作者petwing (老皮)
看板Physics
標題Re: [問題]請問一熱傳問題
時間Sat Sep 26 23:15:23 2009
※ 引述《wowow2005 (耶穌是主)》之銘言：
: 標題: [問題]請問一熱傳問題
: 時間: Sat Sep 26 11:59:58 2009
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: 假設有兩塊相同體積的物體，分別是鋁和塑膠
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: 然後各別以同樣的熱源(瓦特)加熱
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: 請問到穩態的時候，誰的溫度會較高?
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: 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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: ◆ From: 61.228.155.229
: 推 arrenwu:條件是不是太少了啊 你的系統是封閉還開放的都沒說 09/26 19:51
: → wowow2005:封閉跟開放是什麼意思?你就假設是在自然對流的環境中就 09/26 21:37
: → wowow2005:是了 09/26 21:37
: → petwing:你所謂穩態 就是溫度不再隨時間改變 也就是熱平衡囉？ 09/26 23:05
: → petwing:那不管是哪個物體 不都是一樣的溫度嗎？ 09/26 23:06
啊...我耍笨了
上面推文別看
你可以用 q = h * A * delta T
q是傳熱速度 你假設穩態 所以熱源加熱的速度等於熱從物體表面散失的速度
A是物體跟外界接觸的面積
delta T 是物體跟外界的溫度差(既然穩態 假設外界流體散熱良好以維持等溫)
關鍵就是那個h (convection heat tramsfer coefficient)(W/m^2 K)
不同的物體 會有不同的係數
所以隨著不同的係數 delta T 就會不同 鋁跟塑膠的最終溫度就會不同
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◆ From: 61.31.142.11
1F：推 wowow2005:其實我也有想到這一步，只是當初找不到可以證實的資料證 09/27 10:45
2F：→ wowow2005:明h是有隨著物體的物理性質改變的，因為我看到的訊息是 09/27 10:46
3F：→ wowow2005:，h只隨物體表面形狀、流體的性質、流速等改變，跟物體 09/27 10:50
4F：→ wowow2005:的物理性質好像沒有太大關係，至於形狀，我是假設兩者的 09/27 10:50
5F：→ wowow2005:外觀都是一樣的 09/27 10:50
6F：推 wowow2005:另外再請教，原剖的意思是說，當到達穩態時，物體表面的 09/27 10:53
7F：→ wowow2005:熱傳速率會跟熱源給的熱傳速率相同嗎?這是因為物體內部 09/27 10:53
8F：→ wowow2005:已達到均溫嗎? 09/27 10:53
9F：→ petwing:我查了一下 目前只看到h跟流體有關係 似乎跟物體沒關係 09/27 11:31
10F：→ petwing:如果是這樣的話 那就是利用q=kAdT/dx的式子了 09/27 11:33
11F：→ petwing:熱源至物體的散熱表面會有一個溫度梯度(你的熱源應該是不 09/27 11:33
12F：→ petwing:會跟散熱在同一處) 所以中間會有一個熱傳導的途徑 09/27 11:34
13F：→ petwing:不同的物體有不同的k值 因此梯度就不同 你再把上式對x積分 09/27 11:35
14F：→ petwing:就會得到鋁跟塑膠各別的溫度分佈函數 鋁的k值較大 所以 09/27 11:36
15F：→ petwing:兩者在散熱處同溫 然後你會看到越往熱源處 塑膠上升的梯 09/27 11:37
16F：→ petwing:度大導致塑膠的溫度較高 09/27 11:37
17F：→ petwing:囧 原來機械版有人答了.... 09/27 11:42
18F：推 wowow2005:不過到達穩態時，兩者的內部都會達到均溫，不是嗎?如此 09/27 11:49
19F：→ wowow2005:一來，怎麼計算其溫度分佈? 09/27 11:49
20F：推 Assassin81:系統平衡才會均溫，達到穩態則不一定，因為穩態只是不 09/27 12:27
21F：→ Assassin81:隨時間改變，系統有可能有溫度勢的存在而有不同的溫度 09/27 12:30
22F：→ Assassin81:使物體內有溫度分布 09/27 12:36
23F：推 wowow2005:如果照你這樣講，物體內部就會有熱傳率，那麼物體內部溫 09/27 12:40
24F：→ wowow2005:度就會無限上升，這樣的假設是不合理的 09/27 12:41
25F：→ yc110208:熱源=>物體高溫處=>物體低溫處=>大氣 穩態的時候 內部會 09/27 12:44
26F：→ yc110208:有熱傳沒錯 不過進來的熱量=出去的 所以溫度不會提高 09/27 12:45
27F：推 wowow2005:那麼內部還會有q=-KdT/DX嗎?如果有的話，內部溫度是否會 09/27 12:48
28F：→ wowow2005:繼續上升? 09/27 12:48
29F：→ wowow2005:我比較confuse的點是，如果到達穩態時，裡面仍有溫度梯 09/27 12:56
30F：→ wowow2005:度，那麼所計算出來的q是不是會一步一步地傳到空氣中， 09/27 12:57
31F：→ wowow2005:所以物體內部不會吸收熱能，另外就是因為鋁的K比較大， 09/27 12:58
32F：→ wowow2005:以dT比較小，因此在物體內部裏較趨於達到均溫，是這樣解 09/27 12:58
33F：→ wowow2005:釋吧? 09/27 12:59
34F：→ petwing:物體溫度不會無限上升 達到穩態時 熱源提供多少熱量 09/27 17:32
35F：→ petwing:物體表面就散失多少熱量 沒有熱在累積 09/27 17:33
36F：→ petwing:如果物體溫度有在上升 那就不是穩態了 09/27 17:33