熱物理指標

熱物理指標(Thermal physical parameters)包含三項指標:導熱係數,導溫係數,比熱容。 導熱係數是指在穩定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側表面的溫差為1度(K,°C),在1秒內,通過1平方米麵積傳遞的熱量,用λ表示,單位為瓦/米·度(W/m·K,此處的K可用℃代替)。

導溫係數又稱熱擴散係數:以物體受熱升溫的情況為例來分析。在物體受熱升溫的非穩態導熱過程中,進入物體的熱量沿途不斷地被吸收而使當地溫度升高,在此過程持續到物體內部各點溫度全部扯平為止。由熱擴散率的定義α=λ/ρc 可知:

(1) 物體的導熱係數λ越大,在相同的溫度梯度下可以傳導更多的熱量。

(2) 分母ρc是單位體積的物體溫度升高1℃所需的熱量。ρc 越小,溫度升高1℃所吸收的熱量越小,可以剩下更多熱量繼續向物體內部傳遞,能使物體各點的溫度更快地隨界面溫度的升高而升高。

熱擴散率α是λ與1/ρc兩個因子的結合。α越大,表示物體內部溫度扯平的能力越大,因此而有熱擴散率的名稱。這種物理上的意義還可以從另一個角度來加以說明,即從溫度的角度看,α越大,材料中溫度變化傳播的越迅速。可見α也是材料傳播溫度變化能力大小的指標,因而有導溫係數之稱。

比熱容指單位質量的某種物質升高單位溫度所需的熱量。其國際單位制中的單位是焦耳每公斤開爾文(J kg^-1K^-1 或 J kg^-1℃^-1,J是指焦耳,K是指熱力學溫標,與攝氏度℃相等),即令1公斤的物質的溫度上升1攝氏度所需的能量。根據此定理,最基本便可得出以下公式:

c=△E/m△T

△E為吸收的熱量,中學的教科書里為△Q。m是物體的質量,△T是吸熱(放熱)後溫度所上升(下降)值,國中的教材里把△T寫成△t,其實這是很不規範的。

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