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    很多人都不知道的日常生活中的熱力學應用

    發布時間:2018-12-08 14:12:14

           今天,佳鴻君為大家科普一下一些日常生活中的熱力學應用,希望對大家有些幫助和啟發。

           為什么被子經過太陽照曬和拍打后,會變得更暖和?很多人都有這個習慣,被子在用一段時間之后會經常曬曬和拍打幾下,其實用熱力學來解釋是因為經過太陽照曬之后使被子中的含水率降低,熱力學中含水率高不利于保溫。為什么還要拍打被子呢,拍打被子會使大量的空氣進入棉絮空間,而空氣的導熱系數要低于棉絮的導熱系數,再加上降低了被子中的含水率,這樣使得棉被整體的導熱系數和含水率比太陽照曬和拍打前降低很多,被子的整體保溫效果會得到增強??赡苡行┡笥褧?,既然空氣的導熱系數小于被子,那還要被子干什么,熱力學中還有一個熱對流傳遞,需要用被子阻隔熱對流。我們日常的棉衣,羽絨服等保暖服飾都是這個原理,大家冬天的時候可以多嘗試。熱力學中導熱系數越低,含水率越低,保溫效果就越好。

    高硅氧保溫材料

    配圖-高硅氧纖維保溫棉

           不知道大家有沒有發現冰箱里結霜的時候,日常耗電量會比沒結霜的時候多?這個時候是因為“結霜前”與“結霜后”冰箱發生的變化。冰箱的制冷主要是通過液態的制冷劑流減壓后汽化吸熱,在蒸發器中通過蒸發器的管壁傳遞熱量制熱空氣,降低冷藏室或冷凍室的熱空氣溫度,這是一個蒸發器的管壁和熱空氣的換熱過程。如果冰箱冷藏室或冷凍室的壁面溫度比較低時,熱空氣會遇冷凝華,直接從氣態變成固態,即“結霜”,所產生的“霜”在蒸發器和熱空氣之間形成了一個熱阻隔,因此要使得冷藏室或冷凍室達到相同的溫度,空氣壓縮機必須提供功率工作,這樣才能獲得溫度更低的制冷液,以及制冷液的汽化吸熱量。所以當冰箱結霜時,會比沒結霜的時候更耗電,所以當冰箱結霜后,大家及時清理一下,節省能耗,低碳生活,為大家共同的生活環境又貢獻了一份力量。

           為什么入住新修的房子后感覺冷冰冰的?佳鴻君再次為大家解惑,剛剛蓋好的新房,裝修入住時會感覺很冷,而住老房子反而會感覺暖和點?這是因為新房和舊房的差別主要體現在建筑材料的含水率上。由于新房剛剛建好,其混凝土,還有各種涂料及裝修材料中都含有較多的水分,這些水分填充在磚瓦的孔隙中,使得墻壁整體的含水量較高。而住的老舊的房子,這些水分都得到充分的揮發。由于水的導熱系數(0.6W/(m•K))遠大于空氣(0.026W/(m•K)),所以使得含水墻壁的導熱系數(1.0W/(m•K))大于干燥墻壁的導熱系數(0.35W/(m•K))。這就是為什么住進剛修的新房子會有種冷冰冰的感覺。

           在寒冷的北方地區,建房磚采用實心磚還是空心磚好?這個問題的解釋與問題1類似,主要問題在于空心磚中含有大量的空氣,而空氣的導熱系數遠小于磚本身的導熱系數,而導熱系數越小,墻體的保溫效果就越好。因此,采用空心磚更能起到保溫的作用。在建筑設計方面,建筑保溫是一項重要的考慮因素。除了磚以外,其它的例如地面保溫、室內墻體保溫、屋頂、外墻保溫,應用非常廣泛。地板下鋪的擠塑板,外墻中的巖棉,這些都是重要的建筑保溫材料,這些材料往往具有多孔結構,有些材料的孔隙率甚至超過99%,其目的也是利用空氣的導熱系數遠低于固體,達到保溫隔熱的效果。

           我們日常中遇到的各種保溫小問題,其實都可以用我們的熱力學知識進行解釋,如果大家遇到熱保護難題,可以聯系我們。

     
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