影响热传导的因素有哪些

问题描述

精选答案

影响热传导的因素有温度差、导热系数、导热物的截面积、时间、导热物厚度。材料的导热系数不但因物质的种类而异，而且还和材料的温度、湿度、压力和密度等因素有关，而影响导热系数主要因素是材料的密度和湿度。一般情况下，密度小的材料导热系数就小，反之就大。但是对于一些密度较小的保温材料，特别是某些纤维状材料和发泡材料，当密度低于某个值以后，导热系数反而会增大。在最佳密度下，该材料的导热系数最小。大多数材料的导热系数随温度的升高而增大，工程计算中，导热系数常取使用温度范围内的算术平均值，并把它作为常数看待。

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热传导(thermal conduction)是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导，而流体即使处于静止状态，其中也会由于温度梯度所造成的密度差而产生自然对流，因此，在流体中热对流与热传导同时发生。

导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果。气体温度越高，其分子运动动能越大，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。由于物体内部分子、原子和电子等微观粒子的热运动，而组成物体的物质并不发生宏观的位移，将热量从高温区传到低温区的过程称为导热。

热的传递

传导是能量通过直接接触从一个分子转移到另一个分子。当分子相互碰撞时，这种转移就发生了，类似于一个移动的球撞击另一个球，导致第二个球移动的台球游戏。传导发生在固体、液体和气体中，但在具有相互靠近的简单分子的材料中效果最好。例如，金属的导体比木头或塑料的导体好。

对流是水或空气等流体的热运动。流体(液体或气体)从一个地方移动到另一个地方，并随之传递热量。一团热水或空气的运动称为气流。

辐射是电磁波传递热量的过程。当你站在太阳下时，你会被从太阳传到地球的电磁波加热，这些电磁波主要是红外辐射(也有少量可见光)。除了太阳，灯泡、熨斗和烤面包机也通过辐射传递热量。注意，与传导或对流不同，辐射传热不需要任何物质来帮助传递。

简谐振动——>热传导

在我们研究理想气体时，我们假定理想气体中的分子之间是无任何相互作用的，但无相互作用的分子组成的绝对理想气体是无法达到热平衡的。同样，当我们研究晶体时，如果用简谐近似来处理晶体中的原子振动，其结果就是小振动理论（简谐近似）得到的不同格波间是完全独立的，不存在不同声子之间的相互碰撞，这种情况相当于完全忽略气体分子之间的相互作用。如果果真如此，格波不可能达到统计平衡。

因此，在研究晶体的热传导问题时，必须考虑非简谐效应。非谐作用使不同格波之间发生耦合，正是这种非谐作用使得格波之间有能量交换，从而达到统计平衡。