簡談熱的傳導(dǎo)、對流和輻射 【原創(chuàng)】澳洲梁博士 正當(dāng)北半球進(jìn)入夏天,處于南半球的澳洲正式開始進(jìn)入了冬天,似乎是老天向世人闡述了“地球是圓的”這個(gè)禪理。 寒冷的到來,迫使大家對能源的需求大幅上升,其主要能源當(dāng)然是電能,而目前的電能則主要來源于傳統(tǒng)的石化產(chǎn)品:石油,煤炭和天然氣。 電能供熱于御寒者,主要通過三種物理途經(jīng):(1)傳導(dǎo),(2)對流,和(3)輻射。 (1)傳導(dǎo):是指高溫的器具通過直接接觸,將熱量從高溫傳導(dǎo)遞送到低溫的物體上。例如,電熱毯是將高溫電阻絲上的熱量,通過布料而最終傳遞到人體的表面,讓使用者獲得額外的熱量來提升御寒的能力; (2)對流:是指熱的氣體或液體,通過吹拂流動(dòng)的形式而帶給處于低溫物體的熱能。例如,電熱油汀內(nèi)的熱電阻絲,將熱能傳導(dǎo)給礦物油,加熱后的油通過對流加熱金屬散熱片,散熱片加熱空氣,最后讓熱空氣發(fā)生對流而最終加熱周圍環(huán)境和人體表面。 (3)輻射:高溫的物體,通過熱輻射的形式,隔空直線傳遞到低溫的物體。例如,石英加熱器中的石英管一旦被電阻絲加熱至通體熾紅后,就能將熱能直接輻射到使用者的光亮部分而獲取熱量。 地球上的能源,不管是石化產(chǎn)品,水力風(fēng)力還是太陽能,均來源于太陽:太陽中的二個(gè)氫原子通過核聚變形成一個(gè)氦原子,同時(shí)釋放出巨大的能量。太陽表面的溫度高達(dá)5500度,太陽光隔空直接照耀輻射到地球表面,使與太陽光能直接接觸的地方獲得太陽紅外線的熱量。實(shí)驗(yàn)表明,每一個(gè)平方米的地球表面最高可以獲得一千瓦的太陽能(1000W/m2)。 現(xiàn)在南半球地上開始有了雪和霜,在太陽光能照耀到的地方,冰霜就很易被太陽光的熱輻射所融化,而沒被光照到的地方,就需要很長的時(shí)間才會(huì)被周圍的空氣,通過熱對流的形式而慢慢化凍。另一個(gè)實(shí)例則是中國東北地區(qū)向陽的暖墻可以被太陽光輻射而快速加熱,非暖墻則只好依賴空氣的對流才有可能被加熱。 春夏秋冬,一年輪回。冬天到了,春天難道還會(huì)遠(yuǎn)嗎? 澳洲梁某人于2021年6月3日 澳大利亞·堪培拉 |
|