§3.3热传导现象的宏观规律_第1页
§3.3热传导现象的宏观规律_第2页
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文档简介

3.3热传导现象的宏观规律,1.定义:当系统与外界之间或系统内部各部分之间存在温度差时就有热量的传输,称为热传递.,2.分类:热传递有热传导、对流与辐射三种方式,本节将讨论热传导.,一.热传递,例如:将一根铁条的一端放在火炉内,用手握着另一端,虽然手握的那一端并未直接与火焰接触,却会感到它们愈来愈热.这是因为热量能够通过构成铁条的物质从较热端传到较冷端的缘故.,二.傅里叶定律（Fourierlawofheatconduction),1822年法国科学家傅里叶（Fourier）在他所出版的热的分析理论一书中详细地研究了热在媒质中的传播问题.他在热质说思想的指导下提出了傅里叶定律。,1.内容:将一均匀棒的两端与温度不同的两热源接触,在棒上沿轴作一系列垂直于轴的横截面,将棒划分出一个个小单元,则相邻单元间由于存在温度差而发生热量传输.热量就是从高温端传向低温端的.,设温度沿+z方向逐渐升高,如图所示.,在平面附近垂直于轴作一对平面,相距,其上温度分别为和,则温度梯度为:,实验表明:单位时间内通过面上的热量(即热通量或热流H)为:,式中负号表示热量沿温度下降的方向,即逆温度梯度的方向流动;比例系数称为热导率,其数值由材料性质决定.,2.讨论:,(1)引入单位时间内在单位截面上流过的热量即热流密度,则:,(2)傅里叶定律适用于热量沿一维流动的情况.,(3)傅里叶定律适用于稳态,即处处温度不随时间变化,因而空间各处热流密度也不随时间变化.利用傅里叶定律处理传热问题十分方便.若各处温度随时间变化,情况较复杂,需用热传导方程来求解.,3.热传导的微观机理:(见教材120页),4.测量气体热导率（学生自己查阅资料）,例:一半径为b的长圆柱形容器,在它的轴线上有一根半径为a、单位长度电阻为R的圆柱形长导线.圆柱形筒维持在定温,里面充有被测气体.当金属线内有一小电流I通过时,测出容器壁与导线间的温度差为T.假定此时稳态传热已达到,因而任何一处的温度均与时间无关.试问待测气体的热导率是多少？,知道,在
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