傳熱學問答題匯編

傳熱學問答題匯編問題1冬天，經(jīng)過在白天太陽底下曬過的棉被，晚上蓋起來為什么感到很暖和？并且經(jīng)過拍打以后，為什么效果更加明顯？回答：棉被經(jīng)過晾曬以后，可使棉花的空隙里進入更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導熱，由于空氣的導熱系數(shù)較小，具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被可以讓更多的空氣進入，因而效果更明顯。問題2冬天，在相同的室外溫度條件下，為什么有風比無風時感到更冷些？回答：假定人體表面溫度相同時，人體的散熱在有風時相當于強制對流換熱，而在無風時屬自然對流換熱（不考慮熱輻射或假定輻射換熱量相同時）。而空氣的強制對流換熱強度耍比自然對流強烈。因而在有風時從人體帶走的熱量更多，所以感到更冷一些。問題3夏季在維持20℃室內(nèi)工作，穿單衣感到舒適，而冬季保持在22℃的室內(nèi)工作時,為什么必須穿絨衣才覺得舒服？回答：首先，冬季和夏季的最大區(qū)別是室外溫度不同。夏季室外溫度比室內(nèi)溫度高，因此通過墻壁的熱量傳遞方向是由室外傳向室內(nèi)。而冬季室外氣溫比室內(nèi)氣溫低，通過墻壁的熱量傳遞方向是由室內(nèi)傳向室外。因此冬季和夏季墻壁內(nèi)表面溫度不同，夏季高而冬季低。因此，盡管冬季室內(nèi)溫度22℃比夏季略高20℃,但人體在冬季通過輻射與墻壁的散熱比夏季高很多。根據(jù)上題人體對冷曖的感受主要是散熱量的原理，在冬季散熱量大，因此要穿厚一些的絨衣。問題4利用同一冰箱儲存相同的物質(zhì)時，試問結(jié)霜的冰箱耗電量大還是未結(jié)霜的冰箱耗電量大？回答：當其它條件相同時，冰箱的結(jié)霜相當于在冰箱蒸發(fā)器和冰箱冷凍室（或冷藏室）之間增加了一個附加熱阻，因此，要達到相同的制冷室溫度，必然要求蒸發(fā)器處于更低的溫度。所以，結(jié)霜的冰箱耗電量更大。問題5有人將一碗熱稀飯置于一盆涼水中進行冷卻。為使稀飯涼得更快一些，你認為他應該攪拌碗中的稀飯還是盆中的涼水？為什么？回答：從稀飯到?jīng)鏊且粋€傳熱過程。顯然，稀飯和水的換熱在不攪動時屬自然對流。而稀飯的換熱比水要差。因此要強化傳熱增加散熱量，應該用攪拌的方式強化稀飯側(cè)的傳熱。問題6在寒冷的北方地區(qū)，建房用磚采用實心磚還是多孔的空心磚好？為什么？回答：在其他條件相同時，實心磚材料如紅磚的導熱系數(shù)約為0.5W/（m?K）（35℃）,而多孔空心豉中充滿著不動的空氣，空氣在純導熱（即忽略自然對流）時其導熱系數(shù)很低,是很好的絕熱材料。因而用多孔空心磚好。問題7電影《泰坦尼克號》里，男主人公杰克在海水里被凍死而女主人公羅絲卻因躺在筏上而幸存下來。試從傳熱學的觀點解釋這一現(xiàn)象?；卮穑航芸嗽诤Ｋ锲渖眢w與海水間由于自然對流交換熱量，而羅絲在筏上其身體與空氣之間產(chǎn)生自然對流。在其他條件相同時，水的自然對流強度要遠大于空氣，因此杰克身體由于自然對流散失能量的速度比羅絲快得多。因此杰克被凍死而羅絲卻幸免于難。問題8人造地球在衛(wèi)星在返回地球表面時為何容易被燒毀？回答：衛(wèi)星在太空中正常運行時，其表面的熱量傳遞方式主要依靠與太空及太陽等星體的輻射。而在衛(wèi)星返回地面的過程中，由于與大氣層之間的摩擦，產(chǎn)生大量的熱量，無法及時散失，因而易被燒毀。問題9北方深秋季節(jié)的清晨，樹葉葉面上常常結(jié)霜，試問樹葉上、下表面的哪一面結(jié)霜？為什么？回答：霜會結(jié)在樹葉上的表面。因為清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的溫度低于攝氏零度，而地球表面溫度一般在零度以上。由于相對樹葉下表面來說，其上表面需要向太空輻射更多的能量，所以樹葉下表面溫度較高，而上表面溫度較低且可能低于零度，因而容易結(jié)霜。問題10窗玻璃對紅外線幾乎不透明，但為什么隔著玻璃曬太陽卻使人感到暖和？回答：窗玻璃對紅外線不透明，但對可見光卻是透明的，因而隔著玻璃曬太陽，太陽光可以穿過玻璃進入室內(nèi)，而室內(nèi)物體發(fā)出的紅外線卻被阻隔在窗內(nèi)，因而房間內(nèi)溫度越來越高，因而感到暖和。問題11在太陽系中地球和火星距太陽的距離相差不大，但為什么火星表面溫度晝夜變化卻比地球要大得多？回答：由于火星附近沒有大氣層，因而在白天，太陽輻射時火星表現(xiàn)溫度很高，而在夜間，沒有大氣層的火星與溫度接近于絕對零度的太空進行輻射換熱，因而表面溫度很低。而地球附近由于大氣層（主要成份是CO2和水蒸氣）的輻射作用，夜間天空溫度比太空高，白天大氣層又會吸收一部分來自太陽的輻射能量，因而晝夜溫差較小。問題12在冬季的晴天，白天和晚上空氣溫度相同，但白天感覺暖和，晚上卻感覺冷。試解釋這種現(xiàn)象。回答：白天和晚上人體向空氣傳遞的熱量相同，且均要向溫度很低的太空輻射熱量。但白天和晚上的差別在于：白天可以吸收來自太陽的輻射能量，而晚上卻不能。因而晚上感覺仝市冷一叱一問題13試分析暖氣片的散熱過程，各環(huán)節(jié)有哪些熱量傳遞方式？以暖氣片管內(nèi)走熱水為例O答：有以下?lián)Q熱環(huán)節(jié)及熱傳遞方式（1）由熱水到暖氣片管到內(nèi)壁，熱傳遞方式是對流換熱（強制對流）；（2）由暖氣片管道內(nèi)壁至外壁，熱傳遞方式為導熱；（3）由暖氣片外壁至室內(nèi)環(huán)境和空氣，熱傳遞方式有輻射換熱和對流換熱。問題14用套管溫度計測量容器內(nèi)的流體溫度，為了減小測溫誤差，套管材料選用銅還是不銹鋼？答：由于套管溫度計的套管可以視為一維等截面直助，要減小測溫誤差（即使套管頂部溫度tH盡量接近流體溫度tf）,應盡量減小沿套管長度流向容器壁面的熱量，即增大該方向的熱阻。所以，從套管樹料上說應采用導熱系數(shù)更小的不銹鋼。問題15工程中應用多孔性材料作保溫隔熱，使用時應注意什么問題?為什么？答：應注意防潮。保溫材料的一個共同特點是它們經(jīng)常呈多孔狀，或者具有纖維結(jié)構(gòu)，其中的熱量傳遞是導熱、對流換熱、熱輻射三種傳熱機理聯(lián)合作用的綜合過程。如果保溫材料受潮，水分將替代孔隙中的空氣，這樣不僅水分的導熱系數(shù)高于空氣，而且對流換熱強度大幅度增加，這樣材料保溫性能會急劇下降。問題16東北地區(qū)春季，公路路面常出現(xiàn)〃彈簧〃，冒泥漿等〃翻漿〃病害。試簡要解釋其原因。為什么南方地區(qū)不出現(xiàn)此病害?東北地區(qū)的秋冬季節(jié)也不出現(xiàn)〃翻漿〃？答：此現(xiàn)象可以由半無限大物體（地面及地下）周期性非穩(wěn)態(tài)導熱現(xiàn)象的溫度波衰減及溫度波時間延遲特征來解釋。公路路面〃彈簧〃及〃翻漿〃病害產(chǎn)生的條件是：地面以下結(jié)冰,而地表面已解凍（表面水無法滲如地下）。東北地區(qū)春季地表面溫度已高于0℃,但由于溫度波的時間延遲，地下仍低于0℃,從而產(chǎn)生了公路路面〃彈簧〃及〃翻漿〃等病害。東北地區(qū)的秋冬季節(jié)，雖然地表面溫度已低于（TC,但由于溫度波的時間延遲，地下仍高于0℃,從而不會產(chǎn)生〃翻漿〃。南方地區(qū)不出現(xiàn)此病害的原因是，由于溫度波衰減的特征，使得地下部分不會低于0℃,當然不會出現(xiàn)此病害。問題17有一臺放置于室外的冷庫，從減小冷庫冷量損失的角度出發(fā)，冷庫外殼顏色應涂成深色還是淺色？答：要減少冷庫冷損，須盡可能少地吸收外界熱量，而盡可能多地向外釋放熱量。因此冷庫敗取較淺的顏色，從而使吸收的可見光能量較少，而向外發(fā)射的紅外線較多。問題18你以為下述說法「常溫下呈紅色的物體表示此物體在常溫下紅色光的單色發(fā)射率較其它色光（黃、綠、蘭）的單色發(fā)射率為高?！▽?為什么?（注：指無加熱源條件下）答：這一說法不對。因為常溫下我們所見到的物體的顏色，是由于物體對可見光的反射造成的.紅色物體正是由于它對可見光中的黃、綠、藍等色光的吸收率較大，對紅光的吸收率較小,反射率較大形成的.根據(jù)基而霍夫定律￡入二a入，故常溫下呈紅色的物體，其常溫下的紅色光單色發(fā)射率較其他色光的單色光發(fā)射率要小。問題19某樓房室內(nèi)是用白灰粉刷的，但即使在晴朗的白天，