传热现象解释题

传热学现象解释题传热学现象解释题 1、夏季在维持 夏季在维持2020℃的室内工作，℃的室内工作，穿单衣感到舒适，穿单衣感到舒适，而冬季在而冬季在 保持保持2323℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传℃的室内工作时，却必须穿绒衣才觉得舒服。试从传 热的观点分析原因。热的观点分析原因。 答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度的不同。夏季室外温度 比室内气温高，因此通过墙壁的热量传递方向是出室外传向室内。 而 冬季室外气温比室内低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室 外。因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。因此， 尽管冬季室内温度(23℃)比夏季略高(20℃)， 但人体在冬季通过辐射 与墙壁的散热比夏季高很多。 根据上题人体对冷感的感受主要是散热 量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。 2、冬天， 冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来感到晚上盖起来感到 很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。很暖和，并且经过拍打以后，效果更加明显。试解释原因。 答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进人更多的空气。而空气 在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热， 由于空气的导热系 数较小(20℃，1.01325×10 Pa时，空气导热系数为0.0259W/(m·K)， 具有良好的保温性能。而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入， 因 而效果更明显。 3、在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验， 在地球表面某实验室内设计的自然对流换热实验，到太空到太空 5 中是否仍然有效，为什么？中是否仍然有效，为什么？ 答：该实验到太空中无法得到地面上的实验结果。 因为自然对流是由 流体内部的温度差从而引起密度差并在重力的作用下引起的。 在太空 中实验装置格处于失重状态， 因而无法形成自然对流，所以无法得到 顶期的实验结果。 4、在对流温度差大小相同的条件下 在对流温度差大小相同的条件下 , ,在夏季和冬季在夏季和冬季, ,屋顶天屋顶天 花板内表面的对流放热系数是否相同花板内表面的对流放热系数是否相同? ?为什么为什么? ? 答： 在夏季和冬季两种情况下,虽然它们的对流温差相同,但它们的内 表面的对流放热系数却不一定相等。原因 :在夏季t f＜tw,在冬季tf＞ t w,即在夏季,温度较高的水平壁面在上 ,温度较低的空气在下 ,自然 对流不易产生,因此放热系数较低.反之,在冬季,温度较低的水平壁 面在上,而温度较高的空气在下,自然对流运动较强烈,因此,放热系 数较高。 5、冬天， 冬天，在相同的室外温度条件下，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感为什么有风比无风时感 到更冷些？到更冷些？ 答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流 换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量 相同时） 。而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。因而在有 风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些 6、试述沸腾换热过程中热量传递的途径。 试述沸腾换热过程中热量传递的途径。 答：半径 R≥Rmin的汽泡在核心处形成之后,随着进一步地的加热,它 的体积将不断增大,此时的热量是以导热方式输入 , 其途径一是由汽 泡周围的过热液体通过汽液界面输入 , 另一是直接由汽泡下面的汽 固界面输入,由于液体的导热系数远大于蒸汽,故热量传递的主要途径 为前者。 当汽泡离开壁面升入液体后,周围过热液体继续对它进行加 热,直到逸出液面,进入蒸汽空间。 7、两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为 两滴完全相同的水滴在大气压下分别滴在表面温度为 120120℃和℃和 400400℃的铁板上，试问滴在哪块板上的水滴先被烧℃的铁板上，试问滴在哪块板上的水滴先被烧 干，为什么干，为什么? ? 答：在大气压下发生沸腾换热时，上述两水滴的过热度分别是 ℃和℃，由大容器饱和沸腾曲线，前者表面发 生的是核态沸腾，后者发生膜态沸腾。虽然前者传热温差小，但其表 面传热系数大，从而表面热流反而大于后者。所以水滴滴在120℃的 铁板上先被烧干。 8、有—台放置于室外的冷库， 有—台放置于室外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度出从减小冷库冷量损失的角度出 发，冷库外壳颜色应涂成深色还是浅色发，冷库外壳颜色应涂成深色还是浅色? ? 答：要减少冷库冷损，须尽可能少地吸收外界热量，而尽可能多地向 外释放热量。因此冷库败取较浅的颜色， 从而使吸收的可见光能量较 少，而向外发射的红外线较多。 9、利用同一冰箱储存相同的物质时， 利用同一冰箱储存相同的物质时，试问结霜的冰箱耗电量试问结霜的冰箱耗电量 大还是未结霜的冰箱耗电量大？大还是未结霜的冰箱耗电量大？ 答：当其它条件相同时，冰箱的结霜相当于在冰箱蒸发器和冰箱冷冻 室（或冷藏室）之间增加了一个附加热阻，因此，要达到相同的制冷 室温度，必然要求蒸发器处于更低的温度。所以，结霜的冰箱耗电量 更大。 10、有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。为使稀饭 凉得更快一些，凉得更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉 水？为什么？水？为什么？ 答：从稀饭到凉水是一个传热过程。显然，稀饭和水的换热在不搅动 时属自然对流。 而稀饭的换热比水要差。 因此要强化传热增加散热量， 应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。 11、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空 在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖还是多孔的空 心砖好？为什么？心砖好？为什么？ 答：在其他条件相同时，实心砖材料如红砖的导热系数约为0.5W/ （m·K） （35℃） ，而多孔空心砖中充满着不动的空气，空气在纯导 热（即忽略自然对流）时其导热系数很低，是很好的绝热材料。因而 用多孔空心砖好。 12、电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死 电影《泰坦尼克号》里，男主人公杰克在海水里被冻死 而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。而女主人公罗丝却因躺在筏上而幸存下来。试从传热学的观试从传热学的观 点解释这一现象。点解释这一现象。 答：杰克在海水里其身体与海水间由于自然对流交换热量， 而罗丝在 筏上其身体与空气之间产生自然对流。 在其他条件相同时，水的自然 对流强度要远大于空气， 因此杰克身体由于自然对流散失能量的速度 比罗丝快得多。因此杰克被冻死而罗丝却幸免于难。 13、 某楼房室内是用白灰粉刷的某楼房室内是用白灰粉刷的, , 但即使在晴朗的白天但即使在晴朗的白天, , 远眺远眺 该楼房的窗口时该楼房的窗口时, , 总觉得里面黑洞洞的总觉得里面黑洞洞的, , 这是为什么这是为什么? ? 答：窗口相对于室内面积来说较小, 当射线(可见光射线等)从窗口进 入室内时在室内经过多次反复吸收、反射, 只有极少的可见光射线从 窗口反射出来, 由于观察点距离窗口很远, 故从窗口反射出来的可见 光到达观察点的份额很小, 因而就很难反射到远眺人的眼里, 所以我 们就觉得窗口里面黑洞洞的. 14、人造地球在卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁？ 人造地球在卫星在返回地球表面时为何容