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熱傳導的意思、熱傳導的詳細解釋

關鍵字:

熱傳導的解釋

(1) [heat conduction]

(2) 熱由介質的一部分傳到另一部分,介質并無可見的移動,而熱能是通過分子和分子之間傳送的

(3) 熱能通過物質從高溫區向低溫區的流動

(4) [thermal conduction]∶利用傳導作用(例如通過水壺底)進行的熱能傳遞

詞語分解

專業解析

熱傳導是物體内部或相互接觸的物體之間,由于微觀粒子(分子、原子、電子)的熱運動而産生的熱量傳遞現象。該過程不需要宏觀物質移動,屬于熱傳遞的三種基本方式之一,常見于固體間或靜止流體的傳熱場景。

從漢語構詞角度分析,"熱"指溫度差異引起的能量形式,"傳導"由"傳"(傳遞)與"導"(引導)構成,整體描述熱量在介質中的定向傳遞特性。根據《現代漢語詞典》第七版(商務印書館,2016),其定義為"物質系統内溫度不同部分之間通過分子碰撞等方式進行的熱量傳遞"。

熱傳導的物理機制包含三個層面:

  1. 金屬材料主要通過自由電子擴散實現能量遷移(參考《物理學大辭典》2019版)
  2. 非金屬固體依靠晶格振動形成的聲子傳播
  3. 流體介質借助分子碰撞完成能量交換

該過程的數學表達遵循傅裡葉定律: $$ q = -k abla T $$ 式中q為熱流密度,k是材料的熱導率,∇T表示溫度梯度(來源:中國大百科全書數據庫·物理學卷)。

工程應用主要涉及:

權威文獻參考:

  1. 《現代漢語詞典》第七版詞條釋義
  2. 《辭海》第六版"熱傳導"條目(上海辭書出版社)
  3. 傅裡葉《熱的解析理論》基礎原理闡述

網絡擴展解釋

熱傳導是熱量在物質内部或不同物質之間,由于溫度差異引起的能量傳遞現象。其本質是微觀粒子(分子、原子或自由電子)通過相互碰撞或振動實現的動能傳遞,不伴隨物質的宏觀運動。以下是關鍵要點解析:


一、基本機理

  1. 微觀過程
    高溫區域的粒子動能更大,通過碰撞将能量傳遞給相鄰低溫區域的粒子,形成能量鍊式傳遞。金屬中自由電子的運動是主要傳熱方式,而非金屬固體則依賴晶格振動(聲子傳遞)。

  2. 宏觀表現
    熱量自發從高溫區流向低溫區,直到溫度均勻。例如金屬勺放入熱湯後,手柄逐漸變熱。


二、數學描述——傅裡葉定律

熱傳導速率由傅裡葉定律定量描述:
$$ q = -k abla T $$


三、影響因素

  1. 材料性質:金屬導熱性優于非金屬,氣體最差。
  2. 溫度梯度:溫差越大,傳熱越快。
  3. 幾何形狀:薄材料比厚材料傳熱更快。
  4. 相态變化:同種物質固态導熱優于液态和氣态。

四、典型應用


補充說明

熱傳導區别于對流(流體宏觀運動傳熱)和輻射(電磁波傳熱),是唯一不需要介質接觸的傳熱方式。理解熱傳導對優化能源利用、材料選擇等具有重要意義。

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