急!熱傳導率與比熱容算物體內溫度隨時間變化的關係

時間 2022-05-02 13:30:14

1樓:說宜嘉程靈

首先假設熱量只從圓柱體的側面向內傳,而不是從圓柱體的上、下底面向內傳。

在圓柱體半徑方向上取一薄層,該薄層為空心圓柱管,厚度為dr,薄層內半徑為r,外半徑為r+dr。設圓柱高度為h,則薄層內圓柱面面積為s1=2πrh,外圓柱面面積為2π(r+dr)h。薄層質量為2πrhρdr。

設圓柱內溫度分散式輻射對稱的,即內部溫度是半徑的函式,t=t(r),這樣的話同一薄層溫度處處相等。

先假設該物體溫度分佈為穩態,即設法保持其內芯溫度恆定不變,以求出穩態時圓柱內部溫度分佈函式。

熱傳導公式:dq=[t(r+δr)-t(r)]/

δr×s×q×dt,令δr→0,得dq=t'(r)sq×dt(q為熱傳導率,t為時間)。

從薄層外圓柱面傳入薄層的熱量為dq1=t』(r+dr)×2π(r+dr)h×q×dt;從薄層內圓柱面傳出薄層的熱量為dq2=t』(r)×2πrh×q×dt。

由於是穩態,因此對任一薄層,從其外圓柱面傳入薄層的熱量與從內圓柱面傳出薄層的熱量相等,即dq1=dq2。整理公式得:t』(r+dr)×(r+dr)=t』(r)×r

r[t』(r+dr)-t』(r)]+dr×t』(r+dr)=0

兩邊同除以dr,得r×t』』(r)=-t』(r+dr)

r×t』』(r)=-[t』(r)+t』』(r)×dr],最後一項是無窮小,其餘項為常數,舍掉無窮小得:r×t』』(r)=-t』(r)

r×dt』/dr=-t』

2樓:雍晴雪敏鵬

c=q/(m·△t)

公式中c為比熱容,q為熱量,m為物體質量,t2為物體末溫度,t1為物體初溫度。

△t=t2-t1