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1、银 无氧铜 金 铝合金 73黄铜 馍5%磷青铜 锡金属材料 成分比()热传导率1001.0001000.9521000.6901000.53170Cu-30Zn 0.2891000.19895Cu-5Sn 0.1941000.160 8%磷青铜 92Cu-8Sn 0.149铅1000.083最正确答案-由提问者1年前选出热传导(导热)依靠分子、原子、离子、自由电子等微观粒子的热运动而实现的热量传递称为热 传导，简称导热。导热可发生在固体中，也可发生在液体和气体中，但它们的导 热机理各不相同。气体热传导是由作不规章热运动的气体分子相互碰撞的结果。 物理学指出，温度代表着分子的动能，高温区的分子运
2、动速度比低温区的大，能 量高的分子与能量低的分子相互碰撞的结果，热量就由高温处传到低温处；液体 热传导的机理与气体类似，但由于液体分子间距较小，分子力场对分子碰撞过程 中的能量交换影响很大，故变得更加简单些；固体以两种方式传导热能：自由电 子的迁移和晶格振动。对于良好的导电体，由于有较高浓度的自由电子在其晶格 结构间运动，那么当存在温度差时，自由电子的流淌可将热量由高温区快速移向低 温区，这就是良好的导电体往往是良好的导热体的缘由，当金属中含有杂质时， 例如合金，由于自由电子浓度降低，那么其导热性能也将大大下降；而在非导电的 固体中，热传导是通过晶格结构的振动来实现的，通常通过晶格振动传递能量
3、的 速率要比通过自由电子传递能量的速率小。描述热传导现象的物理定律为傅立叶定律(Fourier，s Law),其数学表达式为(5-1)式中q热传导速率，W；S与热传导方向垂直的传热面(等温面)面积，m2；k物质的导热系数，W/( m .oC)；温度梯度，/m。式(5-1)中的负号表示热传导听从热力学其次定律，即热通量的方向与温度梯度 的方向相反，也即热量朝着温度下降的方向传递。2.导热系数式(5T)可改写为(5-2 )上式即为导热系数的定义式，该式说明，导热系数在数值上等于单位温度梯度下 的热通量。导热系数k表征了物质导热力量的大小，是物质的基本物理性质之一。 导热系数的大小和物质的形态、组成
4、、密度、温度及压力等有关。(1)气体的导热系数与液体和固体相比，气体的导热系数最小，对热传导不利, 但却有利于保温、绝热。工业上所使用的保温材料，如玻璃棉等，就是由于其空 隙中有气体，所以其导热系数较小，适用于保温隔热。单原子淡薄气体的导热系数可依据气体分子运动理论计算，即(5-3)式中，为玻尔兹曼常数，T为气体的热力学温度，M为摩尔质量，d为分子直径。上式说明，k与压力无关，随温度的上升而增大。这与试验结果甚为吻合，事实 上，在相当大的压力范围内，气体的导热系数随压力的变化很小，可以忽视不计, 仅当气体压力很高(大于200MPa)或很低(低于2.7kPa)时，才考虑压力的影 响，此时导热系数
5、随压力上升而增大。对于多原子气体的导热系数，由于其分子能量的简单性，目前仅对除H2之外的 双原子气体有较好的半阅历计算公式，其余大都依靠试验方法测定。常压下气体混合物的导热系数可用下式估算(5-4)式中yi气体混合物中i组分的摩尔分数；Mi气体混合物中i组分的摩尔质量，kg/kmolo(2)液体的导热系数由于液体分子间相互作用的简单性，液体导热系数的理论 推导比拟困难，目前主要依靠试验方法测定。液体可分为金属液体(液态金属)和非金属液体。大多数金属液体的导热系数均随温度的上升而降低。在非金属液体中，水的导热系数最大。除水和甘油外，大多数非金属液体的导热 系数亦随温度的上升而降低。液体的导热系数
6、基本上与压力无关。(3)固体的导热系数在全部固体中，金属是最好的导热体，大多数纯金属的导 热系数随温度上升而降低。导热系数与电导率亲密相关，纯金属的导热系数k 与电导率ke可近似关联如下，即(5-5) 此即闻名的魏德曼(Wiedeman) -弗兰兹(Franz)方程。式中，k为导热系数, ke为电导率，L为洛伦兹(Lorvenz)数。式(5-5)的重要性在于建立了导热系数与电导率之间的定量关系，它说明，良好 的电导体必定是良好的导热体，反之亦然。金属的纯度对导热系数影响很大，合金的导热系数比纯金属要低。非金属的建筑材料或绝热材料的导热系数与温度、组成及结构的紧密程度有关， 一般k值随密度增加而
7、增大，亦随温度上升而增大。对大多数均质固体，其k值与温度近似呈线性关系，即(5-6)式中k固体在t oC时的导热系数，W/( m.oC)；kO固体在0 oC时的导热系数，W/( m. oC)；b温度系数，对大多数金属材料，b为负值；而对大多数非金属材料，b为正 值；对抱负气体，1/K。应予指出，在热传导过程中，由于物体内不同位置的温度各不相同，故导热系数 也有所不同，但可以证明(参见例5-1),在进行热传导计算时，只要导热系数 随温度呈线性关系，那么可以取固体两侧面温度下k的算术平均值或两侧面算术平 均温度下的k作为物体的平均导热系数。在以后的热传导计算中，一般都采纳平 均导热系数。工程计算中常见物质的导热系数可从有关手册中查取。