
我们熟知的水的相变是最为常见的。
当我们将水加热到100摄氏度时,水开始沸腾并变成水蒸气;相反,当我们将蒸汽冷却到100摄氏度时,水蒸气逐渐凝结并形成液态水。
五、热的传感和利用人类通过各种感受器官来感知和利用热。
例如,我们的皮肤可以感受到热的温度变化,从而引发身体对热的反应。
同时,我们还可以利用热能来进行一些实用的应用。
比如,我们可以通过加热器和空调调节室内温度,使用热水器加热水,或者利用火力发电来产生电能等。
在物理生活中,热现象无处不在,我们也必须正确认识和利用热能。
通过了解热的传导、辐射、膨胀、相变以及热的传感和利用等方面的知识,我们可以更好地了解热现象的原理,进一步应用于我们的生活和工作中,为我们的生活带来更多的便利。
通过以上对物理生活中的热现象的讨论,我们可以看到热与我们的日常生活息息相关,对我们的生活产生着重要的影响。
传热习题及答案

传热习题及答案传热习题及答案传热是物理学中一个重要的概念,它涉及到能量的传递和转化。
在日常生活中,我们经常会遇到与传热相关的问题,比如为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽,为什么冬天在火炉旁边会感到温暖等等。
下面,我们将介绍一些传热习题,并给出相应的答案。
1. 为什么夏天坐在石凳上会感觉凉爽?答案:这是因为石凳的热传导性能较好,它能够迅速地将人体散发的热量吸收,并传导到石凳的表面,然后再通过空气传递出去。
当我们坐在石凳上时,石凳会不断地吸收我们身体散发的热量,使我们感到凉爽。
2. 为什么冬天在火炉旁边会感到温暖?答案:这是因为火炉通过燃烧燃料产生的热量不断地辐射到周围的空气中,然后通过对流传递给我们周围的物体和空气。
当我们靠近火炉时,我们会感受到火炉散发出来的热量,从而感到温暖。
3. 为什么在冬天穿多层衣服可以保暖?答案:穿多层衣服可以有效地减缓热量的传递。
每一层衣服之间都存在着空气层,而空气是一个很好的绝缘体,能够阻止热量的传导。
当我们穿上多层衣服时,每一层衣服之间的空气层会阻止热量的流失,从而保持我们的身体温暖。
4. 为什么夏天穿棉质衣服会感到凉爽?答案:棉质衣服是一种透气性较好的材料,它能够帮助汗水蒸发,从而带走体表的热量。
当我们穿上棉质衣服时,它能够吸收我们身体散发的汗水,并通过蒸发将热量带走,使我们感到凉爽。
5. 为什么在冬天喝热水可以暖身?答案:喝热水可以通过消化系统将热量引入我们的身体,从而使我们感到温暖。
当我们喝下热水时,它会被我们的胃吸收,然后通过血液循环将热量传递到我们的全身,从而提高我们的体温。
通过以上习题,我们可以更好地理解传热的原理和应用。
传热是一个与我们日常生活息息相关的概念,它不仅帮助我们解答一些生活中的疑问,还有助于我们更好地利用能源,提高能源利用效率。
希望通过这些习题的学习,大家能够对传热有更深入的了解。
热传导:热量传递的基本原理及应用

热传导:热量传递的基本原理及应用热传导是热量传递的一种基本方式,以下是关于热传导的详细解析:一、定义与原理热传导是由于物体内部大量分子、原子或电子的互相撞击,使能量从物体温度较高部分传至温度较低部分的过程。
它是固体中热传递的主要方式,在气体或液体中,热传导过程往往与对流同时发生。
热传导的基本原理是热量从高温区域向低温区域流动,直到温度达到平衡。
在这个过程中,热能通过分子、原子的振动和自由电子的运动在物质内传递。
二、热传导的微观过程1.在固体中:o热传导的微观过程是晶体中结点上的微粒(如原子或分子)振动动能的传递。
o在温度高的部分,微粒振动动能较大;在低温部分,微粒振动动能较小。
o因微粒的振动互相作用,所以在晶体内部热能由动能大的部分向动能小的部分传导。
2.在导体中:o存在大量的自由电子,它们不停地作无规则的热运动。
o热量通过自由电子的运动在导体内部传递。
3.在气体或液体中:o分子之间的间距比较大,热量传递主要依靠分子的无规则热运动以及分子间的碰撞。
o在气体或液体中,热传导往往与对流同时发生。
三、热传导的实例1.金属勺子:把金属勺子放进热水里,勺子的另一端也会变热,这是热量通过金属勺子传导的结果。
2.厨房锅具:当锅底被炉火加热后,热量通过锅底传导到锅的各个部分,让食物均匀受热。
3.暖气片:暖气片通过热传导将热量散布到整个房间,使室内变得温暖。
4.冰块融化:当你手拿冰块时,手的热量通过热传导传递到冰块上,使冰块融化。
5.电子元件:电脑使用一段时间后,电子元件发热,热量通过热传导传递到机箱内部,导致整个电脑温度升高。
四、热传导的应用1.工业加热:如橡胶制品的加热硫化、钢锻件的热处理等,都是利用热传导原理进行的。
2.散热设计:在电子设备中,常使用散热片通过热传导将热量迅速传递到空气中,以保持设备的低温运行。
3.窑炉设计:在窑炉、传热设备和热绝缘的设计计算中,都需要考虑热传导规律。
五、影响热传导的因素1.材料的导热系数:导热系数是衡量材料导热能力的参数,导热系数越大,材料的导热性能越好。
人体散热传热学

人体散热传热学一、引言人体散热传热学是研究人体在热环境中热量传递与交换的学科。
它涉及到多个领域,包括皮肤散热、体内热传递、热交换器设计、热舒适性、热力学原理、生物传热、热损伤与保护以及人体散热系统建模等。
本文将详细介绍这些内容,帮助读者深入了解人体散热传热学的原理和应用。
二、皮肤散热皮肤是人体的最大器官,也是人体散热的主要途径。
皮肤散热主要通过辐射、对流和蒸发三种方式进行。
在高温环境下,人体通过皮肤蒸发散热的效果会增强。
同时,环境温度和湿度也会影响皮肤的散热效果。
三、体内热传递体内热传递主要通过血液循环和细胞代谢产生热量,然后通过辐射、对流和传导等方式传递到外界环境。
体内热传递受到多种因素的影响,如环境温度、身体活动水平、血液循环等。
了解体内热传递的机理有助于我们更好地理解人体在热环境中的生理反应。
四、热交换器设计热交换器是一种用于实现热能传递的设备,它在人体散热传热学中有着广泛的应用。
热交换器设计需要考虑传热系数、热阻、流动阻力等因素。
通过优化设计,可以提高热交换器的传热效率,从而更好地满足人体散热的需求。
五、热舒适性热舒适性是指人体在热环境中感觉舒适的程度的评价。
影响热舒适性的因素包括环境温度、湿度、气流速度等。
为了提高人体的热舒适性,我们需要了解人体对不同环境因素的生理反应,并采取相应的措施,如调节环境温度、增加气流速度等。
六、热力学原理热力学原理是研究热量传递和转换的学科,它在人体散热传热学中有着重要的应用。
通过应用热力学原理,我们可以分析人体在热环境中热量传递的过程和机理,进一步优化人体散热系统设计。
七、生物传热生物传热是指生物体之间的热量传递过程。
在人体散热传热学中,生物传热主要涉及人体内部组织和器官之间的热量传递。
生物传热的机理和过程需要结合生物学和传热学知识进行研究,以便更好地理解人体在热环境中的生理反应。
八、热损伤与保护在极端热环境下,人体可能会出现热损伤,如中暑等。
了解热损伤的机理和保护措施有助于我们在高热环境中保护自己的健康。
传热学定义

传热学定义
嘿,朋友们!今天咱来聊聊传热学定义这档子事儿。
传热学啊,就好像是热量的一场奇妙旅行!你想啊,热量就像个调皮的小精灵,在不同的地方跑来跑去。
从一个热的地方,“哧溜”一下就跑到冷的地方去了,这过程可不就是传热嘛!
比如说,夏天你在外面晒得热乎乎的,一走进阴凉的屋子里,立马就感觉凉快了,这就是热量从你身上传到了周围的空气中呀。
或者冬天的时候,你靠近一个暖炉,哇,身上马上就暖和起来了,这就是暖炉的热量传到了你身上嘛!
传热学可不只是这么简单哦!它还涉及到好多复杂的情况呢。
就好比说做饭的时候,锅底的热量怎么就传到了锅里的食物上呢?这背后可有着大学问呢!还有啊,那些大工厂里的机器运转的时候会发热,要是不把这些热量处理好,那可不得了,机器说不定就出故障啦,这时候传热学就派上大用场了呀!
你看那保温杯,为啥能保温呢?不就是因为它能阻止热量随便跑出去嘛,这不也是传热学的应用嘛!再想想我们盖的被子,冬天能让我们暖暖的,不也是因为它能把我们身体的热量留住嘛。
传热的方式也有好几种呢!有传导,就像接力赛一样,热量一个接一个地传过去;有对流,就像水流一样带着热量到处跑;还有辐射,就像太阳光照在我们身上一样,不需要接触就能传热呢。
是不是很神奇呀?
咱生活里处处都有传热学的影子呢!冬天家里的暖气,夏天的空调,不都是在和传热打交道嘛。
要是没有传热学,我们的生活得变成啥样呀?那肯定乱套啦!
所以说呀,传热学真的太重要啦!它就像一个默默工作的小卫士,保障着我们生活的方方面面。
我们得好好了解它、研究它,让它更好地为我们服务呀!这就是传热学,一个看似普通却又无比重要的学问,大家可别小瞧了它哟!。
初中物理热量传导解析

初中物理热量传导解析热量传导是热能从高温物体传递给低温物体的过程。
在自然界和我们日常生活中,热量传导是一个非常常见且重要的现象。
本文将对热量传导进行解析,探讨其基本原理和相关的重要概念。
一、热量传导的基本原理热量传导是由于物质内部的分子或原子间的相互作用导致的,它是一种没有物质的传递方式,因此可以在真空中进行。
热量传导的基本原理可以简述为:1. 能量传递:热量传导是通过分子或原子间的能量传递而实现的。
在高温区域,分子或原子具有较大的能量,它们会与周围的分子或原子发生碰撞,将能量传递给它们。
2. 传递方式:热量的传递方式主要有三种:导热、对流和辐射。
其中,导热是指通过物质的直接接触进行的能量传递,对流是指通过流体的运动传递能量,而辐射则是指通过电磁波的传播而实现的能量传递。
3. 物质特性:物质的导热性能是热量传导的重要参考,不同的物质具有不同的导热性能。
导热性能通常由热导率来衡量,热导率越大,物质的导热性能越好。
二、热量传导的相关概念在研究热量传导时,有一些相关的概念需要了解和掌握。
1. 热传导方程:热传导方程是描述热量传导过程的数学模型,它可以用来计算物体内部的温度分布。
通常,热传导方程可以写为:∂Q/∂t= kA(∂T/∂x),其中∂Q/∂t代表单位时间内通过物体表面传递的热量,k代表物质的热导率,A代表物体的表面积,(∂T/∂x)代表温度梯度。
2. 热阻和导热系数:热阻是指单位面积上单位时间内通过物质传递的热量与温度差的比值,可以用来衡量物质的隔热性能。
导热系数是热阻的倒数,代表了单位时间内通过单位面积的单位温度差传递的热量。
三、热量传导的应用热量传导在工程领域和日常生活中有着广泛的应用。
1. 传热设备:在各类传热设备中,热量传导是实现热交换的重要方式。
例如,散热器、蒸发器、换热器等,都是利用热量传导来实现能量的转移和传递。
2. 绝缘材料:在建筑和制造业中,绝缘材料被广泛应用于隔热保温。
绝缘材料的设计旨在减少热量传导,并提供高效的热阻。
生活中的热力学

生活中的热力学
热力学是研究热能转化和能量传递的一门科学,它不仅存在于物理学和化学领域,也贯穿于我们日常生活的方方面面。
生活中的热力学不仅仅是一种科学原理,更是一种生活哲学和态度。
在生活中,我们常常会遇到热力学的应用。
比如,当我们煮开水时,水中的分
子受热运动增强,温度升高,水开始沸腾。
这就是热力学的一个典型应用。
此外,我们在烹饪、暖气、空调等方面也都能看到热力学的影子。
热力学告诉我们热能是如何转化的,如何传递的,这些都是我们日常生活中不可或缺的。
除了物质的热力学,生活中也存在着精神上的热力学。
人们常说“热情如火”,这就是精神上的热力学的体现。
在生活中,我们常常需要热情和动力去面对困难和挑战。
这种热情和动力就像热力学中的能量一样,需要不断地传递和转化。
只有不断地激发自己内在的热能,才能在生活中取得成功。
生活中的热力学也告诉我们,能量是有限的,需要合理利用。
我们在生活中要
学会节约能源,减少浪费,这既是对环境的负责,也是对自己的负责。
只有合理利用能量,才能让生活更加美好。
总之,生活中的热力学不仅仅是一门科学原理,更是一种生活态度。
我们要学
会在生活中合理利用能量,不断激发自己的热情和动力,才能让生活更加充实和美好。
传热学基础知识

传热学基础知识
嘿,朋友们!今天咱来聊聊传热学基础知识。
传热学啊,就像是生活中的一场奇妙旅行。
你想想看,冬天的时候,为啥我们在屋里就感觉暖和,到了外面就冻得直哆嗦呢?这就是传热在起作用呀!热量从屋里的暖气啊、空调啊这些热源,传到我们身上,让我们暖洋洋的。
这就好比是一场温暖的传递,暖气是那个热情的传递者,把温暖送给我们。
再说说夏天,太阳晒得厉害,我们会觉得热得不行。
这太阳的热量可不就通过传热来到我们身边啦!就好像一个调皮的小精灵,不停地往我们身上扑。
传热的方式有好几种呢!有一种叫热传导,就像是接力赛跑一样,热量一个接一个地传递下去。
比如说,你拿着一根金属棒,一头放在火上烤,过一会儿另一头也会变热,这就是热传导在起作用呀!是不是很神奇?
还有热对流,这就像是一群小伙伴在跳舞,带着热量一起动起来。
比如烧开水的时候,水受热会翻滚,热量就跟着水一起流动啦。
再有就是热辐射啦,这可厉害咯!太阳的热量就是通过热辐射传到地球上的,不需要任何介质,直接就过来啦,就像远方的朋友给你送来温暖的问候。
咱生活中很多事情都和传热学有关系呢!比如做饭的时候,锅把热量传给食物,让食物变熟;冬天盖厚被子保暖,就是阻止热量往外跑。
传热学好比是生活的一个小秘密,了解了它,你就能更好地理解很多现象啦!你说,这传热学是不是很有趣?它无处不在,影响着我们的生活呢!所以啊,我们可得好好琢磨琢磨它,让它为我们的生活服务呀!这就是传热学,一个看似普通却又无比重要的学问!。
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硕士研究生《高等工程热力学与传热学》作业查阅相关资料,回答以下问题:1、一滴水滴到120 度和400 度的板上,哪个先干?试从传热学的角度分析?答:在大气压下发生沸腾换热时,上述两滴水的过热度分别是△t=tw - ts=20《和厶t=300 C ,由大容器饱和沸腾曲线,前者表面发生的是泡态沸腾, 后者发生膜态沸腾。
虽然前者传热温差小, 但其表面传热系数大,从而表面热流反而大于后者。
所以水滴滴在120C的铁板上先被烧干。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,为什么?答:是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。
为什么?答:这是因为砂锅是热的不良导体, 如果把烧得滚热的砂锅, 突然放到潮湿或冷的地方, 砂锅外壁的热就很快地被传掉,而内壁的热又一下子传不出来,外壁冷却很快的收缩,内壁却还很热,没什么收缩,加以陶瓷特别脆,所以往往裂开。
或者:烫砂锅放在湿地上时, 砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢, 砂锅内外收缩不均匀, 故易破裂。
4、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。
为什么?答:因为未灌满时, 瓶口有一层空气, 是热的不良导体, 能更好地防止热量散失。
5、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。
为什么?答:因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩, 但它们收缩的程度不一样, 从而使两者脱离。
6、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。
为什么?答:这是因为水的沸点在1标准大气压下是100C ,锡的熔点是232C , 装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100 C ,达不到锡的熔点, 更达不到铁的熔点, 故壶烧不坏. 若不装水在火上烧, 不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点, 焊锡熔化, 壶就烧坏了。
7、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。
这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。
答:这是因为紧靠壶嘴的地方温度高, 壶嘴出来的水蒸气不能液化, 而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴, 即“白气”。
8、某些表演者赤脚踩过炽热的木炭,从传热学角度解释为何不会烫伤?不会烫伤的基本条件是什么?答:因为热量的传递和温度的升高需要一个过程,而表演者赤脚接触炽热木炭的时间极短,因此在这个极短的时间内传递的温度有限,不足以达到令人烫伤的温度,所以不会烫伤。
基本条件: 表演者接触炽热木炭的时间必须极短,以至于在这段时间内所传递的热量不至于达到灼伤人的温度9、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。
为什么?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。
10、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?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。
11、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。
为什么?答: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。
12、夏季在维持20 C室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季保持在22 C 的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服?答: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。
尽管冬季室内温度22 C比夏季略高20 C,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。
13、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?答: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。
14 、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?为什么?答: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。
15、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。
为什么?答: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 °C),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。
16、冬天,在相同的室外温度条件下,为什么骑摩托车比步行感觉更冷?答:强制对流换热强度与流体壁面之间的相对速度有关,相对速度越大,对流换热越强。
与步行相比,骑摩托车时相对速度较大,对流换热强度大,因此人体会散失较多的热量从而感到更冷些。
皮手套和护膝,由于导热系数小且有一定厚度,增加了一层较大的导热热阻,使总传热热阻增大,从而可降低散热量,从而起到保护作用。
17、绿色住宅的一种节能方式(夏天少用空调冬天多用暖气)就是在其房屋前栽种几棵大型落叶乔木,尝试从传热学角度说明大树的作用。
答:夏天室内热负荷主要来自太阳辐射,如房屋前栽种几棵大树,枝叶繁茂会遮挡阳光,使房屋处于树荫下,可以凉快些,从而减少使用空调。
到了冬天,树叶落光,太阳光线可直射到房屋上,因而又可推迟使用暖气时间或少用暖气。
这样便可达到节能的目的。
18 、滚热的食物盛在砂锅里比在铝锅里不容易冷,为什么?答:这是由于陶瓷的砂锅比金属的铝锅传热慢,锅壁又比较厚,热不容易传出来。
19、冬天时,用手摸72 度的铁和600 度的木材感觉一样吗,为什么?请用传热学的知识解释答:一样,因为人手感觉到的冷暖实质是热量传递的快慢,而铁的导温系数远远大于木头的导温系数。
不同的温差和不同的导热系数产生相同的热流密度, 故导热效果相同。
20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?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。
21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?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。
22夏季在维持20 C室内工作,穿单衣感到舒适,而冬季保持在22 C 的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服?答: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 C比夏季略高20 C,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。
23利用同一冰箱储存相同的物质时,试问结霜的冰箱耗电量大还是未结霜的冰箱耗电量大?答:当其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻室(或冷藏室)之间增加了一个附加热阻,因此,要达到相同的制冷室温度,必然要求蒸发器处于更低的温度。
所以,结霜的冰箱耗电量更大。
24有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉得更快一些,你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水?为什么?答:从稀饭到凉水是一个传热过程。
显然,稀饭和水的换热在不搅动时属自然对流。
而稀饭的换热比水要差。
因此要强化传热增加散热量,应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。
25在寒冷的北方地区,建房用砖采用实心砖还是多孔的空心砖好?为什么?答: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) (35C),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。
因而用多孔空心砖好。
26电影《泰坦尼克号》里,男主人公杰克在海水里被冻死而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。
试从传热学的观点解释这一现象。
答:杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量,而罗丝在筏上其身体与空气之间产生自然对流。
在其他条件相同时,水的自然对流强度要远大于空气,因此杰克身体由于自然对流散失能量的速度比罗丝快得多。
因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。
27人造地球在卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁?答:卫星在太空中正常运行时,其表面的热量传递方式主要依靠与太空及太阳等星体的辐射。
而在卫星返回地面的过程中,由于与大气层之间的摩擦,产生大量的热量,无法及时散失,因而易被烧毁。
28北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜,试问树叶上、下表面的哪一面结霜?为什么?答:霜会结在树叶上的表面。
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。
29窗玻璃对红外线几乎不透明,但为什么隔着玻璃晒太阳却使人感到暖和?答: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。
30在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大,但为什么火星表面温度昼夜变化却比地球要大得多?答:由于火星附近没有大气层,因而在白天,太阳辐射时火星表现温度很高,而在夜间,没有大气层的火星与温度接近于绝对零度的太空进行辐射换热,因而表面温度很低。