传热学现象_百度文库

作者:四川体彩网 | 2020-10-07 02:45

  冬天,经过在白天太阳底下晒过的棉被, 问题 1 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? 感到很暖和?并且经过拍打以后,为什么效果更加明显? 回答:棉被经过晾晒以后,可使棉花的空隙里进入更多的空气。 回答: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 而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热, 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 导热系数较小, 具有良好的保温性能。 的空气进入,因而效果更明显。 的空气进入,因而效果更明显。 冬天,在相同的室外温度条件下, 问题 2 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? 更冷些? 回答:假定人体表面温度相同时, 回答: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 ( 制对流换热, 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。 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 量相同时 。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈 。 而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。 而在有风时从人体带走的热量更多,所以感到更冷一些。 讨论:读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小 讨论: 而不是温度的高低, 即当人体散热量低时感到热, 散热量高时感到冷, 而不是温度的高低, 即当人体散热量低时感到热, 散热量高时感到冷, 经验告诉我们, 58W/㎡时感到热, 经验告诉我们,当人的皮肤散热热流为 58W/㎡时感到热,为 232W/ 为 928W/㎡时感到冷。 ㎡时感到舒服, 696W/㎡时感到凉快, 时感到舒服, 696W/㎡时感到凉快, 而大于为 928W/㎡时感到冷。 20℃室内工作, 穿单衣感到舒适, 问题 3 夏季在维持 20℃室内工作, 穿单衣感到舒适, 而冬季保持在 22℃的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服? 22℃的室内工作时,为什么必须穿绒衣才觉得舒服? 回答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。 回答:首先,冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。夏季室外 室外温度不同 温度比室内温度高, 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 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。 而冬季室外气温比室内气温低, 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。 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, 22℃ 20℃ 因此,尽管冬季室内温度 22℃比夏季略高 20℃,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 辐射与墙壁的散热比夏季高很多。 散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。 散热量的原理,在冬季散热量大,因此要穿厚一些的绒衣。 利用同一冰箱储存相同的物质时, 问题 4 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? 还是未结霜的冰箱耗电量大? 回答:当其它条件相同时,冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰 回答: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, 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, 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。 耗电量更大。 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。 问题 5 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? 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? 回答:从稀饭到凉水是一个传热过程。显然, 回答: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 不搅动时属自然对流。 而稀饭的换热比水要差。 散热量,应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。 散热量,应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。 在寒冷的北方地区, 问题 6 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? 为什么? 回答: 其他条件相同时, 回答: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/( (35℃ ,而多孔空心砖中充满着不动的空气, 0.5W/(mK) 35℃) 而多孔空心砖中充满着不动的空气,空气在 (35 ,而多孔空心砖中充满着不动的空气 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。 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。 因而用多孔空心砖好。 电影《泰坦尼克号》 问题 7 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 主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。 象。 回答: 杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量, 而 回答: 杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量, 罗丝在筏上其身体与空气之间产生自然对流。 水 罗丝在筏上其身体与空气之间产生自然对流。 其身体与空气之间产生自然对流 在其他条件相同时, 在其他条件相同时, 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 的自然对流强度要远大于空气, 的速度比罗丝快得多。因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。 的速度比罗丝快得多。因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。 人造地球在卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁? 问题 8 人造地球在卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁? 回答: 卫星在太空中正常运行时, 其表面的热量传递方式主要依 回答: 卫星在太空中正常运行时, 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 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, 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。 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。 北方深秋季节的清晨,树叶叶面上常常结霜,试问树叶上、 问题 9 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? 下表面的哪一面结霜?为什么? 回答:霜会结在树叶上的表面。因为清晨,上表面朝向太空, 回答:霜会结在树叶上的表面。因为清晨,上表面朝向太空,下 表面 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 表面朝向地面。 而太空表面的温度低于摄氏零度, 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 般在零度以上。 由于相对树叶下表面来说, 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 更多的能量, 所以树叶下表面温度较高, 于零度,因而容易结霜。 于零度,因而容易结霜。 窗玻璃对红外线 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? 人感到暖和? 回答:窗玻璃对红外线不透明,但对可见光却是透明的, 回答: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 着玻璃晒太阳, 太阳光可以穿过玻璃进入室内, 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。 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。 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 球和火星距太阳的距离相差不大, 问题 11 在太阳系中地球和火星距太阳的距离相差不大, 星表面温度昼夜变化却比地球要大得多? 星表面温度昼夜变化却比地球要大得多? 回答:由于火星附近没有大气层,因而在白天, 回答: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 表现温度很高, 而在夜间, 的太空进行辐射换热, 因而表面温度很低。 而地球附近由于大气层 主 ( 的太空进行辐射换热, 因而表面温度很低。 和水蒸气)的辐射作用,夜间天空温度比太空高, 要成份是 CO2 和水蒸气)的辐射作用,夜间天空温度比太空高,白天 大气层又会吸收一部分来自太阳的辐射能量,因而昼夜温差较小。 大气层又会吸收一部分来自太阳的辐射能量,因而昼夜温差较小。 在冬季的晴天,白天和晚上空气温度相同, 问题 12 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。试解释这种现象。 晚上却感觉冷。试解释这种现象。 回答: 白天和晚上人体向空气传递的热量相同, 回答: 白天和晚上人体向空气传递的热量相同, 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 低的太空辐射热量。 但白天和晚上的差别在于: 阳的辐射能量,而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。 阳的辐射能量,而晚上却不能。因而晚上感觉会更冷一些。


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