热学知识点(集锦10篇)

711 篇文章
2024-08-12

热学知识点(1)

物理选择题技法一、比较排除法

通过分析、推理和计算,将不符合题意的选项一一排除,最终留下的就是符合题意的选项。如果选项是完全肯定或否定的判断,可通过举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项,则两个选项中可能有一种说法是正确的,当然,也可能两者都错,但绝不可能两者都正确。

物理选择题技法二、假设推理法

所谓假设推理法,就是假设题目中具有某一条件,推得一个结论,将这个结论与实际情况对比,进行合理性判断,从而确定正确选项。假设条件的设置与合理性判断是解题的关键,因此要选择容易突破的点来设置假设条件,根据结论是否合理判断假设是否成立。

物理选择题技法三、逆向思维法

如果问题涉及可逆物理过程,当按正常思路判断遇到困难时,则可考虑运用逆向思维法来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性,则利用对称规律是逆向思维解题的另一条捷径。

物理选择题技法四、极限推理法

所谓极限推理法是把某些起决定性作用的物理量推向极端,通过简单计算、推理或合理性判断,并与一些显而易见的结果或熟悉的物理现象进行对比,从而做出正确的选择。

物理选择题技法五、图像分析法 根据题目的内容画出图像或示意图,如物体的运动图像、u-i图像、气体的状态变化图像等,再利用图像分析寻找答案。图像分析法具有形象、直观的特点,便于了解各物理量之间的关系,能够避免繁琐的计算,迅速简便地找出正确选项。

高考物理计算题答题技巧

1、仔细审题,明确题意

每一道计算题,首先要认真读题,弄清题意。

审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中,要特别重视题中的关键词和数据,如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。 一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则,一旦做题方向偏了,只能是白忙一场。

2、敢于做题,贴近规律

解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数,怎样建立方程呢?

方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中,存在于状态或状态变化之中;隐藏在约束关系之中。

应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律,建立主体关系式。

3、敢于解题,深于研究

遇到设问多、信息多、过程复杂的题目,在审题过程中,若明确了某一阶段的情景,并列出了方程,要敢于先把结果解出来,这对完全理顺题意起着至关重要的作用。

很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定,所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。

4、答题要规范,得分有技巧

①简洁文字说明与方程式相结合;

②尽量用常规方法,使用通用符号;

③分步列式,不要用综合或连等式;

④对复杂的数值计算题,最后结果要先解出符号表达,再代入数值进行计算。

还要提醒考生的是,由于网上阅卷需要进行扫描,要求考生字迹大小适中清晰。合理安排好答题的版面,不要因超出方框而不能得分。

高考物理审题的技巧

认真细致,全面收集信息;

审题时应认真仔细,对题目文字和插图的一些关键之处要细微考察,有些信息,不但要从题述文字中获得,还应从题目附图中查找,即要多角度、无遗漏地收集题目的信息。

咬文嚼字,把握关键词句;

所谓“咬文嚼字”,就是读题时对题目中的关键字句反复推敲,正确理解其表达的物理意义,在头脑中形成一幅清晰的物理图景,建立起正确的物理模型,形成解题途径,对于那些容易误解的关键词语,如“变化量”与“变化率”,“增加了多少”与“增加到多少”,表现极端情况的“刚好”、“恰能”、“至多”、“至少”等,应特别注意,最好在审题时作上记号。

画图助解,弄清物理情景;

立足基础,构建物理模型;

深入推敲,挖掘隐含条件;

反复读题审题,既综合全局,又反复推敲,从题目的字里行间挖掘出一些隐含的信息,利用这些隐含信息,梳理解题思路和建立辅助方程

热学知识点(2)

物体的冷热程度叫温度,测量温度的仪器叫温度计,它的原理是利用了水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩性质制成的.

温度的单位有两种:一种是摄氏温度,另一种是国际单位,采用热力学温度.而摄氏温度是这样规定的:把冰水混合物的温度规定为0度,把一标准大气压下的沸水规定为100度,0度和100度之间分成100等分,每一等分为1摄氏度.-6℃读作负6摄氏度或零下6摄氏度.

使用温度计之前应:(1)观察它的量程;(2)认清它的最小刻度.

在温度计测量液体温度时,正确的方法是:(1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中;不要碰到容器底或容器壁;(2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;(3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中的液柱上表面相平.

物质从固态变成液态叫熔化(要吸热),从液态变为固态叫凝固(要放热).

固体分为晶体和非晶体,它们的主要区别是晶体有一定的熔点,而非晶体没有.

物质由液态变为气态叫汽化(吸热),气态变为液态叫液化(放热).汽化有两种方式:蒸发和沸腾.沸腾与蒸发的区别是:沸腾是在一定的温度下发生的,在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,而蒸发是在任何温度下发生的,只在液体表面发生的汽化现象.

要加快液体的蒸发,可以提高液体的温度,增大液体的表面积和加快液体表面的空气流动速度.

液体沸腾时的温度叫沸点,沸腾时只吸收热量,温度不变,有时因为液体中含杂志沸点会有适当变化,水的沸点是100℃.

要使气体液化有两种方法:一是降低温度,二是压缩体积.

物质从固态变为气态叫气化(吸热),从气态变为液态叫液化(放热).

热学知识点(3)

1、热力学第一定律:U = Q + W

符号法则:外界对物体做功,W为“+”。物体对外做功,W为“-”;

物体从外界吸热,Q为“+”;物体对外界放热,Q为“-”。

物体内能增量U是取“+”;物体内能减少,U取“-”。

2 、热力学第二定律:

表述一:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。

表述二:不可能从单一的热源吸收热量并把它全部用来对外做功,而不引起其他变化。

表述三:第二类永动机是不可能制成的。

3、理想气体状态方程:

(1)适用条件:一定质量的理想气体,三个状态参量同时发生变化。

(2) 公式:恒量

4、热力学温度:T = t + 273 单位:开(K)

(绝对零度是低温的极限,不可能达到)

高考物理复习分重点分五步走

第一步:紧扣大纲,狠抓基础。基础知识、基本技能是学生在考场上能应变自如的法宝。

第二步:立足本位,突出主干,注重学生能力的发展。力、电部分是高中物理的主干知识,也是学科内综合的主要载体,试卷80%来源于这一部分。

第三步:调整心态,积累信心,规范解题。高三第一轮复习到现在,学生正处在疲倦期,对学生来说要明确自己的方向,有自己的主见,在学科发展上要扬长避短;对家长来说要多鼓励;对教师来说,要用生动、多变的教学方式去吸引学生关注课堂。

热学知识点(4)

提高课堂 40分钟的效率

课堂复习是指导学生的关键环节,有的人认为课上听不听没有关系,只要课下大量地做题就行了,这是很不对的。每个教师都有自己丰富的教学经验,他们在处理高三复习的内容时,可以根据学生的实际水平来制定相应的方法,以帮助班里绝大多数学生搞好复习工作。因此,提高课堂效率,在课堂上将教师指出的重点和难点问题消化吸收比在课下用更多的时间毫无目的地翻阅参考书有用得多。

抓良好学习习惯和心理素质的培养

在求解物理问题时,应具备良好的学习习惯,如正确选择研究对象,正确进行受力分析,在对状态,过程分析时画出状态,过程的示意图,将抽象的文字条件形象化、具体化,在涉及势能计算时,应先确定零势能标准。在涉及同一直线上的矢量运算时,规定出正方向,以方便于用标量运算代替矢量运算化。在计算过程中,先统一单位,运算后认真对数字结果进行复核。

抓核心

核心就是对物理状态和物理过程的分析,在分析过程中一般应该注意两个线索:力和能。物体的运动由物体所受合外力决定。对物体受力进行分析,是十分重要的一环。物体在运动过程中,一些力往往又对物体做功,导致物体的能量不断发生变化。能及能的相互转化为物理的研究提供了另一个重要线索。分别从力和能入手,对过程进行全面分析,久而久之,就可能化为能力。

养成良好书写习惯

平时复习一定要书写到位,解答题都应该写哪些步骤、先写什么、后写什么、哪一步是采分点、能占多少分,都要做到心中有数。通过养成良好书写习惯训练自己的思维习惯,做到规范性解题。

走出大量做题的误区

物理复习通过做题可以加深对概念、规律的理解,但并不是做题越多越好,做题不在多而在精。熟能生巧是指对做过的题再做两三遍,去体会题中所运用的方法、考查的方方面面等。

做好定期复习

为了避免所学知识被遗忘,每天要把所学内容进行整理,隔一定时间要复习,做到定期复习,只有这样才能做好知识的存储环节,在应用时有内容可提取。

热学知识点(5)

(一)改变物体内能的两种方式:做功和热传递

做功:其他形式的能与内能之间相互转化的过程,内能改变了多少用做功的数值来量度,外力对物体做功,内能增加,物体克服外力做功,内能减少。热传递:它是物体间内能转移的过程,内能改变了多少用传递的热量的数值来量度,物体吸收热量,物体的内能增加,放出热量,物体的内能减少,热传递的方式有:传导、对流、辐射,热传递的条件是物体间有温度差。

(二)热力学第一定律

内容:物体内能的增量等于外界对物体做的功W和物体吸收的热量Q的总和。

符号法则:外界对物体做功,W取正值,物体对外界做功,W取负值,吸收热量Q取正值,物体放出热量Q取负值;物体内能增加取正值,物体内能减少取负值。点击查看:高考物理知识点总结

(三)能的转化和守恒定律

能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中,能的总量不变,这就是能量守恒定律。

(四)热力学第二定律

两种表述:(1)不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。

(2)不可能从单一热源吸收热量,并把它全部用来做功,而不引起其他变化。

热力学第二定律揭示了涉及热现象的宏观过程都有方向性。

(3)热力学第二定律的微观实质是:与热现象有关的自发的宏观过程,总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向进行的。

(4)熵是用来描述物体的无序程度的物理量。物体内部分子热运动无序程度越高,物体的熵就越大。

注:第一类永动机是永远无法实现的,它违背了能的转化和守恒定律。

第二类永动机也是无法实现的,它虽然不违背能的转化和守恒定律,但却违背了热力学第二定律

热学知识点(6)

物理选择题技法一、比较排除法

通过分析、推理和计算,将不符合题意的选项一一排除,最终留下的就是符合题意的选项。如果选项是完全肯定或否定的判断,可通过举反例的方式排除;如果选项中有相互矛盾或者是相互排斥的选项,则两个选项中可能有一种说法是正确的,当然,也可能两者都错,但绝不可能两者都正确。

物理选择题技法二、假设推理法

所谓假设推理法,就是假设题目中具有某一条件,推得一个结论,将这个结论与实际情况对比,进行合理性判断,从而确定正确选项。假设条件的设置与合理性判断是解题的关键,因此要选择容易突破的点来设置假设条件,根据结论是否合理判断假设是否成立。

物理选择题技法三、逆向思维法

如果问题涉及可逆物理过程,当按正常思路判断遇到困难时,则可考虑运用逆向思维法来分析、判断。有些可逆物理过程还具有对称性,则利用对称规律是逆向思维解题的另一条捷径。

物理选择题技法四、极限推理法

所谓极限推理法是把某些起决定性作用的物理量推向极端,通过简单计算、推理或合理性判断,并与一些显而易见的结果或熟悉的物理现象进行对比,从而做出正确的选择。

物理选择题技法五、图像分析法 根据题目的内容画出图像或示意图,如物体的运动图像、u-i图像、气体的状态变化图像等,再利用图像分析寻找答案。图像分析法具有形象、直观的特点,便于了解各物理量之间的关系,能够避免繁琐的计算,迅速简便地找出正确选项。

高考物理计算题答题技巧

1、仔细审题,明确题意

每一道计算题,首先要认真读题,弄清题意。

审题是对题目中的信息进行搜索、提取、加工的过程。在审题中,要特别重视题中的关键词和数据,如静止、匀速、 最大速度、一定、可能、刚好等。 一个较为复杂的运动过程要分解成几个不同的阶段。否则,一旦做题方向偏了,只能是白忙一场。

2、敢于做题,贴近规律

解题就是建立起与未知数数量相等的方程个数,怎样建立方程呢?

方程蕴含在物理过程中以及整个过程的各个阶段中,存在于状态或状态变化之中;隐藏在约束关系之中。

应由题目中的物理现象及过程所对应的或贴近的物理规律,建立主体关系式。

3、敢于解题,深于研究

遇到设问多、信息多、过程复杂的题目,在审题过程中,若明确了某一阶段的情景,并列出了方程,要敢于先把结果解出来,这对完全理顺题意起着至关重要的作用。

很多情况下第二阶段的情景要由第一阶段的结果来判定,所以第一阶段的结果成为打通障碍的重要武器。

4、答题要规范,得分有技巧

①简洁文字说明与方程式相结合;

②尽量用常规方法,使用通用符号;

③分步列式,不要用综合或连等式;

④对复杂的数值计算题,最后结果要先解出符号表达,再代入数值进行计算。

还要提醒考生的是,由于网上阅卷需要进行扫描,要求考生字迹大小适中清晰。合理安排好答题的版面,不要因超出方框而不能得分。

高考物理审题的技巧

认真细致,全面收集信息;

审题时应认真仔细,对题目文字和插图的一些关键之处要细微考察,有些信息,不但要从题述文字中获得,还应从题目附图中查找,即要多角度、无遗漏地收集题目的信息。

咬文嚼字,把握关键词句;

所谓“咬文嚼字”,就是读题时对题目中的关键字句反复推敲,正确理解其表达的物理意义,在头脑中形成一幅清晰的物理图景,建立起正确的物理模型,形成解题途径,对于那些容易误解的关键词语,如“变化量”与“变化率”,“增加了多少”与“增加到多少”,表现极端情况的“刚好”、“恰能”、“至多”、“至少”等,应特别注意,最好在审题时作上记号。

画图助解,弄清物理情景;

立足基础,构建物理模型;

深入推敲,挖掘隐含条件;

反复读题审题,既综合全局,又反复推敲,从题目的字里行间挖掘出一些隐含的信息,利用这些隐含信息,梳理解题思路和建立辅助方程

热学知识点(7)

热学

一、热现象:

(一.)温度:

物理意义:表示物体的冷热程度。

单位;摄氏度( ℃ )。

测量工具:温度计;

温度计(1)制作原理:利用液体的胀热冷缩。(2)常用种类:实验用温度计(测量范围:0℃~100℃)、体温计(测量范围:35℃~42℃)、寒暑表(测量范围:-30℃~50℃)。(3)使用方法:使用前------使用时-------

体温计的特殊结构:(1)三棱形的柱体(起放大液体的作用,容易观察液面的位置);(2)缩口——液泡和毛细管之间有一段非常细的部分(作用:上升到毛细管的水银不能自动回到玻璃泡内,在缩口处被切断)。使用方法:使用前必须先向下甩一甩,读数时可以离开人体读)。

(二)物态变化:

熔化:固变液,吸热,(晶体有熔点,熔化时吸热,但温度保持不变,非晶体没有熔点,熔化时吸热,但温度一直升高)。

凝固:液变固,放热。

汽化:液变气,吸热。

(1)两种方式;蒸发和沸腾。

(2)蒸发:条件:任何温度,只在液体的表面。影响蒸发快慢的因素:液体温度、表面积、液面上的气流。

(3)沸腾:条件:达到沸点,继续吸热,液体表面和内部同时发生的。B .影响沸腾的因素:液体表面上气压的大小(气压越大,沸点越高)。

4液化:气变液,放热。(1)液化方法:降温 压缩体积(2)例如:“白气”、雾、露。液化气。

二、 热和能:

分子动理论:

(1)物质是由分子组成的;

(2)一切物质的分子都在不停地做无规则运动 (扩散现象表明分子在不停地运动着;温度越高,分子运动越激烈,扩散现象越明显。)

(3)分子间有相互作用的引力和斥力

2、内能:

(1)概念:物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和。

(2)内能大小与温度有关:同一个物体温度越高,内能越大。

(3)改变物体内能的方式有:做功和热传递。(在热传递过程中传递能量的多少叫热量,单位是焦耳J。物体间只要有温度差存在就有热传递发生。)

(4)内能的利用:A利用内能来加热B利用内能来做功——热机(做功冲程:内能转化为机械能)

(5)环境保护:

3、比热容:

(1)物理意义:表示不同物质吸热能力的差异。

(2)概念:单位质量的某种物质,温度升高 1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容(用 c表示)

(3)单位是 焦/(千克﹒℃)——J / (kg﹒℃)

(4)特点:比热容是物质的一种特性(可以用来鉴别物质)

(5)水的比热容较大— × 103 J / (kg﹒℃),解释有关的现象。

(6)有关吸热、放热公式:Q吸=cm(t-to) ,Q放=cm ( to-t ) ;或Q = c m △t

4、燃料的热值:

(1)概念:1千克的某种燃料完全燃烧所放出的热量,叫做这种燃料的燃烧值。

(2)单位:焦/千克(J/kg)

(3)热值是燃料的一种特性,不同燃料的热值不同。同种燃料的热值是相同的,与燃料的质量、燃烧情况无关。

(4)液态氢具有较大的热值,所以现代火箭用液态氢作为燃料。

热学知识点(8)

物体的冷热程度叫温度,测量温度的仪器叫温度计,它的原理是利用了水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩性质制成的.

温度的单位有两种:一种是摄氏温度,另一种是国际单位,采用热力学温度.而摄氏温度是这样规定的:把冰水混合物的温度规定为0度,把一标准大气压下的沸水规定为100度,0度和100度之间分成100等分,每一等分为1摄氏度.-6℃读作负6摄氏度或零下6摄氏度.

使用温度计之前应:(1)观察它的量程;(2)认清它的最小刻度.

在温度计测量液体温度时,正确的方法是:(1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中;不要碰到容器底或容器壁;(2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿,待温度计的示数稳定后再读数;(3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中的液柱上表面相平.

物质从固态变成液态叫熔化(要吸热),从液态变为固态叫凝固(要放热).

固体分为晶体和非晶体,它们的主要区别是晶体有一定的熔点,而非晶体没有.

物质由液态变为气态叫汽化(吸热),气态变为液态叫液化(放热).汽化有两种方式:蒸发和沸腾.沸腾与蒸发的区别是:沸腾是在一定的温度下发生的,在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象,而蒸发是在任何温度下发生的,只在液体表面发生的汽化现象.

要加快液体的蒸发,可以提高液体的温度,增大液体的表面积和加快液体表面的空气流动速度.

液体沸腾时的温度叫沸点,沸腾时只吸收热量,温度不变,有时因为液体中含杂志沸点会有适当变化,水的沸点是100℃.

要使气体液化有两种方法:一是降低温度,二是压缩体积.

物质从固态变为气态叫气化(吸热),从气态变为液态叫液化(放热).

热学知识点(9)

初中热学知识点总结

初中物理热学的知识点并不难,难就难在题目较为灵活,下面是小编为大家收集整理的初中热学知识点总结,欢迎阅读。

1.温度t:

表示物体的冷热程度。【是一个状态量】

常用温度计原理:根据液体热胀冷缩性质。

温度计与体温计的不同点:①量程,②最小刻度,③玻璃泡、弯曲细管,④使用方法。

2.热传递条件:

有温度差。热量:在热传递过程中,物体吸收或放出热的多少。【是过程量】

热传递的`方式:传导(热沿着物体传递)、对流(靠液体或气体的流动实现热传递)和辐射(高温物体直接向外发射出热)三种。

3.汽化:

物质从液态变成气态的现象。方式:蒸发和沸腾,汽化要吸热。

影响蒸发快慢因素:①液体温度,②液体表面积,③液体表面空气流动。蒸发有致冷作用。

4.比热容C:

单位质量的某种物质,温度升高1℃时吸收的热量,叫做这种物质的比热容。

比热容是物质的特性之一,单位:焦/(kg·℃)常见物质中水的比热容最大。

C水=4.2×103焦/(kg·℃)读法:4.2×103焦耳每千克摄氏度。

物理含义:表示质量为1千克水温度升高1℃吸收热量为4.2×103焦。

5.内能:

物体内所有分子的动能和分子势能的总和。一切物体都有内能。内能单位:焦耳

物体的内能与物体的温度有关。物体温度升高,内能增大;温度降低内能减小。

改变物体内能的方法:做功和热传递(对改变物体内能是等效的)。

6.能的转化和守恒定律:

能量即不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为其它形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。

热学知识点(10)

传热学知识点总结

传热学,是研究热量传递规律的科学,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。大约在上世纪30年代,传热学形成了独立的学科。以下是小编整理的传热学知识点总结,欢迎阅读!

第一章

§1-1 “三个W”

§1-2 热量传递的三种基本方式

§1-3 传热过程和传热系数

要求:通过本章的学习,读者应对热量传递的三种基本方式、传热过程及热阻的概念有所了解,并能进行简单的计算,能对工程实际中简单的传热问题进行分析(有哪些热量传递方式和环节)。作为绪论,本章对全书的主要内容作了初步概括但没有深化,具体更深入的讨论在随后的章节中体现。

本章重点:

1.传热学研究的基本问题

物体内部温度分布的计算方法

热量的传递速率

增强或削弱热传递速率的方法

2.热量传递的三种基本方式

(1).导热:依靠微观粒子的热运动而产生的热量传递。传热学重点研究的是在宏观温差作用下所发生的热量传递。

傅立叶导热公式:

(2).对流换热:当流体流过物体表面时所发生的热量传递过程。

牛顿冷却公式:

(3).辐射换热:任何一个处于绝对零度以上的物体都具有发射热辐射和吸收热辐射的能力,辐射换热就是这两个过程共同作用的结果。由于电磁波只能直线传播,所以只有两个物体相互看得见的部分才能发生辐射换热。

黑体热辐射公式:

实际物体热辐射:

3.传热过程及传热系数:热量从固壁一侧的流体通过固壁传向另一侧流体的过程。

最简单的传热过程由三个环节串联组成。

4.传热学研究的基础

傅立叶定律

能量守恒定律+ 牛顿冷却公式 + 质量动量守恒定律

四次方定律

本章难点

1.对三种传热形式关系的理解

各种方式热量传递的机理不同,但却可以(串联或并联)同时存在于一个传热现象中。

2.热阻概念的理解

严格讲热阻只适用于一维热量传递过程,且在传递过程中热量不能有任何形式的损耗。 思考题:

1.冬天经太阳晒过的棉被盖起来很暖和,经过拍打以后,效果更加明显。为什么?

2.试分析室内暖气片的散热过程。

3.冬天住在新建的居民楼比住旧楼房感觉更冷。试用传热学观点解释原因。

4.从教材表1-1给出的几种h数值,你可以得到什么结论?

5.夏天,有两个完全相同的液氮贮存容器放在一起,一个表面已结霜,另一个则没有。请问哪个容器的隔热性能更好,为什么

第二章 导热基本定律及稳态导热

§2-1 导热的基本概念和定律

§2-2 导热微分方程

§2-3 一维稳态导热

§2-4伸展体的.一维稳态导热

要求:本章应着重掌握Fourier定律及其应用,影响导热系数的因素及导热问题的数学描写——导热微分方程及定解条件。在此基础上,能对几种典型几何形状物体的一维稳态导热问题用分析方法确定物体内的温度分布和通过物体的导热量。

本章重点:

1.基本概念

温度场 t=f(x,y,z,τ),稳态与非稳态,一维与二维

导热系数λ

2.导热基本定律:

可以认为是由傅立叶导热公式引深而得到,并具有更广泛的适应性。

(1) 可以应用于三维温度场中任何一个指定的方向

(2) 不要求物体的导热系数必须是常数

(3) 不要求沿x方向的导热量处处相等

(4) 不要求沿x方向的温度梯度处处相等

(5) 不要求是稳态导热

3.导热微分方程式及定解条件

1)导热微分方程式控制了物体内部的温度分布规律,故亦称为温度控制方程只适用于物体的内部,不适用于物体的表面或边界。受到坐标系形式的限制。其推导依据是能量守恒定律和傅立叶定律。

2)定解条件

定解条件包括初始条件和边界条件。

第一类边界条件给定边界上的温度值

第二类边界条件给定边界上的热流密度值

第三类边界条件给定边界对流换热条件

3)求解思路

求解导热问题的思路主要遵循“物理问题数学描写求解方程温度分布热量计算”

4.一维稳态导热问题的解析解

1)如何判断问题是否一维

2)两种求解方法

对具体一维稳态无内热源常物性导热问题,一般有两种求解方法:一是直接对导热微分方程从数学上求解,二是利用fourier定律直接积分。前者只能得出温度分布再应用fourier定律获得热流量。

3)温度分布曲线的绘制

对一维稳态无内热源导热问题,当沿热流方向有面积或导热系数的变化时, 依此很容易判断温度分布。

本章难点:

本章难点是对傅立叶导热定律的深入理解并结合能量守恒定律灵活应用,这是研究及解决所有热传导问题的基础。

思考题:

1.如图所示为一维稳态导热的两层平壁内温度分布,导热系数λ均为常数。试确定:

(1)q1,q2及q3的相对大小;(2) λ1和λ2的相对大小。

2.一球形贮罐内有-196 的液氦,外直径为2m,外包保温层厚30cm, 其λ= 0.6w/m.k。环境温度高达40,罐外空气与保温层间的h=5w/m2.k试计算通过保温层的热损失并判断保温层外是否结霜。

3.试推导变截面伸展体的导热微分方程,并写出其边界条件。假设伸展体内导热是一维的。

第三章 非稳态导热

§3-1非稳态导热的基本概念

§3-1集总参数法

§3-3非稳态导热过程的微分方程分析

要求:通过本章的学习,读者应熟练掌握非稳态导热的基本特点,集总参数法的基本原理及其应用,一维非稳态导热问题的分析解及海斯勒图的使用方法。读者应能分析简化实际物理问题并建立其数学描写,然后求解得出其瞬时温度分布并计算在一段时间间隔内物体所传递的导热量。

本章重点;

一.非稳态导热过程

1.实质:由于某种原因使物体内某点不断有净热量吸收或放出,形成了非稳态温度场。

2.一维非稳态导热的三种情形:见教材图3-3。

3.Bi,Fo数的物理意义

二.集总参数法

1.实质:是当导热体内部热阻 忽略不计即Bi0时研究非稳态导热的一种方法。判别依据:Bi<0.1M。

2.时间常数

3.几点说明:导热体外的换热条件不局限于对流换热。建立导热微分方程的根本依据是能量守恒定律;由Bi数的定义,若h或特征长度d未知时,事先无法知道Bi数的大小,此时先假设集总参数法条件成立,待求出h或d之后,进行校核。

三.一维非稳态导热分析解

1.前提:一维、无内热源、常物性,Bi 或有限大。

2.非稳态导热的正规状况阶段:当Fo>0.2以后,非稳态导热进入正规状况阶段。此时从数学上表现为解的无穷级数只需取第一项,从物理上表现为初始条件影响消失,只剩下边界条件和几何因素的影响。

本章难点:

1.对傅立叶数Fo和毕渥数Bi物理含义的理解。

2.集总参数法和一维非稳态导热问题分析解的定量计算。

思考题:

1.两个侧面积和厚度都相同的大平板, 也一样,但导温系数a不同。如将它们置于同一炉膛中加热,哪一个先达到炉膛温度?

2.两块厚度为30mm的无限大平板,初始温度20℃,分别用铜和钢制成,平板两侧表面温度突然上升到60℃,试计算使两板中心温度均上升到56℃时,两板所需时间比。已知a铜=103,a钢=12.9(10-6m2/s)。

3.某同学拟用集总参数法求解一维长圆柱的非稳态导热问题,他算出了Fo和Bi数,结果发现Bi不满足集总参数法的条件,于是他改用Fo和Bi数查海斯勒图,你认为他的结果对吗,为什么?

4.在教材图3-6中,当 越小时, 越小,此时其他参数不变时 越小。即表明 越小,平板中心温度越接近流体温度。这说明 越小时物体被加热反而温升越快,与事实不符,请指出上述分析错误在什么地方。

5.用热电偶测量气罐中气体的温度,热电偶初始温度20℃,与气体表面h=10w/m2.k,热电偶近似为球形,直径0.2mm。试计算插入10s后,热电偶的过余温度为初始过余温度的百分之几?要使温度计过余温度不大于初始过余温度的1%,至少需要多长时间?已知热电偶焊锡丝的 =67w/m.k, ρ=7310kg/m3,c=228J/kg.k。

第四章 对流换热

§5-1 对流换热概说

§5-2 对流换热的数学描写

§5-3 对流换热边界层微分方程组

§5-4 相似理论基础

§5-5 管内受迫流动

§5-6 横向外掠圆管的对流换热

§5-7 自然对流换热及实验关联式

要求;通过本章的学习,读者应从定性上熟练掌握对流换热的机理及其影响因素,边界层概念及其应用,以及在相似理论指导下的实验研究方法,进一步提出针对具体换热过程的强化传热措施。本章主要从定量上计算无相变流体的对流换热,读者应能正确选择实验关联式计算几种典型的无相变换热(管槽内强制对流,外掠平板、单管及管束强制对流,大空间自然对流)的表面传热系数及换热量。

本章重点:

一.对流换热及其影响因素

对流换热是流体掠过与之有温差的壁面时发生的热量传递。导热和对流同时起作用。表面传热系数h是过程量。

研究对流换热的目的从定性上讲是揭示对流换热机理并针对具体问题提出强化换热措施,从定量上讲是能计算不同形式的对流换热问题的h及Q。

对流换热的影响因素总的来说包括流体的流动起因、流动状态、换热面几何因素、相变及流体热物性等。亦说明h是一复杂的过程量,Newton冷却公式仅仅是其定义式。

二.牛顿冷却公式

三.分析法求解对流换热问题的实质

分析法求解对流换热问题的关键是获得正确的流体内温度分布,然后利用式5-3求出h,进而得到平均表面传热系数。

四.边界层概念及其应用

速度和温度边界层的特点及二者的区别。温度边界层内流体温度变化剧烈,是对流换热的主要热阻所在。

数量级对比是推导边界层微分方程组常用的方法。基于:

五.相似原理

对流换热的主要研究方法是在相似理论指导下的实验方法。学习相似理论,应充分理解并掌握三个要点:如何安排实验(应测的量);实验数据和整理方法;所得实验关联式推广应用的条件。

准则数一般表现为相同量纲物理量或物理量组合的比值,在具体问题中表示的并不是其比值的真正大小,而是该比值的变化趋势。

传热与流动中常见的准则数Re、Pr、Nu、Gr、Bi、Fo,其定义和物理意义是应该熟练掌握的。

六.无相变对流换热的定量计算

注意:

判断问题的性质

选择正确的实验关联式

三大特征量的选取:、

牛顿冷却公式对不同的换热,温差和换热面积有区别

实际问题中常常需要使用迭代方法求解,计算结束时应校核前提条件是否满足。(或则,需先假定流态,最后再校核)

对流换热常常与辐射换热同时起作用,尤其在有气体参与的场合。

本章难点:

对流换热机理和过程的理解

相似原理和相似准则数意义的理解

定量计算

思考题;

1.管内强制对流换热,为何采用短管或弯管可以强化流体换热?

2.其它条件相同时,同一根管子横向冲刷与纵向冲刷比,哪个的h大,为什么?

3.在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验,到太空中是否仍有效?为什么?

4.由 式中没有出现流速,h与流体速度场无关,这样说对吗?

5.一般情况下粘度大的流体其Pr也大。由 可知,Pr越大,Nu也越大,从而h也越大,即粘度大的流体其h也越高,这与经验结论相悖,为什么?

【微语】不要猴子掰包谷,见哪样都喜欢,最后两手皆空;不要站在原地,机遇不是馅饼,不会无故砸向你;不要悲天悯人,只有奋发前行,好运才会相伴。

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