计算热流
热流是热量随时间传递的速率。因为它是热能随时间变化的速率，所以热流的国际单位制是焦耳每秒，或瓦特（W）。
热量通过传导流经物质对象，加热的粒子将其能量传递给相邻的粒子。科学家们在知道材料是由原子组成之前就已经研究了材料中的热流，而热流是在这方面很有帮助的概念之一。即使在今天，尽管我们理解热传递与单个原子的运动有关，但在大多数情况下，试图以这种方式考虑这种情况是不切实际的，也是无济于事的。退一步，在更大范围内处理物体，是研究或预测热运动的最合适方式。
热流数学
因为热流表示热能随时间的流动，所以可以将其视为表示在一小段时间内传输的一小段热能dQ（Q是通常用于表示热能的变量），dt。使用变量H表示热流，可得出以下方程式：
H = dQ / dt
如果你学过微积分或微积分，你可能会意识到，像这样的变化率是一个很好的例子，当时间接近零时，你会想要一个极限。在实验上，你可以通过测量越来越小的时间间隔内的热量变化来做到这一点。
为确定热流而进行的实验确定了以下数学关系：
H = dQ / dt = kA (TH - TC) / L
这似乎是一个令人生畏的变量数组，因此让我们将其分解（其中一些已经解释过）：
- H：热流
- dQ：在一段时间内传递的少量热量
- dt：dQ传输的少量时间
- k：材料的导热系数
- A：物体的横截面积
- TH-TC：材料中最热和最冷温度之间的温差
- L：传热所经过的长度
方程中有一个元素应该单独考虑：
(TH - TC) / L
这是单位长度的温差，称为温度梯度。
热阻
在工程中，他们经常使用热阻R的概念来描述隔热材料如何有效地防止热量在材料上传递。对于厚度为L的材料板，给定材料的关系为R=L/k，由此产生此关系：
H = A(TH - TC) / R
- 发表于 2021-09-27 03:25
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- 分类：物理
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