热平衡和热交换是怎样实现的?


电热水器加热管原理

在日常生活中我们把冷的水跟热的水兑在一起水就会变成温水,冬天的时候冷的手跟热的手握在一起,冷的手就会变热。这两种现象分别说明了热平衡和热交换现象。一、什么是热平衡?           热平衡就是把两个温度不一样的物体放在一起,他们之间就存在一个热传递的过程。热量会从温度较高的一个物体中转移到温度较低的物体上, 直到两个温度相等处于热平衡的状态。也就是说当某个物体被加热时,物体就吸热升温,一直到它吸收的热和它在这么高的温度下所损失的热相 等,从而达到热平衡。           例如:一个烘烤炉加热时,待烘物体、空气、和炉体吸收热量让温度升高,炉体的温度比炉内的温度高,然后不断有热量从空气干烧电热管传导 到炉内的空气里面去,最后待烤的物体吸收空气中的热量,使温度上升。当待烤物体与炉内空气和炉体的温度一致时,各部分的温度就不会再增加,这样我们就说这个烤炉达到了热均衡。 二、热是通过什么样的交换形式来达到热均衡的呢? 热交换主要有三种形式: 1、热传导:物体内部的温度差或两个不同物体直接接触,不产生相对运动,仅靠物体内部微粒的热运动传递了热量。这样的热交换方式就像是用在模具上的模具单头电加热管一样。 2、热对流:流体(气体、液体或某些固体如粉末)中温度不同的各部分之间发生相对位移时所引起的热量传递的过程。法兰电加热管加热水就是这样的热交换方式。 3、热辐射:相互不接触的物体通过电磁波传递能量的过程,由于热的原因,物体的内能转化为电磁波(一般是红外线的形式)的能量而进行的辐射 过程.就像在太阳底下晒衣服,很快就会干了。还有烘箱里的翅片电热管也是这样的热交换方式。 其实在很多情况下热传导、热对流、热辐射这三种基本传热形式常常是同时出现的。           所以热平衡是通过热交换来达到的,而热交换的目的是使特定空间或者物体达到热平衡。因此热平衡和热交换是密切相关,不可分离的。
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