贮热相变材料的热物性与工作性能综述.ppt

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1、第二章贮热相变材料的热物性和工作性能第一部分焦冬生热科学和能源工程系1提纲贮热相变材料热物性理论预测相变潜热改善相变材料的热物性2一、贮热相变材料的热物性及测定方法相变材料的热物性相变温度、相变潜热、导热系数、比热、密度、膨胀系数温度测量热量测量一般卡计法；热分析法差热分析法(DifferentialThermalAnalysis,DTA)；差示扫描量热法(DifferentialScanningCalorimetry,DSC)3温度测量理论热力学第零定律如果两个热力学系统中的每一个都和第三个热力学系统处于热平衡，那么，它们彼此也必定处于热平衡。这个结论叫做热力学第

2、零定律。热力学第零定律为建立温度概念提供了实验基础。这个定律反映出,处在同一热平衡状态的所有的热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这个特征就是由这些互为热平衡系统的状态所决定的一个数值相等的状态函数。这个状态函数被定义为温度。定义是定性的。只能判断两系统的温度相等或不等，只是标定而非测量。通常物理量测量都是用标准单位的整数或小数表示。4温度测量理论热力学第二定律热量总是自发地从高温物体(系统)传到低温物体。功可以全部转化为热，但任何热机不能全部地、连续不断地把所获得的热量转变为功。第二定律却从热量自发流动的方向判别出物体温度的高低。5温度测量理论卡诺定理在相同的高温

3、热源和相同的低温热源间工作的一切可逆热机其效率都相等，而与工作物质无关。在相同高温热源与相同低温热源间工作的一切热机中，不可逆热机的效率都不可能大于可逆热机的效率。6温度测量理论热机效率：开尔文提出建立一种不依赖于任何测温物质的温标。并规定：称为热力学温标定义水的三相点温度(热力学温标)θtr=273.16K由卡诺定理可以得到热力学温标后，温度才有“比”意义上的测量.7温度测量理论理想气体状态方程测量成为可能8温度测量理论温标：选择某种物质的某一随温度变化的状态参量来标志温度；规定温度与测量参量之间的函数关系；选择并规定温度值。普通温度计：水银温度计热电偶温度计：康

4、铜－铜电阻温度计：Pt100，半导体，热敏电阻气体温度计：定容、定压光学温度计：高温9温度测量理论热力学第三定律当温度趋向于绝对零度时，系统的熵趋向于一个固定的数值，而和其他性质如压强等无关。这一结论又叫做能斯脱热定理。不可能用有限的手续使系统冷却到绝对零度。这个结论叫做绝对零度不可到达原理。10国际温标(ITS-90)的固定点物质a平衡态b温度T90/K物质a平衡态b温度T90/KHeVP3～5Ga*MP302.9146e-H2TP13.8033In*FP429.7485e-H2VP(CVGT)～17SnFP505.078e-H2VP(CVGT)～20ZnFP69

5、2.677Ne*TP24.5561Al*FP933.473O2TP54.3358AgFP1234.94ArTP83.8058AuFP1337.33HgTP234.3156Cu*FP1357.77H2OTP273.16a.e-H2指平衡氢，即正氢和仲氢的平衡分布，在室温下正常氢含75%正氢、25%仲氢；*第二类固定点b.VP-蒸汽压点；CVGT-等容气体温度计点；TP-三相点(固、液和蒸汽三相共存的平衡度)；FP-凝固点和MP-熔点(在一个标准大气压101325Pa下，固、液两相共存的平衡温度)，同位素组成为自然组成状态。11气体温度计气体温度计的原理是基于PV/T=

6、常数，分为定容气体温度计和定压气体温度计。定容气体温度计是气体的体积保持不变，压强随温度改变。定压气体温度计是气体的压强保持不变，体积随温度改变。定压气体温度计精度高，测量范围大（-260℃~160℃），性能稳定，可用作温度标准器。但结构复杂，操作，使用和修正麻烦。故除在高温范围外，实际工作中一般者使用定容气体温度计。12玻璃液体温度计水银温度计（-200℃-600℃）、水银温度计（石英：-35℃-500℃；加压：-35℃-600℃）、洒精温度计（-80℃-80℃）。工作原理基于液体在玻璃外壳中的热膨胀作用。当储存液泡的温度发生变化时玻璃管内液柱随之长高或降低，通过

7、温度标尺测温。感温介质有汞、酒精、戊烷等，使用戊烷测温低至-200℃。结构简单，使用方便，价格便宜，广泛用于工农业、科研、教学、生活中，但易碎、不能记录。13热电偶温度计简介热电偶14在1821年德国医生塞贝克在实验中发现热电效应以来，经珀尔帖、汤姆逊以及开尔文等科学家的大量研究，热电效应理论得到了不断的发展，并日趋完善。塞贝克通过实验发现一对异质金属A、B组成的闭合回路中，如果对接点a加热，那么，a,b两接点的温度就会不同，温度不同，就会有电流产生，使得接在电路中的电流表发生偏转。这一现象现今称为温差电效应或塞贝克效应，相应的电势称为温差热电势或塞贝克电势，它