熱量的傳遞一共有三種方式,熱對(duì)流、熱傳導(dǎo)和熱輻射,在真空中,熱量只能以熱輻射的方式進(jìn)行傳遞,太陽(yáng)也是這樣把熱能傳遞到地球的。
在中學(xué)我們知道,溫度的本質(zhì)是微觀(guān)粒子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng),物質(zhì)由大量原子構(gòu)成,原子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和勢(shì)能之和就是熱能;熱力學(xué)告訴我們,兩個(gè)存在溫差的物體,在無(wú)外界做功的情況下,會(huì)自發(fā)地進(jìn)行熱量的傳遞,最終使得兩個(gè)物體的溫度趨向于相等,而熱量的傳遞有三種方式。
兩個(gè)相互接觸的物體,熱量會(huì)自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體,比如我們冬天在室外手握一根鋼管會(huì)覺(jué)得冷,這是因?yàn)殇摴艿臏囟鹊?,手的溫度高,于是手上的熱量向鋼管流失?/p>
熱對(duì)流是針對(duì)流動(dòng)性物質(zhì)的傳熱方式,常見(jiàn)的是氣體和液體,指流體中的質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移,從而引起的熱量傳遞過(guò)程;比如我們打開(kāi)冰箱門(mén),冰箱內(nèi)的低溫氣體,就會(huì)和外界的氣體發(fā)生熱量交換,這就是一種熱對(duì)流的傳遞方式。
熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流都需要有傳熱介質(zhì),但是宇宙空間中基本沒(méi)有氣體,太陽(yáng)一樣可以把熱量傳遞到地球,這是用了熱輻射的傳導(dǎo)方式。
熱力學(xué)指出,任何高于絕對(duì)零度的物體都會(huì)向外輻射電磁波,電磁波就會(huì)帶走物體的熱量,溫度越高,物體輻射出去的能量也越多。
太陽(yáng)表面溫度高達(dá)5800K,根據(jù)普朗克黑體輻射定律,太陽(yáng)光中能量輻射密度最大的波長(zhǎng)λ=500nm,正好落在可見(jiàn)光之內(nèi):
熱輻射的特點(diǎn)就是無(wú)需介質(zhì),由于絕對(duì)零度不可達(dá)到,所以理論上任何物體都會(huì)向外輻射熱量,如果兩個(gè)物體的溫度相同,那么相互之間的熱輻射就達(dá)到了平衡。
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