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材料導熱(rè)的(dí)基(jī)本理(lǐ)論(lùn)

更(gēng)新時間:2021-01-29      點擊次數(shù):2507

氣(qì)體(tǐ)的(dí)傳熱(rè)是依(yī)靠分子的(dí)碰撞(zhuàng)來實(shí)現的,在(zài)固(gù)體(tǐ)中構(gòu)成晶體(tǐ)的質(zhì)點都處在(zài)一定(dìng)位(wèi)置上(shàng),相互(hù)間(jiān)有一恒定的距(jù)離,質點(diǎn)隻能在平衡位置(zhì)附(fù)件(jiàn)作微振(zhèn)動,而不能像氣體(tǐ)分(fēn)子那樣雜亂地(dì)自(zì)由運(yùn)動,所(suǒ)以(yǐ)也不(bù)能像(xiàng)氣體那樣(yàng)依(yī)靠質(zhì)點(diǎn)間(jiān)的(dí)直(zhí)接碰(pèng)撞來傳(chuán)遞熱(rè)能(néng)。固(gù)體中的(dí)導熱主(zhǔ)要(yào)是由晶(jīng)格振動的格波和(hé)自由(yóu)電(diàn)子的運(yùn)動(dòng)來實現。在金屬中由於有(yǒu)大(dà)量的(dí)自由(yóu)電子,而且電子的質量很(hěn)輕,所(suǒ)以能(néng)迅速地實現熱量(liáng)的傳遞,因此金(jīn)屬(shǔ)一般都具有(yǒu)較(jiào)大的熱導(dǎo)率(shuài)(晶(jīng)格振(zhèn)動(dòng)對金(jīn)屬(shǔ)導(dǎo)熱也有(yǒu)貢(gòng)獻(xiàn),隻是相(xiāng)比(bǐ)起(qǐ)來是次(cì)要的(dí)),但在無(wú)機非金(jīn)屬(shǔ)晶(jīng)體如(rú)一般離子晶體的晶(jīng)格中(zhōng),自由電子極少,所(suǒ)以(yǐ)晶(jīng)格振(zhèn)動是它(tā)們的主要導熱機構。

   現(xiàn)假設晶格(gé)中一質(zhì)點處於(yú)較高的(dí)溫度(dù)狀態下,熱(rè)振(zhèn)動較強烈(liè),而它的(dí)鄰近質點所(suǒ)處(chǔ)的(dí)溫(wēn)度(dù)較低,熱(rè)震動(dòng)較(jiào)弱(ruò)。由於質(zhì)點間(jiān)存(cún)在(zài)相互作用力,振動(dòng)較(jiào)弱的質(zhì)點(diǎn)在(zài)振動較強的質(zhì)點(diǎn)的影響(xiǎng)下,振動就(jiù)會加劇(jù),熱(rè)振(zhèn)動(dòng)能(néng)量也就(jiù)增加,所(suǒ)以(yǐ)熱量(liáng)就能(néng)轉(zhuǎn)移和傳(chuán)遞(dì),使整個晶體(tǐ)中(zhōng)熱量會(huì)從溫(wēn)度較(jiào)高處(chǔ)傳向(xiàng)溫度較低(dī)處,產生熱傳導現(xiàn)象(xiàng)。加入係統是(shì)熱絕緣的,當然(rán)振(zhèn)動(dòng)較強(qiáng)的質(zhì)點(diǎn),也要(yào)受到鄰(lín)近振動較弱(ruò)的(dí)質(zhì)點的(dí)牽(qiān)製(zhì),振(zhèn)動會(huì)減弱(ruò)下來,使整個晶體終趨(qū)於(yú)平(píng)衡(héng)狀態(tài)。在上(shàng)述的過程中(zhōng)科(kē)院(yuàn)看(kàn)到(dào)熱(rè)量(liáng)是(shì)依靠晶格(gé)振動的(dí)格波來傳遞(dì)的(dí)。

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