
【化】 cooling curve
cool; cooling; refrigeration
【计】 chilling; cooling
【化】 cooling
【医】 cooling; refrigeration
curve
【医】 curve
【经】 curve
冷却曲线(cooling curve)是描述物质温度随时间变化关系的图示化记录,主要用于分析材料相变过程及热力学特性。在汉英对照语境中,该术语对应英文"cooling curve",其核心特征表现为温度-时间坐标系中的连续变化轨迹,典型应用场景包括金属凝固研究、高分子材料结晶分析等领域。
科学定义与组成要素
冷却曲线包含三个关键段:液态降温段(温度持续下降)、相变平台段(温度保持恒定或微幅波动)和固态降温段(温度恢复下降趋势)。相变平台对应的水平线段反映潜热释放过程,例如金属熔液凝固时晶格结构重组释放的结晶潜热(来源:《牛津材料科学词典》)。
典型应用实例
关联理论体系
该曲线与热力学第一定律存在直接关联,其数学表达式可表示为: $$ frac{dQ}{dt} = mcfrac{dT}{dt} + Lfrac{dx}{dt} $$ 其中$dQ/dt$为散热速率,$m$为质量,$c$为比热容,$L$为潜热,$x$为相变比例(来源:Springer热力学手册)。
冷却曲线是描述物质在冷却过程中温度随时间变化的曲线,其核心意义在于揭示相变过程和材料特性。以下从定义、物理意义、应用领域等方面综合说明:
冷却曲线(又称步冷曲线)记录了物质从高温冷却时温度与时间的关系。当物质发生相变(如液态→固态)时,曲线会出现平台或转折点,此时温度保持稳定或变化速率突变,反映潜热释放。
在变形加工(如轧制、锻造)中,材料受应力冷却的曲线称为动态冷却曲线。其相变点与静态冷却不同,需通过热模拟机记录,用于设计变形参数与冷却路径以调控材料性能。
传统方法通过热分析实验手动记录温度-时间数据,现代则借助计算机模拟,减少人为误差并提高精度。
示例曲线公式:对于理想纯金属凝固,平台段温度$T$与时间$t$的关系可表示为: $$ T(t) = T_m quad (t_1 ≤ t ≤ t_2) $$ 其中$T_m$为熔点,$t_1$和$t_2$为相变开始与结束时间。
如需具体应用案例或实验方法,可进一步查阅材料热力学或金属加工手册。
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