小男孩‘自慰网亚洲一区二区,亚洲一级在线播放毛片,亚洲中文字幕av每天更新,黄aⅴ永久免费无码,91成人午夜在线精品,色网站免费在线观看,亚洲欧洲wwwww在线观看

分享

熱即是“能量” 一切遵循能量守恒定律

 lily of valley 2010-11-16
熱是能量的形態(tài)之一。與動能、電能及位能等一樣,也存在熱能。熱能的單位用“J”(焦耳)表示。1J能量能在1N力的作用下使物體移動1m,使1g的水溫度升高0.24℃。
 1 J=1 Nm=4200 J/kg℃*0.24 ℃*0.001 kg

設(shè)備會持續(xù)發(fā)熱。像這樣,熱量連續(xù)不斷流動時,估計用“每秒的熱能量”來表示會更容易理解。單位為“J/s”。J/s也可用“W”(瓦特)表示。 1 W=1 J/s

不只是熱量,所有能量都不會突然生成,也不會突然消失。它們不是傳遞到其他物質(zhì)就是轉(zhuǎn)換為其他形態(tài)的能量。

比如,100J的能量可在100N力的作用下將物體移動1m。使該“物體移動”后,能量并不是消失了。比如,使用能量向上提升物體時,能量會以位能的形態(tài)保存在物體中。使用能量使物體加速運動時,則以動能的形態(tài)保存在物體中。

100J的能量可使100g水的溫度升高約0.24℃。這并不是通過升高水的溫度消耗了100J的能量。而是在水中作為熱能保存了起來。

如上所述,能量無論在何處都一定會以某種形態(tài)保存起來。能量既不會憑空消失,也絕不會憑空產(chǎn)生。這就是最重要“能量守恒定律”。

現(xiàn)在大家已經(jīng)知道熱是一種能量,其單位用J表示了吧!能量會流動,如果表示每秒的能量,單位則為W。

那么讓我們回到最初提出的那個問題。℃是溫度單位。溫度是指像能量密度一樣的物理量。它只不過是根據(jù)能量的多少表現(xiàn)出來的一種現(xiàn)象。即使能量相同,如果集中在一個狹窄的空間內(nèi),溫度就會升高,而大范圍分散時,溫度就會降低。

接通電源后一段時間內(nèi),多半轉(zhuǎn)換的熱能會被用于提高裝置自身的溫度,而排出的能量僅為少數(shù)。之后,裝置溫度升高一定程度時,輸入的能量與排除的能量必定一致。否則溫度便會無止境上升。

 
 
熱傳遞的方式。

熱能傳遞只有3種方式。分別為“傳導(dǎo)”、“對流”及“熱輻射”。請注意,傳導(dǎo)與對流表面文字相似,但絕不相同!

傳導(dǎo)是指在物體(固體)中傳播的熱能的傳遞。鋁和鐵的導(dǎo)熱性都很出色。這就是傳導(dǎo)。

如果用數(shù)值表示導(dǎo)熱性,樹脂為0.2~0.3,鐵為49,鋁為228,銅為386。這些都是指該物質(zhì)的導(dǎo)熱率,單位為“W/(m·℃)”。越容易導(dǎo)熱的物質(zhì),該數(shù)值越大。

如果用一句話來表述導(dǎo)熱率的含義,即“有一種長1m、斷面積為1m2的材料,其兩端的溫度差為1℃時,會流動多少W”。如果將其單位“W/(m·℃)”寫成

大家是不是立刻就明白了呢?

對流是指熱能通過與物體表面接觸的流體,從物體表面向外傳遞的方式。請大家聯(lián)想一下吃熱拉面時的情景。用嘴吹一下,拉面就會變涼。那就是利用熱對流使熱從拉面表面向吹出的空氣傳遞的結(jié)果。

這也可用數(shù)值表示。比如,流體為水,散熱面水平放置時,自然對流就為(2.3~5.8)×100,受迫對流就為(1.2~5.8)×1000,水沸騰時就為(1.2~2.3)×10000。這就是各種情況下的傳熱系數(shù),單位為“W/(m2·℃)”。

這個單位很容易理解。由于是“W/(面積·溫度差)”,因此它的意思就是“面積為1平方米的面與周圍流體的溫度差為1℃時,會從該面?zhèn)鬟f多少W熱量”。

該傳熱系數(shù)受散熱面設(shè)置狀況的影響較大。根據(jù)流體的種類、流速及流動方向等,數(shù)值會發(fā)生變化。因此,計算傳熱系數(shù)的公式會根據(jù)不同的情況發(fā)生改變。

比如,有一個溫度均勻的平板,如果在與其平行的方向受迫流動空氣時(受迫對流),可用左圖的公式求出傳熱系數(shù)。從該公式可知以下兩點。

1、傳熱系數(shù)與流速的平方根成比例 。比如: 流速提高至2倍,傳熱系數(shù)也只提高至1.4倍

2、如果冷卻面積相同,流動的距離越長,傳熱系數(shù)越低。比如:在冷卻面上流動的空氣吸熱后,會在溫度上升的同時繼續(xù)流動,因此冷卻能力會越來越弱

總之,冷卻熱的物體時,與使用強風(fēng)使其冷卻的方法相比,橫向擴(kuò)大散熱面,使整體通風(fēng)的方法更有效。

下面介紹一下自然對流的情況。空氣自然對流時的傳熱系數(shù)用下圖的公式求解。

這里出現(xiàn)兩個新詞,分別為“姿勢系數(shù)”和“代表長度”。這些是根據(jù)面的形狀及設(shè)置方向定義的。右圖分別顯示了垂直和水平設(shè)置平板時的情況,其他面形狀及設(shè)置方向也各有姿勢系數(shù)及代表長度。

 
  

 

輻射是指經(jīng)由紅外線、光及電磁波等從物體表面?zhèn)鬟f的方式。被電爐發(fā)出的紅外線照射后,會感到溫暖。這就是熱輻射。太陽的熱量穿過真空宇宙到達(dá)地球,這也屬于輻射。

輻射中熱量是否易于吸收和放出取決于表面的溫度及顏色等。就顏色大體而言,黑色容易吸放,而白色較難。

如果用數(shù)值來表示,其數(shù)值范圍為0~1。理論上來講,全黑物質(zhì)為1,鋁為0.05~0.5,鐵為0.6~0.9,黑色樹脂為0.8~0.9。這就是熱輻射率(沒有單位)。

此處公開的公式是一個近似式,用于計算設(shè)置在空氣中的物體向周圍的空氣進(jìn)行輻射時傳遞的熱量。物體和空氣的溫度差并不是很大時,可利用該公式準(zhǔn)確計算出結(jié)果。


實例:
 
下面,估計一下實際設(shè)備的大小,然后試著計算從該箱體的表面會釋放出多少熱量。假設(shè)將大小與第一代PS3幾乎相同(325mm×275mm×100mm)的方形箱體豎著放置,并且假設(shè)該箱體內(nèi)外不換氣。

環(huán)境溫度按照產(chǎn)品的工作保證溫度決定。在此,工作保證溫度最高為35℃,假設(shè)再加上5℃作為設(shè)計余量。

下面再確定一下設(shè)備外裝的表面溫度吧!該溫度由作為產(chǎn)品性能參數(shù)的容許溫度決定。在此,假設(shè)箱體的表面溫度同樣為60℃。并且,將由外裝使用的素材及顏色決定的表面輻射率設(shè)定為0.8。

此時,在其內(nèi)部生成的——不對,應(yīng)該是在箱體內(nèi)部由電轉(zhuǎn)換為熱量的能量,從箱體的表面通過熱對流及熱輻射的方式向外部轉(zhuǎn)移。另外,估計設(shè)備表面與外部接觸的部分只有小橡膠底座,因此不會通過熱傳導(dǎo)方式傳遞熱量。

并且,暫不考慮散熱片設(shè)計情況及處理器的溫度。這里僅針對箱體大小、表面情況及外部溫度決定的能量進(jìn)出收支計算。

會是多少W呢?第一代PS3的最大發(fā)熱量為380W。試想一下,其中來自外殼表面的散熱會是多少?

從箱體表面放出的熱量為54.8W。而這是外殼表面溫度均為60℃時的數(shù)值。實際上,外殼的表面溫度分布不均,只有一部分為溫度60℃。估計大部分無法達(dá)到規(guī)格溫度。粗略估算一下,整體僅有6成為60℃,只能散熱32.9W。估計現(xiàn)實中會更少。

綜上所述,PS3大小的設(shè)備從外殼表面最多只能散熱30W左右??杀氖牵@就是現(xiàn)實。產(chǎn)品的發(fā)熱量如果為100W,剩余的70W必須采用其他方式強制釋放出來。380W的話,剩下的就是350W。

    本站是提供個人知識管理的網(wǎng)絡(luò)存儲空間,所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布,不代表本站觀點。請注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購買等信息,謹(jǐn)防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容,請點擊一鍵舉報。
    轉(zhuǎn)藏 分享 獻(xiàn)花(0

    0條評論

    發(fā)表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多