第1章作业(课堂)
? 1.温度是怎样定义的?温标主要有哪三种?它们相互间存在怎样的换算关系?80℉为多少℃和多少K?(12分) ? 答:世间万物(任何物体)都包含着热能;
? 温度是描述物体处于某一状态时所包含热能这一属性的状态参量。在热学中用它来判别一物体与其他物体是否处于热平衡状态。
? 温标主要有三种:摄氏温标、开氏温标、华氏温标。三者的关系是:
? 1)摄氏温标与开氏温标的关系为: ? T(开氏)= t(摄氏)+273.15 ( K) ? 2)华氏温标与摄氏温标的关系为: ? t(摄氏) = [F(华氏) -32]*5/9 (℃) ? 3)开氏温标与华氏温标的关系为: ? T(开氏)= [F(华氏) -32]*5/9 +273.15 ( K) ? 80℉为26.667℃、为299.817K
? 2.空气的湿球温度该怎样定义?什么是空气的绝对湿度和相对湿度?两者间存在怎样的关系?(9分)
? 答:空气的湿球温度是指温度计的温包部分为液态水润湿(裹上薄层润湿纱布),置于空气中稳定后读出的温度。
? 空气的绝对湿度是指1m3湿空气中含有多少质量的水分,单位kg/m3。
? 空气的相对湿度是指湿空气的绝对湿度ρv与同温同压下饱和绝对湿度ρs之比,它表示空气容纳水分的能力大小和空气干燥程度,即RH= ρv/ ρs ? 两者之间的联系:
? 在空气温度不变的情况下,相对湿度与绝对湿度成正比,即RH= ρv/ ρs 。 ? 两者之间的区别:
绝对湿度是指1m3湿空气中含有水分的多少,它与空气温度无关;相对湿度与饱和绝对湿度ρs有关,而ρs只与空气温度有关,随空气温度的升高而升高;所以相对湿度与空气温度有关,在绝对湿度不变的情况下,随温度升高而减少.
? 3.什么是导热?影响导热的因素有哪些?(10分)
答:由于温度不同引起物体微观粒子(分子、原子、电子等)的热运动,从而产生热量转移的现象。 影响导热的因素有:
导热面积F、材料种类(反映在导热系数λ上)、材料厚度d,还与温差(t1-t2)和时间长短有关。 ? ? ? ? ?
? 4.有一内墙为砖砌体,其导热系数为0.81W/(m2℃),面积为12m2,厚度为240mm,两表面温度分别维持为27℃和22℃,保持10小时。求此墙导热热阻R和通过该墙的热量Q为多少kJ及热流密度q为W/m2。(15分) ? 解:墙的导热热阻和热流分别为: R?d??0.24/0.81?0.296m2??C/WW/m2J q??t/R?(27?22)/0.296?16.892通过该墙的热量Q: Q? Fq??12?16.892?10?3600?7297297.29?7297.297kJ5.什么是对流传热和对流换热,两者有什么区别?影响对流换热的因素有哪些?(15分)
答:对流传热是指温度不同的流体有宏观相对位移(即发生相对运动)时,依靠流体微团的相互渗合,把热量从一处转移到另一处的现象。 对流换热是指流体流过固体表面,与固体间进行的热交换的现象。 两者的区别:
对流传热只在流体间进行热量传递和转移,只有单一传热机制;而对流换热是指固体与流体之间的换热,包含了导热和对流传热两种机制。 ? 影响对流换热的因素:流体流过固体表面的流速、流体种类、固体种类,固体放置方式、流体流动模式、固体与流体接触面积、固体表面与流体间的温差、换热时间有关。
6.对于自然对流的换热系数,有下述3个经验公式可供选择,试说明
各公式的应用条件及各系数不同的原因。(10分)
? 答:前者用于垂直表面自然对流换热;中者用于水平下表面自然对流换热;后者用于水平上表面自然对流换热。
? 系数不同的原因: ? 对流换热与气流流动速度有关,流动速度越大,换热越强。由于上述各种放置和加热方式对气流流动的阻碍作用不同,造成了系数不同。中者对气流流动阻碍作用最大,气流最不易流动,故换热系数最小;后者最有利于气流流动,故换热系数最大;前者间于两者之间,故系数也间于两者之间。
7.辐射传热的机理与导热传热、对流传热有什么不同?什么是黑度?
影响辐射换热的因素有哪些?(12分)
? 答:辐射传热的机理是依靠原子中电子振动和能级跃迁,将能量以电磁波形式向外辐射而传热;导热的基理是靠微观粒热运动来传递,对流传热基理是依靠流体微团的相互渗合来传递。这就是它们间的不同之处。
? 黑度是指灰体辐射系数C与黑体辐射系数Cb之比值即 ??CCb? 表示灰体的辐射光谱图与黑体辐射光谱图的接近程度。 ? 影响辐射换热的因素有:物体的温度、物体的相对位置、物体的黑度,物体的面积和换热时间。 ? ? ? ? ? ? ? ? ?
? 8. 假设人体表面为2m2,体表温度为34℃,空调房间为3m34m