作者YYJhong (汲汲於生)
看板Physics
標題Re: [問題]請問一熱傳問題
時間Sun Sep 27 15:36:32 2009
※ 引述《petwing (老皮)》之銘言：
: ※ 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
: : 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?
: : --
: : ◆ 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
假設兩物質溫度在熔點以前即達"穩態"，先考慮比熱容的觀念 :
我們說某物質的比熱容，是 使單位質量的物體的溫度上升一度，所需要輸入的能量。
原題說相同的熱源加熱鋁和塑膠，兩物質"等體積"，所以鋁比較重，然後再去
查一下比熱容是多少，用
delta T = 1/C *( m * t * q ) (1)
溫度上升 比熱容 質量 加熱時間 輸入熱(W)
計算各物質的溫度上升量與加熱時間之關係
但原題說穩態，所以一定要有一個散熱機制的存在，讓進去物體的熱能等於離開物體
的熱能，不然物體溫度只會不斷上升，這個散熱機制的散熱能力必須有辦法把熱能"瞬
間"排掉，才有"穩態"溫度可言。
所以，物體的穩態溫度，其實是看你什麼時候開啟你的散熱機制 ?
如果同時開起散熱機制，根據(1)，溫度上升量取決於 比熱容C；
若不同時開，則取決於 比熱容C 和 開啟時間 t'。
一般的情形是，t'趨近於無窮大，溫度時變率減為零，亦即達穩態，這時兩物體溫度
會一樣。
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.114.88.2
1F：推 wowow2005:假如是同時開啟的話，沒有那麼單純，因為你不知道兩者是 09/27 16:48
2F：→ wowow2005:否同時間達到穩態 09/27 16:48
3F：→ wowow2005:所以若是達到穩態的時間不同，吸收的熱量也就不同，無法 09/27 16:49
4F：→ wowow2005:比較起 09/27 16:49
※ 編輯: YYJhong 來自: 140.114.88.2 (09/28 11:47)
5F：→ YYJhong:這題的關鍵我覺得是看你怎嚜認定何時達到穩態? 是時間無窮 09/28 13:20
6F：→ YYJhong:久之後達到穩態 還是在有限的時間內達到穩態 前者溫度會一 09/28 13:24
7F：→ YYJhong:樣 後者端看兩物溫度達到穩態的時間點為何 09/28 13:25
8F：→ petwing:呃...你們對「穩態」的定義有點怪 穩態就是隨時間不再變 09/29 10:54
9F：→ petwing:為何還分有限時間跟無窮久？ 09/29 10:55
10F：→ petwing:而且 前提當然是以物體不會融化的狀態下 那早開散熱跟晚 09/29 10:57
11F：→ petwing:開 只是早一點達穩態跟晚一點而已 不會因為早開晚開而有 09/29 10:57
12F：→ petwing:不同的穩態溫度 09/29 10:58
13F：→ YYJhong:吃火鍋的時候 鍋內有一根木頭湯匙與一根鐵湯匙 穩態時兩者 09/29 18:41
14F：→ YYJhong:溫度不會一樣(小弟憑生活經驗判斷的) 那這要怎嚜解釋 09/29 18:43
15F：噓 quaintness:科學是要驗證後的Fundamental solutions,非靠生活經驗 09/30 02:56
16F：→ YYJhong:我知道阿 但是研究動機有時也是取自於生活經驗啊 09/30 08:25
17F：→ YYJhong:難道要我用熱電偶量完湯匙溫度數據後 才能問問題? 09/30 08:28
※ 編輯: YYJhong 來自: 140.114.88.2 (09/30 08:29)