傳熱簡介:傳熱如何?

什么是熱量?傳熱是如何進(jìn)行的?熱量從一個(gè)身體傳遞到另一個(gè)身體時(shí),對物質(zhì)有什么影響?這里'您需要知道的內(nèi)容:

傳熱定義

傳熱是一種物質(zhì)的內(nèi)部能量轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)的過程。熱力學(xué)是傳熱的研究及其產(chǎn)生的變化。對傳熱的理解對于分析熱力學(xué)過程至關(guān)重要,例如在熱能和水泵中發(fā)生的熱力學(xué)過程。

傳熱形式

在動(dòng)力學(xué)理論下,物質(zhì)的內(nèi)能是由單個(gè)原子或分子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。熱能是將這種能量從一個(gè)身體或系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)身體或系統(tǒng)的能量形式。這種傳熱可以通過多種方式進(jìn)行:

  • 傳導(dǎo)是指熱量通過流過材料的熱流流過加熱的固體。當(dāng)加熱爐灶燃燒器元件或金屬棒時(shí),可以觀察到傳導(dǎo),從紅熱到白熱。
  • 對流是加熱的顆粒將熱量傳遞到另一種物質(zhì),如在沸水中烹飪東西。
  • 輻射是指熱量通過電磁波傳遞時(shí),例如來自太陽。輻射可以通過空空間傳遞熱量,而另外兩種方法需要某種形式的物質(zhì)接觸才能傳遞熱量。

為了使兩種物質(zhì)相互影響,它們必須彼此處于熱接觸。如果您在打開烤箱的同時(shí)打開烤箱并在其前面幾英尺處站立,您將與烤箱熱接觸,并可以感覺到它傳遞給您的熱量(通過空氣對流)。

通常,當(dāng)然,當(dāng)你離開幾英尺遠(yuǎn)時(shí),你不會(huì)感覺到烤箱里的熱量,這是因?yàn)榭鞠鋒as絕熱以保持熱量在其內(nèi)部,從而防止與烤箱外部熱接觸。這當(dāng)然并不完美,所以如果你站在附近,你會(huì)感覺到烤箱里有一些熱量。

熱平衡是指兩個(gè)熱接觸的物品不再在它們之間傳遞熱量。

傳熱效果

傳熱的基本效果是一種物質(zhì)的顆粒與另一種物質(zhì)的顆粒碰撞。能量較高的物質(zhì)通常會(huì)失去內(nèi)部能量(即"冷卻"),而能量較低的物質(zhì)會(huì)獲得內(nèi)部能量(即"加熱")。

在我們的日常生活中,這種最明顯的影響是相變,其中物質(zhì)從一種物質(zhì)狀態(tài)變?yōu)榱硪环N物質(zhì)狀態(tài),例如在吸收熱量時(shí)從固體冰融化為液體。水比冰中含有更多的內(nèi)部能量(即水分子移動(dòng)得更快)。

此外,許多物質(zhì)在獲得和失去內(nèi)部能量時(shí)經(jīng)歷熱膨脹熱收縮。水(和其他液體)經(jīng)常在凍結(jié)時(shí)膨脹,任何在冷凍機(jī)中喝了一杯飲料太久的人都發(fā)現(xiàn)了。

熱容量

物體的熱容量有助于定義物體's溫度如何響應(yīng)吸收或傳遞熱量。熱容量定義為熱量的變化除以溫度的變化。

熱力學(xué)定律

傳熱是由一些基本原理指導(dǎo)的,這些基本原理被稱為熱力學(xué)定律,它定義了傳熱如何與系統(tǒng)完成的工作相關(guān),并對系統(tǒng)可能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)提出了一些限制。

由Anne-Marie Helmenstine編輯,博士。

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