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傳熱–能量如何移動(dòng)
熱。一個(gè)字可以讓您想到從烹飪到曬黑這么多不同的事物。但是什么是熱及其如何運(yùn)動(dòng)。熱量本質(zhì)上是能量的一種形式,它以溫度變化的形式流動(dòng)。這種形式的能量會(huì)從高到低流動(dòng)。當(dāng)您將某物描述為高溫時(shí),實(shí)際上是在描述所涉物品的溫度高于您的手,因此熱(熱)能從該物體流向您的手。這種現(xiàn)象就是所謂的熱傳遞。可以一直觀察到熱傳遞到原子尺度,并具有稱為比熱的特性。每個(gè)分子和原子都可以攜帶一定量的能量,以比熱表示。該值是能量的比率(通常以焦耳為單位)除以質(zhì)量乘以溫度(J / g°C)。
能量通過(guò)物體中的原子移動(dòng)
但是這些熱量如何從一個(gè)物體移到另一個(gè)物體?在原子尺度上,原子存儲(chǔ)的能量將使電子進(jìn)入激發(fā)態(tài)并在殼之間快速切換。當(dāng)電子返回到下層殼層(靠近原子核)時(shí),能量被釋放。然后釋放的能量被處于較低能量狀態(tài)的原子吸收,并將一直持續(xù)到兩個(gè)物體之間的熱能相等為止。熱量具有從表面到表面?zhèn)鬟f能量的四種基本模式,它們?nèi)缦拢?/span>
對(duì)流
對(duì)流是流體從點(diǎn)A到點(diǎn)B的物理傳輸,其中包括內(nèi)部存儲(chǔ)的所有內(nèi)部熱能。對(duì)流可以看作是較簡(jiǎn)單的傳熱方式之一。
傳導(dǎo)
傳導(dǎo)也可以稱為擴(kuò)散,是指已物理接觸的兩個(gè)對(duì)象之間的能量轉(zhuǎn)移。當(dāng)兩個(gè)物體相互接觸時(shí),熱能將從溫度較高的物體流向溫度較低的物體。一個(gè)很好的例子是將冰放在一杯水中。溫度遠(yuǎn)低于室溫,因此熱能將從水流到冰上。
對(duì)流
對(duì)流是物體與運(yùn)動(dòng)中的流體之間的熱能傳遞。流體移動(dòng)得越快,熱量傳遞就越快。這取決于分子的比熱性質(zhì),以確定熱傳遞的速率。分子的比熱越低,為了獲得對(duì)流的全部作用,流體將需要移動(dòng)得更快,體積更大。對(duì)流用于現(xiàn)代烤箱中,以便在烹飪時(shí)使食物中的熱量更加均勻。
輻射
輻射是熱能通過(guò)空白空間的傳遞,并且確實(shí)需要兩個(gè)物體之間的材料?;氐皆尤绾吾尫艧崮?;當(dāng)電子返回低能層時(shí),能量以從紅外光到紫外光的光的形式釋放。然后,光形式的能量可以被熱形式的物體吸收。每天您走到外面時(shí),每個(gè)人都會(huì)經(jīng)歷輻射傳遞;太陽(yáng)輻射發(fā)出的光使這個(gè)星球變得宜居。
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