热传递主要存在三种基本形式:热传导、热辐射和热对流。
热传导
热传导是指当不同物体之间或同一物体内部存在温度差时,就会通过物体内部分子、原子和电子的微观振动、位移和相互碰撞而发生能量传递现象。不同相态的物质内部导热的机理不尽相同。气体内部的导热主要是其内部分子做不规则热运动是相互碰撞的结果;非导电固体中,在其晶格结构的平衡位置附近振动,将能量传递给相邻分子,实现导热;而金属固体的导热是凭借自由电子在晶格结构之间的运动完成的。
热辐射
热辐射,物体由于具有温度而辐射电磁波的现象,称为热辐射。一切温度高于绝对零度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能量就愈大。热辐射的光谱是连续谱,波长覆盖范围理论上可从0直至∞,一般的热辐射主要靠波长较长的可见光和红外线传播。
温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,当温度为300℃时热辐射中最强的波长在红外区。当物体的温度在500℃以上至800℃时,热辐射中最强的波长成分在可见光区。
热辐射能把热能以光速穿过真空,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,被物体吸收而变成热能,称为热射线。电磁波的传播不需要任何媒质,热辐射是真空中唯一的热传递方式。太阳传递给地球的热能就是以热辐射的方式经过宇宙空间而来。
热辐射的重要规律有4个:基尔霍夫辐射定律、普朗克辐射分布定律、斯蒂藩-玻耳兹曼定律、维恩位移定律。这4个定律,统称为热辐射定律。
热对流
热对流是指流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。由于流体间各部分是相互接触的,除了流体的整体运动所带来的热对流之外,还伴生有由于流体的微观粒子运动造成的热传导。
对流传热系数代表对流传热能力。影响对流传热系数的主要因素有:引起流动的原因、流动状况、流体性质、传热面性质等。对流传热系数可由理论推导、因次分析、实验等方法获得。
热量总是从温度较高的物体传递给温度较低的物体。
解释:
水和空气都不是热的良导体,所以不是热传导,这个可以通过实验:加热一个装满水的试管,在试管上部加热,可以发现上部水开了,下部的水还是凉的。
其次由于水和空气都是透明的,对辐射的吸收较少,所以也不是热辐射。
由上述分析只能是热对流,当空气或水被加热后,热空气或热水上升,冷空气或冷水下降,发生对流,以这种方式传递热。
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