熱導率公式(thermal conductivity) k = (Q/t) *L/(A*T) k:熱導 ... ... 熱傳量單位為焦耳(J)或仟焦耳(kJ),每單位質量所具有的能量為kJ/kg ... 有效度ε與NTU 間的關係(公式 ... ... <看更多>
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熱傳導公式q 在 [問題]請問一熱傳問題- 精華區Mechanical 的推薦與評價
※ [本文轉錄自 Physics 看板]
作者: wowow2005 (耶穌是主) 看板: Physics
標題: [問題]請問一熱傳問題
時間: Sat Sep 26 11:59:58 2009
假設有兩塊相同體積的物體,分別是鋁和塑膠
然後各別以同樣的熱源(瓦特)加熱
請問到穩態的時候,誰的溫度會較高?
要用什麼公式要概念去證明誰的溫度是會較高的?
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作者: kylechen (kyle) 看板: Mechanical
標題: Re: [請益] 請問一熱傳問題
時間: Sun Sep 27 00:51:12 2009
※ 引述《wowow2005 (耶穌是主)》之銘言:
: ※ [本文轉錄自 Physics 看板]
: 作者: wowow2005 (耶穌是主) 看板: Physics
: 標題: [問題]請問一熱傳問題
: 時間: Sat Sep 26 11:59:58 2009
: 假設有兩塊相同體積的物體,分別是鋁和塑膠
: 然後各別以同樣的熱源(瓦特)加熱
: 請問到穩態的時候,誰的溫度會較高?
: 要用什麼公式要概念去證明誰的溫度是會較高的?
因為題目仍有一些不完整 我多加了一些假設進去
第一個額外假設就是兩塊相同體積的東西 他們的形狀與面積也是一模一樣的
第二個額外假設是熱源的溫度均不足以使兩者任何一個產生相變
(如果其中之一融化了 可能會流失 那無法談什麼穩不穩態)
第三個額外假設是我把問題簡化成平板加熱問題
若是不同形狀 可再討論
這個問題必須同時牽涉到你的熱源是什麼樣的形式
是恆溫型? (例如隔水加熱) 恆功率型? (例如電阻加熱器)
我看你說的應該是恆功率
那結論就是塑膠溫度會較高
為什麼呢?
考慮到傳熱途徑為 熱源->物體->大氣
物體不會自己吃掉能量 所以熱源傳給物體的熱量
必全部由物體傳給大氣 然後散失
其中物體->大氣這段 適用熱對流 Q=hAdT
也就是說 如果兩者要在表面逸散相同的熱量 因為外部條件相同的關係
兩者接觸大氣的那ㄧ面 表面溫度必須相等
(當然 塑膠表面與鋁表面不同所造成的h差異 在此被省略)
現在我們已經知道兩者接觸大氣的那一面 溫度相等
那麼接近熱源的那一面呢?
這裡使用到熱傳導公式 Q=kAdt/L 他可以很好的求得物體本身的溫度梯度
因為是相同形狀的平板 所以 A,L皆相等
但k值的話 典型的鋁材約2xx W/mk ,典型的塑膠通常不超過2 W/mk
所以鋁材的熱源面與空氣接觸面 溫度差異很小
而塑膠的話兩面的差異就大得多
隨便舉一個情形 鋁材熱源面可能32度 大氣面30度
塑膠 90 30
那麼平均溫度鋁材是 31度 塑膠則是60度
所以穩態後塑膠溫度較高
(這裡同時省略了熱輻射的影響
省略的原因是因為我們已經限制了溫度不得超過塑膠的熔點
在此相對較低溫的情況下 熱輻射的影響是較不顯著的)
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作者: YYJhong (汲汲於生) 看板: Mechanical
標題: Re: [請益] 請問一熱傳問題
時間: Mon Sep 28 02:17:28 2009
※ 引述《kylechen (kyle)》之銘言:
: ※ 引述《wowow2005 (耶穌是主)》之銘言:
: : 作者: wowow2005 (耶穌是主) 看板: Physics
: : 標題: [問題]請問一熱傳問題
: : 時間: Sat Sep 26 11:59:58 2009
: : 假設有兩塊相同體積的物體,分別是鋁和塑膠
: : 然後各別以同樣的熱源(瓦特)加熱
: : 請問到穩態的時候,誰的溫度會較高?
: : 要用什麼公式要概念去證明誰的溫度是會較高的?
: 因為題目仍有一些不完整 我多加了一些假設進去
: 第一個額外假設就是兩塊相同體積的東西 他們的形狀與面積也是一模一樣的
: 第二個額外假設是熱源的溫度均不足以使兩者任何一個產生相變
: (如果其中之一融化了 可能會流失 那無法談什麼穩不穩態)
: 第三個額外假設是我把問題簡化成平板加熱問題
: 若是不同形狀 可再討論
: 這個問題必須同時牽涉到你的熱源是什麼樣的形式
: 是恆溫型? (例如隔水加熱) 恆功率型? (例如電阻加熱器)
: 我看你說的應該是恆功率
: 那結論就是塑膠溫度會較高
: 為什麼呢?
: 考慮到傳熱途徑為 熱源->物體->大氣
: 物體不會自己吃掉能量 所以熱源傳給物體的熱量
: 必全部由物體傳給大氣 然後散失
: 其中物體->大氣這段 適用熱對流 Q=hAdT
: 也就是說 如果兩者要在表面逸散相同的熱量 因為外部條件相同的關係
: 兩者接觸大氣的那ㄧ面 表面溫度必須相等
: (當然 塑膠表面與鋁表面不同所造成的h差異 在此被省略)
: 現在我們已經知道兩者接觸大氣的那一面 溫度相等
這裡我想可以修正一個地方,就是表面散逸熱量一樣的話,
兩物體的 hAdT 一樣是沒錯的,但並不保證兩物體的表面溫度因此
一樣。
因為熱容的關係,質量大的、比熱容(specific heat capacity)大的物體
上升溫度會比較慢,所以有可能達到穩態時,兩物體的表面溫度是不一樣的。
達穩態時,兩物體的表面溫度若不一樣,則 h 一定也會不一樣。所以表面散
逸熱量即使相同,表面溫度仍可能不同。
舉個更顯明的例子
若把等體積的木塊跟鋁塊置入同一個加熱板上均勻加熱,假設十分鐘後兩物溫度
不再有明顯變化(接近穩態),問誰比較燙 ?
我想這個問題的答案會是鋁塊。 因為木塊比熱容大,而且可能還比鋁重,
即使輸入和鋁塊一樣多的熱,它升溫的速度遠不及鋁塊。
: 那麼接近熱源的那一面呢?
: 這裡使用到熱傳導公式 Q=kAdt/L 他可以很好的求得物體本身的溫度梯度
: 因為是相同形狀的平板 所以 A,L皆相等
: 但k值的話 典型的鋁材約2xx W/mk ,典型的塑膠通常不超過2 W/mk
: 所以鋁材的熱源面與空氣接觸面 溫度差異很小
: 而塑膠的話兩面的差異就大得多
: 隨便舉一個情形 鋁材熱源面可能32度 大氣面30度
: 塑膠 90 30
: 那麼平均溫度鋁材是 31度 塑膠則是60度
: 所以穩態後塑膠溫度較高
: (這裡同時省略了熱輻射的影響
: 省略的原因是因為我們已經限制了溫度不得超過塑膠的熔點
: 在此相對較低溫的情況下 熱輻射的影響是較不顯著的)
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作者: kylechen (kyle) 看板: Mechanical
標題: Re: [請益] 請問一熱傳問題
時間: Mon Dec 7 08:07:42 2009
: 這裡我想可以修正一個地方,就是表面散逸熱量一樣的話,
: 兩物體的 hAdT 一樣是沒錯的,但並不保證兩物體的表面溫度因此
: 一樣。
: 因為熱容的關係,質量大的、比熱容(specific heat capacity)大的物體
: 上升溫度會比較慢,所以有可能達到穩態時,兩物體的表面溫度是不一樣的。
: 達穩態時,兩物體的表面溫度若不一樣,則 h 一定也會不一樣。所以表面散
: 逸熱量即使相同,表面溫度仍可能不同。
: 舉個更顯明的例子
: 若把等體積的木塊跟鋁塊置入同一個加熱板上均勻加熱,假設十分鐘後兩物溫度
: 不再有明顯變化(接近穩態),問誰比較燙 ?
: 我想這個問題的答案會是鋁塊。 因為木塊比熱容大,而且可能還比鋁重,
: 即使輸入和鋁塊一樣多的熱,它升溫的速度遠不及鋁塊。
: : 那麼接近熱源的那一面呢?
: : 這裡使用到熱傳導公式 Q=kAdt/L 他可以很好的求得物體本身的溫度梯度
: : 因為是相同形狀的平板 所以 A,L皆相等
: : 但k值的話 典型的鋁材約2xx W/mk ,典型的塑膠通常不超過2 W/mk
: : 所以鋁材的熱源面與空氣接觸面 溫度差異很小
: : 而塑膠的話兩面的差異就大得多
: : 隨便舉一個情形 鋁材熱源面可能32度 大氣面30度
: : 塑膠 90 30
: : 那麼平均溫度鋁材是 31度 塑膠則是60度
: : 所以穩態後塑膠溫度較高
: : (這裡同時省略了熱輻射的影響
: : 省略的原因是因為我們已經限制了溫度不得超過塑膠的熔點
: : 在此相對較低溫的情況下 熱輻射的影響是較不顯著的)
不好意思 可否解釋得更清楚一點
您說穩態溫度場與熱容有關?
可是所謂穩態 應該是表示一個場的Qin 與Qout相等
(否則該場就會獲得或者散失能量 即非穩態)
在此情形下 不論該物體熱容是1或是10000
放多久 溫度都不會有變化的
所以請再多說明一些您的論點
(另外...同體積的木塊與鋁塊 應該是鋁塊重吧 不是嗎?)
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◆ From: 123.204.154.81
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