说明导热系数和热扩散系数的物理意义及区别?
一、物理不同:
热传导系数表示的是流体或物体与物体之间,单位时间单位面积上的传热量;而热扩散系数指的则是物体内部热量扩散能力,即物体内部温度趋向均匀的能力。
二、含义不同:
热传导系数即导热系数,是描述物体导热能力大小的物理量。热扩散系数,等于热传导系数/密度*定压比热容,其中,分母表示容积热容;热扩散系数的物理意义是描述物体的热惯性,热扩散系数越大表示热惯性越小,物体达到与周围环境热平衡的状态越快。
传热方式:
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。
一、热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。
从微观角度来看。气体、液体、导电固体和非导电固体的导热机理是有所不同的。
1、气体中,导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。众所周知,气体的温度越高,其分子的运动动能越大。不同能量水平的分子相互碰撞的结果,使热量从高温处传到低温处。
2、导电固体中有相当多的自由电子,它们在晶格之间像气体分子那样运动。自由电子的运动在导电固体的导热中起着主要作用。
在非导电同体中,导热是通过晶格结构的振动,即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
3、至于液体中的导热机理,还存在着不同的观点。有一种观点认为定性上类似于气体,只是情况更复杂,因为液体分子间的距离比较近,分子间的作用力对碰撞过程的影响远比气体大。另一种观点则认为液体的导热机理类似于非导电固体。
以上内容参考:百度百科——传热学
2024-08-07 广告
以物体受热升温的情况为例来分析。在物体受热升温的非稳态导热过程中,进入物体的热量沿途不断地被吸收而使局部温度升高,在此过程持续到物体内部各点温度全部扯平为止。由热扩散率的定义α=λ/ρc
可知:
(1)
物体的导热系数λ越大,在相同的温度梯度下可以传导更多的热量。
(2)
分母ρc是单位体积的物体温度升高1℃所需的热量。ρc
越小,温度升高1℃所吸收的热量越小,可以剩下更多热量继续向物体内部传递,能使物体各点的温度更快地随界面温度的升高而升高。
热扩散率α是λ与1/ρc两个因子的结合。α越大,表示物体内部温度扯平的能力越大,因此而有热扩散率的名称。这种物理上的意义还可以从另一个角度来加以说明,即从温度的角度看,α越大,材料中温度变化传播的越迅速。可见α也是材料传播温度变化能力大小的指标,因而有导温系数之称