旋转U盘产热

2016年10月08日浏览:

  此问题涉及的旋转U盘不仅是温度,还有传热学的另一个基本概念:热流密度,英文简写q。大家普遍认为人体感知旋转U盘的是温度,但是根据我在香港科技大学课题组所学,人体感知的是热流密度。

  接下来通俗地讲一下热流密度q,科普后再解释手握热水杯的问题就会很清晰。学过传热的孩纸请自动跳过科普段落。

  传热学和电学有互通之处。热流密度q和电流I是可以类比的,而温度差T可类比为电压U(电压稍专业点叫电势差)。大伙都知道电流I=电压U/电阻R,因此在纯导热的情况下,注意,仅仅导热(煎蛋时锅的热量传给蛋),热流密度q=温度差T/热阻r。(ps,这并不是准确的热流密度的定义式,只是为了通俗地讲解热流密度这个概念)类比地看,电阻R大则电流I小、不易导电;热阻r大则热流密度q小、不易导热。

  生活中热阻r最大的东西是真空,所以保温杯和开水壶的内胆和杯/壶身之间会抽真空。空气的r小于真空,但是也灰常大,所以买羽绒服时售货员会提示顾客羽绒服要悬挂在衣柜里并且不要折叠压扁它,因为保持羽绒服的蓬松才能做到羽绒间有足够的空气。空气多则羽绒服热阻r大,则q小,因此哪怕零下几度时穿着羽绒服,也能保证36.5度的体温。

  另外,温度差T=0时,q=0,这种状态称之为“热平衡”,就是旋转U盘两个物体(或一个物体的两个部分)温度相同,则“感受不到”导热了。


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