您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:上海时时乐 > 多光谱辐射计 >

热的性质与热传递是什么?

发布时间:2019-08-12 11:35 来源:未知 编辑:admin

  易书科技是一家以内容制作、内容创意、内容运营为核心的多领域融合型发展的企业。本着内容精品化及跨界融合发展的理念,致力于出版(纸质、数字、音频、课程等载体)、影视IP、二维动画、视频等业务。

  几个原先温度不同的物体放在一起后,温度高的物体逐渐变冷,温度低的物体逐渐变热,最后它们的温度趋于相同,我们就说它们处于热平衡状态。就是同一个物体,如果它内部各部分的温度原先不同,经过一段时间后,各部分温度趋于一致,也叫处于热平衡状态。

  例如,在半杯冷水中倒进小半杯热水,过一会儿,都变成温水了。又如有一根小铁棒,将它的一头放在火上烧一会儿,它的一头就变热了,另一头温度要低,但过不多久,整根铁棒的温度就一样了。如果再多放些时候,铁棒和周围空气的温度也将趋于一致。从分子运动论的角度来看,原先温度高的物体内部分子的平均速度大,原先温度低的物体分子平均速度小,让它们互相进行接触,它们的分子就会发生相撞,结果原先速度大的分子撞了其他分子后速度变小了,而原先速度小的分子被撞得速度变大了,大量的分子撞来撞去,最后使各处的分子平均速度都差不多,物体之间的温度也就相同了。

  任何温度不同的物体放在一起,总会自动地趋于热平衡状态,相反,要使原先温度相同的物体变得冷热不一样,则要用其他方法,像用火来加热、用力摩擦等。

  热膨胀指物体在温度升高时,它的长度增长、面积扩大、体积膨胀的现象;而当温度下降时,物体的长度就缩短、面积缩小、体积也收缩,这种现象通俗地讲是热胀冷缩。

  冬天,路边电线杆之间的电线拉得比较紧,但到了夏天,电线因温度升高而变长,便松弛地垂了下来。如果哪个冒失的架线工,为了节省电线,在夏天把电线拉得紧紧的,那么,到了寒冷的冬天,电线非绷断不可。法国的塞纳河上有一座桥,原先桥的两头是固定在桥墩上的,有一年冬天,气温骤然下降,桥梁收缩得厉害,结果把桥墩上的水泥也被拉坏了。所以,钢铁大桥的一头是固定的,另一头则放在滚子上,让它可以随着桥梁伸缩移动。用水泥铺成的公路上,每隔一段距离就留有一小段空隙,以备水泥膨胀之用。同样道理,铁路的钢轨不是一根根紧密相连,在两根之间留有一段空隙。

  自然界中绝大多数的物体是热胀冷缩,但是也有反常的,像水从0℃升高到4℃时,它的体积反而缩小了,这叫反常热膨胀。水的这种反常性质救了许多水生动物的命,因为4℃的水体积最小,所以它一直沉在水底,上面的水结冰了,鱼类还可在下面的水中生存。正是由于水的这种特性,人们在冰天雪地的季节里,仍可以凿开河面的冰层,在水下捕到活蹦乱跳的鱼。

  有人说,既然温度下降,物体的长度会缩短,那么不断降低温度,物体的长度不就会缩到零吗?这种担心是没有根据的,因为温度不可能永远降下去,自然界中的低温有一个极限,这就是绝对零度,即使到了绝对零度,物体长度仍不为零,何况温度不可能再低下去了。

  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。

  发生热传递的惟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。

  热传导又叫“导热”,是固体中传热的一种主要方式。在这种传热过程中,热量从固体的一部分传到另一部分去,固体里的物质却没有移来移去。从分子运动论来看,在固体中,温度高的地方分子的平均速度大,分子比较活跃,它们相碰撞的机会多,分子撞来撞去,原先速度大的分子“累”了,速度降了下来,而原先速度小的分子被撞得活跃起来,速度变大了,这样使固体内部各处的分子平均速度趋向于相同。从宏观看,就是热量从温度高的地方传到温度低的地方去了。在这个过程中,传递的是分子的速度,或者说是热量,而不是热的地方的分子跑到冷的地方去,也不是什么“热的物质”传过去了。

  用不同材料做成的物体,导热的本领是不一样的。用金属做的调羹,导热本领大,传热快;用瓷器做的调羹,传热的本领就要差一点;而用塑料做的调羹,传热本领还要差。冬天,穿厚厚的棉袄,很暖和,因为棉花传热的本领差,身体里的热量不容易散出去。而当把冰棍用棉被盖起来时,有人担心棉被里的冰棍会热得融化掉,这种想法是错的。因为,棉被不传热,起的是隔热作用,它既能使身体中的热量不容易传出去,也能使外面的热量不容易传进去融化冰棍。

  对流是液体和气体中传热的一种主要方式,它是靠液体或气体的流动来传热的过程。在这种过程中,热量的传递是和物质的移动结伴而行的。由于热胀冷缩,温度高的液体体积大,密度小。也就是说,体积同样大小的液体热的轻一点,冷的重一点,于是热的液体要上升,冷的液体要下降,它们相互交换位置,同时把热量也带来带去,这就是对流。从分子运动论的角度看,冷热不同的液体互换位置时,速度大小不同的分子也在不断交换位置,最后使得液体中各处分子的平均速度趋向于一致,整个液体处于热平衡状态,对流过程也就结束了。气体中的情况和液体中差不多,冷热不同的气体交换位置就形成风,风将高温地方的热量带到低温地方去。夏天,为了使身上的热量快些散发出去,人们用扇子或风扇来制造风,加快热量的传递;而为了使冷热不同的饮料混在一起,人们还用搅拌的方法,加快饮料中的对流过程。

  热辐射是传热的三种方式中的一种,指温度高的物体向周围发出带着热量的电磁辐射的过程。物体温度越高,辐射越强。如果物体的温度比周围环境的温度高,那么它发出的热辐射多,吸收的热辐射少,总的来讲,它是发出热辐射;如果物体温度比周围环境温度低,那么它发出的热辐射少,吸收的热辐射多,总的来讲,它是吸收热辐射。通过这种发射和吸收热辐射的方式,高温物体的热量就传到低温物体上去。与热传导、对流不同,热辐射能把热能以光的速度穿过真空,从一个物体传给另一个物体。任何物体只要温度高于绝对零度,就能辐射电磁波,波长为0.4~40微米范围内的电磁波(可见光与红外线)能被物体吸收而变成热能,故称为热射线。因电磁波的传播不需要任何媒质,所以热辐射是真空中惟一的热传递方式。例如,太阳传给地球的热能就是以热辐射的方式经过宇宙空间而来的。

  液体表面发生汽化的现象叫做蒸发。液体内部和表面同时发生剧烈的汽化现象叫做沸腾。如果我们有孙悟空那样的本领,把身体缩得很小很小,钻到液体里面去看看,可以看到些什么情景?真想不到,液体的分子之间还有空隙。每个分子都在不断地做高速运动,当它碰撞到邻近的分子时,就立即被弹回来,忙忙碌碌,好像永远不会感到疲劳。在液体表面层的分子就更活跃了,它们在接触空气的那一面受到的阻碍作用较小。液体的每个分子的运动速率不同,有的很“强壮”,跑得很快;有的比较“衰弱”,跑得很慢。那些跑得快的分子很容易摆脱周围分子的束缚,跳到阻碍作用小的空气中去。如果盛液体的容器口敞开着,那么这些跳出来的分子就会逃之夭夭。这就形成了蒸发现象。如果我们把盛液体的容器盖上盖子,那些跑得快的液体分子就跑不掉了。空气中的液体分子混杂在空气分子中,有的碰撞到其他分子,又被弹回到液体表面,进入液体中。这时候容器里的液体表面上空非常热闹,有些液体分子刚从液体表面上跳出来,有些液体分子在空气中撞到其他分子又被弹回到液体里去。当从液体表面跳出的分子和弹回到液体里的分子数目相等时,就“停止蒸发”了。这就好像在一个蜂箱里有1000只蜜蜂,每分钟飞出50只,同时又从外面飞回50只,蜂箱里蜜蜂的总数既不增多,也不减少。与这里讲的“停止蒸发”,情况有些类似。其实并不是真正的停止,而是达到了“进出平衡”。

  蒸发的时候,从液体表面跳出来的分子,都要达到相当大的速率,才能摆脱束缚。分子的运动速率越大,具有的能量也越大。这就要向四周吸取热量来增加分子运动的速率。所以液体蒸发时会使周围物体的温度降低。我们可以做一个小实验来证明,用电风扇对着一只温度计吹风,无论吹多长时间,温度计的读数不会下降。因为在同一房间里的气温都相同,空气流动形成的风的温度和原来的室温相同,所以温度计反映的温度不会发生变化。如果在温度计的泡上蘸一些水,不一会儿,温度计的读数就下降了。因为温度计的泡上水分蒸发,吸取了温度计泡的热量,使得温度下降。吹电风扇感到凉快,也是因为皮肤表面的水分在蒸发的缘故。如果人体的皮肤表面干得像没有水分的温度计一样,可以肯定,吹电风扇时一点也不会感到凉快。

  任何情况下,液体的表面都在发生汽化。液体的内部会不会发生汽化呢?我们烧水的时候,当温度达到100℃,整个水壶中气泡翻滚,不但水的表面汽化,内部也有无数的气泡升到水面。我们习惯上说水开了。液体在一定温度时,它的内部和表面同时发生剧烈的汽化现象,这就叫做沸腾。各种液体沸腾时的温度——沸点各不相同。在一个大气压的条件下,液态空气在-193℃就沸腾了,水在100℃沸腾,铁水要达到2450℃才沸腾。液体的沸点和大气压有关,气压高,沸点也高;气压低,沸点也低。登山运动员如果用普通锅来煮鸡蛋,那非饿肚子不可。因为高山气压低,不到100℃水就开了,鸡蛋当然不容易煮熟。例如,在海拔2000米的高山上,水在93℃就沸腾了。所以在高山上就要请压力锅来帮忙。把水和鸡蛋密闭在压力锅里,压力锅加热时,锅内气压超过1个大气压,水的沸点就能达到100℃以上,鸡蛋很快就可以煮熟。

  蒸发和沸腾都是液体的汽化现象,但是有区别:一是汽化的范围不同,蒸发是在液体表面发生的汽化现象;沸腾是在液体表面和内部同时发生的汽化现象。二是蒸发在任何温度下都可以发生;沸腾在一定的外界压强下,必须达到沸点才能发生。

  红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种,由德国科学家霍胥尔于1800年发现,又称为红外热辐射。他将太阳光用三棱镜分解开,在各种不同颜色的色带位置上放置了温度计,试图测量各种颜色的光的加热效应。结果发现,位于红光外侧的那支温度计升温最快。因此得到结论:太阳光谱中,红光的外侧必定存在看不见的光线,这就是红外线。

  太阳光谱上红外线的波长大于可见光线μm。红外线可分为三部分,即近红外线)μm之间;中红外线)μm之间;远红外线μm之间。

http://drukxpress.com/duoguangpufusheji/396.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有