热传递及物态变化.ppt

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1、热传递有三种方式：传导对流热辐射热传递热传导亦称“导热”。是热传递三种基本方式之一。它是固体中热传递的主要方式，在不流动的液体或气体层中层层传递，在流动情况下往往与对流同时发生。热传导实质是由大量物质的粒子热运动互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。在固体中，热传导的微观过程是：在温度高的部分，晶体中结点上的微粒振动动能较大。在低温部分，微粒振动动能较小。因微粒的振动互相联系，所以在晶体内部就发生微粒的振动，动能由动能大的部分向动能小的部分传递。在固体中热的传导，就是能量的迁移。在金属物质中，因存在大量的

2、自由电子，在不停地作无规则的热运动。自由电子在金属晶体中对热的传导起主要作用。在液体中热传导表现为：液体分子在温度高的区域热运动比较强，由于液体分子之间存在着相互作用，热运动的能量将逐渐向周围层层传递，引起了热传导现象。由于热传导系数小，传导的较慢，它与固体相同，而不同于气体；气体依靠分子的无规则热运动以及分子间的碰撞，在气体内部发生能量迁移，从而形成宏观上的热量传递。对流是流体（液体和气体）热传递的主要方式。热对流指的是液体或气体由于本身的宏观运动而使较热部分和较冷部分之间通过循环流动的方式相互掺和，以达到温度趋于均匀的过程。热辐射热的一种传递方式。它不依

3、赖物质的接触而由热源自身的温度作用向外发射能量，这种传热方式叫“热辐射”。它和热的传导、对流不同。它不依靠媒质而把热直接从一个系统传给另一系统。热辐射是以电磁波辐射的形式发射出能量，温度的高低，决定于辐射的强弱。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5×10-4厘米左右，即在红外区。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。例如，太阳表面温度为6000℃，它是以热辐射的形式，经宇宙空间传给地球的。这是热辐射远距离传热的主要方式。近距离的热源，除对流、传导外，亦将以辐射的方式传递热量。

4、热辐射有时亦称红外辐射，波长范围约0.7微米到1毫米，为可见光谱中红光端以外的电磁辐射。关于热辐射，其重要规律有四个：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。这四个定律，有时统称为热辐射定律。热辐射的特点：1、任何物体，只要温度高于0K，就会不停地向周围空间发出热辐射；2、可以在真空中传播；3、伴随能量形式的转变；4、具有强烈的方向性；5、辐射能与温度和波长均有关；6、发射辐射取决于温度的4次方。基尔霍夫辐射定律在同样的温度下，各种不同物体对相同波长的单色辐射出射度与单色吸收比之比值都相等，并等于该温度下黑体对同一波长的单色

5、辐射出射度。普朗克辐射分布定律维恩位移定律在一定温度下，黑体的谱辐射亮度存在一个极值，这个极值的位置与温度有关斯蒂藩—玻耳兹曼定律固体凡具有一定体积和形态的物体称为“固体”，它是物质存在的基本状态之一。组成固体的分子之间的距离很小，分子之间的作用力很大，绝大多数分子只能在平衡位置附近作无规则振动，所以固体能保持一定的体积和形状。在受到不太大的外力作用时，其体积和形状改变很小。当撤去外力的作用，能恢复原状的物体称弹性体，不能完全恢复的称塑性体。构成固体的粒子可以是原子、离子或分子，这些粒子都有固定的平衡位置。但由于这些粒子的排列方式不同，固体又可分为两类，即晶

6、体和非晶体。如果粒子的排列具有规则的几何形状，在空间是三维重复排列，这样的物质叫晶体，如金属、食盐、金刚石等。如果组成固体的粒子杂乱堆积，分布混乱，这样的物质叫非晶体。如玻璃、石蜡、沥青等。晶体有一定的熔点，而非晶体却没有固定的熔解温度。非晶体的熔解和凝固过程是随温度的改变而逐渐完成的。它的固态和液态之间没有明显的界限。空间点阵组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列，如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的空间排列就称为空间点阵。点阵中的各个点，称为阵点。空间点阵是一种数学抽象。【晶体】具有规则几何形状的固体。其内部结构中的

7、原子、离子或分子都在空间呈有规则的三维重复排列而组成一定型式的晶格。这种排列称为晶体结构。晶体点阵是晶体粒子所在位置的点在空间的排列。相应地在外形上表现为一定形状的几何多面体，这是它的宏观特性。同一种晶体的外形不完全一样，但却有共同的特点。各相应晶面间的夹角恒定不变，这条规律称为晶面角守恒定律，它是晶体学中重要的定律之一，是鉴别各种矿石的依据。晶体的一个基本特性是各向异性，即在各个不同的方向上具有不同的物理性质，如力学性质（硬度、弹性模量等等）、热学性质（热膨胀系数、导热系数等等）、电学性质（介电常数、电阻率等等）光学性质（吸收系数、折射率等等）。例如，外力

8、作用在云母的结晶薄片上，沿平行于薄片的平面很容易裂开