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  • 換熱有傳導(dǎo)、對流和輻射.空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.023W/m·k,對流的傳熱系數(shù)是5-25W/m2·k,測試時怎么區(qū)分?

    換熱有傳導(dǎo)、對流和輻射.空氣的導(dǎo)熱系數(shù)是0.023W/m·k,對流的傳熱系數(shù)是5-25W/m2·k,測試時怎么區(qū)分?
    現(xiàn)在有的大學(xué)教科書害人不淺,說什么雙層玻璃中空氣作用很大,減少了97%的熱量傳遞.從雙層玻璃溫室大棚的使用效果上看,實質(zhì)上空氣的作用非常有限,簡直是誤人子弟!
    物理人氣:295 ℃時間:2019-10-18 03:01:24
    優(yōu)質(zhì)解答
    大學(xué)教科書沒有害人.
    1、空氣的主要成分是氧氣和氮氣組成,它們都是對稱雙原子氣體分子,另有少量的二氧化碳、氫氣、水蒸氣等不對稱多原子氣體分子(不足1%),因此,空氣的輻射傳熱極小,可忽略不計.即空氣的傳熱主要是對流與導(dǎo)熱;
    2、由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小,故當空氣不流動時,則通過空氣傳遞的熱量只能是導(dǎo)熱;
    3、通常來說,空氣發(fā)生對流傳熱時,其熱量的傳遞是較大的,至少要比導(dǎo)熱要大得多;
    4、對于雙層玻璃而言,只要兩玻璃之間的距離足夠近,空氣就不會對流,其傳熱主要是導(dǎo)熱的形式,因此雙層玻璃可以極大地減少熱量的傳遞;但若雙層玻璃之間的距離不是那么近,空氣就會流動,反而會促進熱量的傳遞;因此,要想減少熱量的傳遞,雙層玻璃之間的距離一定要小,小到空氣剛好不對流就行(這是最佳距離,過小也不好),否則就會適得其反;
    5、“利用空氣較小導(dǎo)熱系數(shù)來達到保溫的目的”的例子很多,象泡狀的材料等,其內(nèi)心都是空的(就是空氣),很輕,都能起到保溫效果,如常見的塑料泡沫等就常用來保溫;再如保溫杯,就是利用了雙層之間的真空(其實還是有少量的空氣),等.
    6、空氣的導(dǎo)熱系數(shù)可以查資料,通?!秱鳠釋W(xué)》里就有.要使用專門的儀器(導(dǎo)熱儀)才能測量空氣的導(dǎo)熱系數(shù);
    7、導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的物性參數(shù),不是狀態(tài)參數(shù).
    希望樓主能夠明白.“什么情況下空氣會不流動”,氣體產(chǎn)生流動的原因是有壓力差、溫度差、不均相,其中有一項存在氣體便產(chǎn)生流動,并不是你說的“兩玻璃之間的距離足夠近,空氣就不會對流”,難道距離小到比單個氣體分子還小時,才不流動了?恭喜你,夾住一個分子了!“空氣的導(dǎo)熱系數(shù)可以查資料,通?!秱鳠釋W(xué)》里就有”。我問的是怎么測試?也許根本沒人知道怎么測試,因為空氣傳導(dǎo)和對流很難區(qū)分。至于是不是害人,去百度文庫查“雙層玻璃”。1、附面層的空氣幾乎不流動,其傳熱方式主要是導(dǎo)熱。另,氣體分子的宏觀運動(即流動)與其微觀運動(不規(guī)則熱運動)是完全不同的。2、關(guān)于氣體導(dǎo)熱系數(shù)的測定,可參考“http://wenku.baidu.com/view/2e61d6ea998fcc22bcd10d46.html”的“測定氣體導(dǎo)熱系數(shù)”3、科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍,搞好了,能得到最大收益,但弄不好,反而受損。4、利用空氣保溫的例子很多,現(xiàn)再說兩個:(1)普通粘土磚,其導(dǎo)熱系數(shù)為 0.72+0.5×10^(-3)t,而含有大量的空氣孔的輕質(zhì)粘土磚,其導(dǎo)熱系數(shù)為 0.18+0.37×10^(-3)t,可見,在相同的溫度t下,它們的導(dǎo)熱系數(shù)相差了很大;(2)陶瓷纖維,其導(dǎo)熱系數(shù)為0.037~0.041 w/(m.℃),比實心陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)小多了?!瓣P(guān)于氣體導(dǎo)熱系數(shù)的測定,”書中指明是在常規(guī)百分之一氣壓以下測試的,按常識,人能在空氣中呼吸,這個氣壓不能呼吸吧?因此這個導(dǎo)熱系數(shù)只是一個計算推論。同時,南京大學(xué)物理系有論文指出,他們做這個實驗發(fā)現(xiàn)相對誤差是39%,這就是大學(xué)搞科學(xué)的態(tài)度?請搜“熱線法測定”豆丁網(wǎng)。輕質(zhì)粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的10倍,差太遠,這里就不研究了。“科學(xué)技術(shù)是柄雙刃劍”,如果小平同志知道了,就會說:做科學(xué)要認真!做實驗總是有誤差的,但誤差的大小并不能否認空氣導(dǎo)熱系數(shù)非常小這一基本的事實。空氣的導(dǎo)熱系數(shù)非常小是客觀存在的,是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的。因為這樣的例子太多了,比比皆是,如多孔的物質(zhì),或具有多層的結(jié)構(gòu),都能夠降低導(dǎo)熱系數(shù)。如棉花、真空棉、鴨絨被、等等,如果你把它們的空氣都抽跑,不含空氣孔或真空孔,以及沒有隔層,它們的導(dǎo)熱系數(shù)就會大了許多,就不會保暖了。陶瓷材料也是一樣的,由于將陶瓷吹成多孔的細纖維,因而其導(dǎo)熱系數(shù)大大降低,廣泛用于保溫目的。但陶瓷本身是不保溫的。另外,實驗所產(chǎn)生的誤差,是普遍存在的現(xiàn)象。如像水和水蒸氣的物性參數(shù),也是每隔若干年就會公布新的、更符合實際的數(shù)據(jù)。你不能說以前的水及水蒸氣的數(shù)據(jù)誤差較大,就否認其科學(xué)性??茖W(xué)是永無止境的,人們的認識總是從簡單到復(fù)雜,從粗糙到精確,從低級到高級。當然,采用“熱線法”來測氣體的導(dǎo)熱系數(shù),誤差是有些大,這種方法目前還處于探討,主要是想用于教學(xué)的,其目的是在花少量的錢的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學(xué)生如何思考問題和解決問題的能力。實際測量氣體導(dǎo)熱系數(shù)是用的“氣體導(dǎo)熱儀”或“氣體分析儀”。這些儀器都是比較昂貴的,有的還需專人負責、專人操作,一般用于科研?!拜p質(zhì)粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)是空氣的10倍,差太遠,這里就不研究了?!保@是不對的。因為普通粘土磚沒那么多的氣孔,因而其導(dǎo)熱系數(shù)要比有許多空氣孔的輕質(zhì)粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)要大了許多,就是利用了空氣導(dǎo)熱系數(shù)很小的緣故。如果說空氣導(dǎo)熱系數(shù)很大,比實心粘土磚還要大,那多孔的輕質(zhì)粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)肯定是增加的。說“輕質(zhì)粘土磚的導(dǎo)熱系數(shù)比空氣導(dǎo)熱系數(shù)大了10倍”,比較的對象不妥。 另外,“科學(xué)是把雙刃劍”,就是要我們科學(xué)辦事,認真辦事。如果違背了科學(xué),必定要受到科學(xué)的懲罰。所以,受到科學(xué)懲罰的人,不要埋怨這個那個的,要好好總結(jié)教訓(xùn),克服認識上的局限性,才能更上一層樓。 在歷史上,從失敗中總結(jié)成定律或定理的有不少,如“熱力學(xué)第一定律”和“熱力學(xué)第二定律”都是從失敗中總結(jié)出來的。難道我們就不能總結(jié)自已的經(jīng)驗和教訓(xùn)嗎?我前面說的:一是氣體的導(dǎo)熱系數(shù)是不是計算出來的?抽掉空氣的低氣壓,得出的結(jié)果有很大的誤差;二是低氣壓下的實驗結(jié)果誤差也很大,是因為有對流存在。誤差39%不道歉還有理?是不是說“有些大”就行了?我們的教科書,有錯就改,別一知半解的。石墨和金剛石,差異顯著和空氣沒關(guān)系。同理,我覺得沒功夫討論耐火磚。重點是:空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.023,到底是誰怎么準確測試出來的?測試原理是什么?測試時怎么區(qū)分導(dǎo)熱和對流?
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