熱量與溫度變化的關系

前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇熱量與溫度變化的關系范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

熱量與溫度變化的關系范文第1篇

1.用做功來改變系統內能的過程，是機械能或其他形式的能與內能之間的轉化過程.

2.做功使物體的內能增加還是減少，要視具體的情況而定.外界對物體做功，物體的內能增加；物體對外界做功，物體的內能減少.

3.做功不一定會改變物體的內能，如，用力把物體舉高，對物體做了功，但物體的內能并沒有改變.

4.物體內能的改變不一定是由做功引起的.

二、內能與物態變化的關系

1.物態變化和內能有一定的聯系.物態是由構成物質的分子間距決定的.一般情況下，固體的分子間距較小，氣體的分子間距較大.物質在熔化、汽化、升華過程中都要吸熱，內能增加；反之，物質在凝固、液化、凝華過程中都要放熱，內能減少.

2.物態變化需要具備一定的條件才能進行.如，給鐵塊加熱，鐵塊會吸收熱量，內能持續增加，但它的物態并不會立刻發生變化，只有達到鐵的熔點，并繼續加熱才會熔化.也就是說，物態不變，內能也可能改變.

3.物態發生變化，實際是分子運動的劇烈程度和分子間距變了.所以物態發生變化，物體的內能一定發生變化.

4.物體的內能改變，不一定是物態變化引起的.

三、內能與溫度的關系

1.內能是物體內部所有分子做無規則運動的動能和所有分子勢能的總和.同一物體的內能增加，可能是分子動能增加，也可能是分子勢能增加.溫度是物體內部分子做無規則運動的劇烈程度的標志.因為分子勢能增加，而導致物體的內能增加時，物體的溫度保持不變.如，冰塊熔化時從外界吸收熱量，導致內能增加，但溫度保持不變.

2.若一個物體溫度升高，則物體內部分子運動更劇烈，分子動能增加，物體內能也增加.

3.物體溫度為0OC時，物體的內能不為零.因為物體的分子在永不停息地做無規則運動，分子間總存在相互作用，因此，任何情況下，物體的內能都不等于零.

四、內能與熱傳遞、熱量的關系

1.用熱傳遞的方法來改變物體的內能，是通過傳導、對流、輻射三種方式完成的.熱傳遞將熱量從一個物體傳到另一個物體，這種傳遞也就是物體的內能轉移的過程.

2.物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少叫做熱量.所以，不管物體溫度多高，如果沒有發生熱傳遞，也就無所謂熱量的多少.在熱傳遞過程中，溫度高的物體放出熱量，內能減少；溫度低的物體吸收熱量，內能增加.

3.在熱傳遞過程中，若不考慮熱量的損失，內能的變化量可以用熱量來量度，因此熱量是內能變化的量度.

4.物體的內能增加或減少，不一定是物體吸收或放出熱量.

五、內能與熱能的關系

熱量與溫度變化的關系范文第2篇

一、要掌握好比熱容的基本概念與基本性質

1.比熱容是物質本身固有的一種特性，與密度在特點上有相似之處.

2.單位質量的某種物質溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量，叫做這種物質的比熱容.

3.比熱容與物質本身的質量、形狀、溫度、體積、位置的變化沒有關系.

4.比熱容只受物質狀態的影響.一般來說，同種物質在不同狀態時比熱容不同.例如，水和冰.

二、運用比熱容知識解題的方法

1.選擇題要學會分析

例1在鋁壺中放入3kg溫度為20℃的水，將它加熱到100℃所需的熱量為[c=4.2×103J/kg·℃]（不計損失）

A.等于1.008×106J

B.大于1.008×106J

C.小于1.008×106J

D.條件不足，無法判斷

分析根據熱量的計算公式Q吸=cmΔt算出水所吸收的熱量為1.008×106J，很多同學會選擇答案A.顯然錯誤.因為這個題目不是求水吸收的熱量，而是在整個加熱過程中總共需要的熱量.所以必須考慮鋁壺吸收的熱量，所需的熱量應該是水和鋁壺共同吸收的熱量，顯然，大于1.008×106J，故選B.

例2有兩個質量和初溫都相同的金屬球，先把A球放入一個盛有熱水的杯中，不計熱量損失，熱平衡后，水溫降低了Δt，將A球取出.再將B球放入該杯中，熱平衡后水溫又降低了Δt，則兩球比熱容的大小關系是

A.cA>cBB.cA

C.cA=cBD.無法判斷

分析依題意可知，球A、B的質量相等.水降低的溫度相同，放熱相等，所以球A、B吸收的熱量相等，因此，此題可用賦值的方法來解.可先設水的初溫為70℃，A、B兩球的初溫為10℃，由題意有A升高的溫度為

ΔtA=70℃-10℃=60℃，

B升高的溫度為

ΔtB=60℃-10℃=50℃，

因此ΔtA>ΔtB，溫度變化小的比熱容大.故選B.

例3在標準大氣壓下，1kg20℃的水吸收了3.78×105J的熱量后，其溫度為

A.80℃B.90℃

C.100℃D.110℃

分析水的初溫為20℃，從計算中得知水吸收3.78×105J的熱量后，溫度升高了

90℃+20℃=110℃.

但是在標準大氣壓下，水的最高溫度為100℃，所以水的最終溫度應為100℃而不是110℃.答案應選C.

三、簡答題的解題方法

例4試解釋我國冬季多西北風，夏季多東南方的原因.

分析這是一道跨學科的題目，解題的關鍵：要了解我國地理位置上的物質分布情況以及風的形成原因.本題可從物質的比熱容的大小對溫度影響的角度解釋.

答案我國地理位置上物質的分布情況是東南沿海多水，西北一帶多砂石.水的比熱容大于砂石的比熱容，夏季在陽光照射下，水和砂石同樣吸熱，水的溫度升高的不多，水面附近的氣溫升得不高.而西北地區砂石溫度升得高，地面附近氣溫高，空氣受熱膨脹，密度變小，向上運動，東南方向的溫度較低的空氣流向西北填補，形成東南風.冬季同樣放熱的情況下，砂石的溫度比水的溫度降低得多，水面上方熱空氣上升，西北的冷空氣流向東西填補，形成西北風.

例5為什么生活中往往用熱水取暖？機器用冷水來冷卻？

分析解題關鍵要知道水的比熱容比其他液體的比熱容大，且了解水的比熱容大在生活中的應用.要從兩個方面解釋.一是相同質量的水和其他液體升高（或降低）相同的溫度時，水需要吸收（或放出）較多的熱量.二是相同質量的水和其他液體吸收（或放出）相同熱量時，水的溫度變化不大.

答案因為水的比熱容較大，水溫高于室溫，用熱水取暖時，讓流動的熱水慢慢地經過散熱器，水的溫度降低，放出較多的熱量，使室內氣溫升高.用冷水降溫冷卻機器也是同樣的道理.

四、計算題的解題方法

例61kg60℃的水，溫度降低了20℃.求水放出的熱量是多少？

[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

分析解題關鍵需要知道水的溫度變化了多少，并且還要明白“降低了”和“降低到”的含義不一樣.由題可知，水的溫度變化了20℃，而不是

60℃-20℃=40℃.

所以，Q放=cmΔt

=4.2×103J/kg·℃×1kg×20℃

=8.4×104J.

答案水放出的熱量是8.4×104J.

例2為了測量某種液體的比熱容，把質量為100g的銅塊從沸騰的水中取出（一個標準大氣壓下），迅速投入質量為100g溫度為10℃的待測液體中，混合后的共同溫度是25℃，若不計熱量損失，求這種液體的比熱容為多少？[C=0.4×103J/（kg·℃）]

分析在不計熱量損失的情況下，液體吸收的熱量和銅塊放出的熱量相等.解這種熱量的計算題時，如果涉及的物理量很多，要用腳標把高、低溫物體的質量、比熱容、初、末溫分清楚.因此，銅塊放出的熱量

Q放=c1m1（t-t01），

液體吸收的熱量

Q吸=c2m2（t-t02），

不計熱量損失，有Q吸=Q放，

所以c2m2（t-t02）=c1m1（t-t01），

整理并代人數據得

c2×0.1kg×（25-10）℃=0.4×103J/kg·℃×0.1kg×（100-25）℃，

c2=2.0×103J/kg·℃.

熱量與溫度變化的關系范文第3篇

關鍵詞 T-Q圖； 熱端溫差；窄點溫差；估算方法

中圖分類號TK22 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）90-0098-02

0引言

本文將以無再熱、無補燃、雙壓蒸汽余熱鍋爐為例，介紹利用T-Q圖推算鍋爐的蒸汽參數的估算方法，并結合實例對估算方法的有效性進行驗證。

1 T-Q圖及其重要參數

T―Q圖由煙氣放熱曲線、工質（蒸汽和給水）吸熱曲線組成，反映了余熱鍋爐運行時，煙氣溫度變化及焓值變化，工質（給水或蒸汽）溫度和吸熱量變化，以及煙氣溫度變化與各受熱面工質吸熱量的關系，典型的T―Q圖見圖1，它包括了1）煙氣放熱曲線，它反映了燃機出口的高溫煙氣將熱量傳遞給工質后變成低溫煙氣的過程；2）過熱蒸汽吸熱曲線，它反映了過熱蒸汽吸收的熱量，對應鍋爐的過熱段；3）飽和蒸汽吸熱曲線，它反映了飽和水吸熱相變為飽和汽吸熱量，對應鍋爐的蒸發段。吸熱過程是在蒸發器中完成的，此過程中工質溫度不發生變化；4）給水吸熱曲線，它反映了凝結水被加熱到鍋筒壓力下飽和水溫度的吸熱量，它的受熱面有給水加熱器、除氧器及省煤器。利用T―Q圖需要了解余熱鍋爐運行中的一些重要參數，這些參數在估算方法中非常有用。

1.1熱端溫差

余熱鍋爐主汽溫度取決于燃氣輪機的排煙溫度，熱端溫差指燃機排煙溫度與主蒸汽溫度的溫差，一般在20℃～50℃。

1.2窄點溫差

余熱鍋爐的窄點溫差Tp是指余熱鍋爐中的蒸發器入口處煙氣的溫度與工質飽和溫度之間的差值[1]。窄點溫差越小，余熱的利用率越高。但是為了減少窄點溫差必須提高蒸發器的換熱量，就必須增加余熱鍋爐的換熱面積，這樣余熱鍋爐的投資較大；同時燃氣側的流動損失也會增加，導致燃氣輪機的功率有所減小。因此選擇合適窄點溫差非常重要，是決定余熱鍋爐受熱面積的關鍵因素，一般取8℃～20℃，最低可以取7℃。

1.3接近點溫差

余熱鍋爐的接近點溫度，是指省煤器出口的水溫與對應壓力下的飽和水溫度之間的差值[2]。如果接近點溫差過大，表面省煤器的強化換熱的特點沒有得到充分的利用，為了保證余熱鍋爐的效率還必須增加余熱鍋爐的換熱面積，投資費用增加。但是接近點溫差也不能太小，如果接近點溫差接近零，說明省煤器中發生了汽化現象，很可能導致省煤器管過熱甚至損壞，不利余熱鍋爐的安全運行。因此接近點溫差的選擇必須合適，一般取4℃～10℃。

1.4排煙溫度

余熱鍋爐的排煙溫度直接影響到鍋爐的效率[1]，但是降低余熱鍋爐的排煙溫度要增加鍋爐受熱面，余熱鍋爐設計時要綜合考慮投資與效率的因素。單壓系統的排煙溫度為150℃～180℃，多壓蒸汽系統的排煙溫度可以低很多，例如雙壓系統的排煙溫度為100℃～150℃，三壓系統的排煙溫度為80℃～100℃。

2 T-Q圖的畫法

T-Q圖包含了煙氣隨溫度下降的煙氣放熱曲線，和工質（蒸汽和給水）的吸熱曲線。煙氣的放熱量與煙氣量、煙氣組分及溫降有關。工質的吸熱量與工質的壓力、溫度、流量有關。與9E燃機配套的余熱鍋爐，一般采用雙壓蒸汽系統，受熱面布置一般為高壓蒸汽過熱器、高壓蒸發器（即高壓鍋筒，高壓給水在此由飽和水變成飽和汽）、高壓省煤器1）低壓蒸汽過熱器、低壓蒸發器、高壓省煤器；2）低壓省煤器、高壓省煤器；3）除氧器及給水加熱器，具置可能因低壓蒸汽參數的不同會有所調整。

2.1 煙氣放熱曲線

燃機的煙氣由氮氣、水、二氧化碳、氧氣組成，各分氣體的各個溫度下的的比焓h見表1，煙氣的比焓等于各分氣體對應的比焓與其體積份額的乘積之和。

氣體比焓與溫度具有線性關系，因此只要根據燃機的排煙溫度與余熱鍋爐的排煙溫度求出相應溫度下煙氣的比焓，計算出焓差，乘以煙氣量就能得到煙氣的放熱量。以溫度為縱坐標，放熱量為橫坐標，畫出煙氣放熱曲線。

2.2蒸汽吸熱曲線

T-Q圖中工質吸熱曲線由高壓過熱蒸汽以及飽和蒸汽曲線構成，分別對應蒸汽的過熱段和蒸發段。雙壓余熱鍋爐的主汽，一般為5.3MPa～8.8MPa/500℃～530℃的次高壓參數，或10.0MPa/540℃的高壓參數；主汽的熱端溫差一般為20℃～50℃。根據主汽流量及各溫度壓力下的焓值，可以求出高壓過熱器受熱面及高壓蒸發器受熱面的吸熱量，并在T-Q圖上畫出這二個受熱面處的工質吸熱曲線。根據確定的低壓蒸汽壓力求出低壓鍋筒壓力下的飽和溫度，可以畫出低壓蒸汽吸熱曲線。根據低壓汽流量及蒸汽參數，分別求出低壓過熱器及蒸發器受熱面的吸熱量，可以畫出這兩段的工質吸熱曲線。

2.3給水吸熱曲線

流經除氧器及給水加熱器的給水流量為高、低壓蒸汽流量之和，由于除氧器后的給水泵將給水分別打入低壓省煤器及高壓省煤器，最后生成高壓過熱蒸汽及低壓過熱蒸汽，因此.除氧器及給水加熱器吸熱量可以合并計算，將凝結水加熱到除氧器出口飽和水溫度。根據高低壓給水吸熱量，可以畫出高低壓省煤器吸熱曲線。

3估算方法

為了利用T-Q圖估算余熱鍋爐的蒸汽參數，對于無再熱、無補燃、雙壓蒸汽余熱鍋爐，假定余熱鍋爐排污率為0，不考慮噴水減溫，不考慮除氧器、蒸發器循環倍率的影響，只考慮工質吸收的熱量，那么鍋爐的蒸汽參數可以利用T-Q圖估算。

熱量與溫度變化的關系范文第4篇

1. 正確理解功與能的關系

我們知道物體具有能量的大小可通過能夠做功的多少來衡量.在理解功與能關系時需要注意下列兩點：（1）具有能的物體，不一定都處在做功的過程中.如：懸掛著的鋼球，它雖沒有做功，但它具有重力勢能.（2）做功的過程，一定伴隨著能量的變化.如飛行的子彈穿越雞蛋的過程中，子彈對雞蛋做了功，子彈的能量就會減小，子彈做了多少功，就減少多少能量.

2. 正確分析物體機械能的變化

分析機械能的變化時，應從影響動能和勢能的各個因素的變化情況著手分析，綜合考慮各部分能量的變化情況，作出正確的判斷.

例1對在平衡力作用下正在下落的物體而言，下列說法正確的是（）

A. 動能和重力勢能都不變

B. 動能和重力勢能都變大

C. 動能不變，重力勢能變大

D. 動能不變，重力勢能變小

解析首先我們應該明白物體在平衡力作用下作勻速運動，其次，物體正在下落即物體的高度發生變化.由于物體的質量與速度均不變，故動能不變.而物體的高度在變小，所以物體的重力勢能在變小.答案：D

3. 正確認識內能、溫度和熱量

溫度表示物體的冷熱程度，是大量分子無規則運動劇烈程度的標志.它是一個狀態量.而內能是物體內所有分子無規則運動的動能和分子勢能的總和.內能與溫度的關系是：物體溫度升高，內能增大；物體溫度降低，內能減小.

熱量是物體在熱傳遞過程中，轉移能量的多少.熱量是過程量，只能用“吸收”或“放出”來表述，不能用“具有”或“含有”表述.

4. 正確認識做功和熱傳遞

做功改變物體內能的實質是內能與其他形式能之間的相互轉化.對物體做功，物體內能增加；物體對外做功，內能減少.熱傳遞改變物體內能的實質是內能的轉移.低溫物體吸收熱量后，溫度升高，內能增加；高溫物體放出熱量后，溫度降低，內能減少.這兩種方式在改變物體內能時是等效的.

例2下列關于溫度、內能、熱量的說法，正確的是（）

A. 物體溫度越高，它含有的熱量就越多

B. 要使物體的內能增加，不一定要吸收熱量

C. 物體內能增加，它的溫度就一定升高

D. 物體溫度不變，內能不變

解析要正確作出判斷，第一要理解溫度、內能、熱量這三者的關系，其二是搞清每個概念的表達方式，再次是理解改變物體內能的方式.答案：B.

5. 汽油機的一個工作循環包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程.在壓縮沖程中，將機械能轉化為內能；在做功沖程中，將內能轉化為機械能.

例3一臺四沖程汽油機曲軸轉速是1800r/min，此汽油機每秒鐘完成個工作循環，個沖程，對外做次功.

解析汽油機一個工作循環曲軸旋轉兩圈，一個工作循環有四個沖程，對外做功一次.此汽油機轉速為30r/s所以每秒完成15個工作循環，60個沖程，對外做功15次.

二、 自主探究

在本章的探究活動中，可體驗到“控制變量法”、“轉換法”在探究中的應用.在學習過程中應特別重視實驗中探究方法.下面結合實例，讓同學們體會每個實驗所探究的問題和探究的問題的基本方法.

1. 探究物體的動能與什么因素有關

① 動能大小和哪些因素有關？ （提出問題并作出猜想）

② 如何通過實驗探究影響動能大小的因素？（設計實驗并注意控制變量）

③ 實驗中如何判斷物體動能的大小？用了什么方法？（小車推動木塊移動距離不同小車對木塊做功多少不同小車動能大小不同.小車推動木塊前進距離越遠，說明小車具有的動能越大.轉換法）

④ 將質量不同的小車，從同一斜面同一高度滑下的目的是什么？這一步驟是為了探究動能大小與哪個因素的關系？（控制質量不同的小車撞擊木塊的速度相同；探究動能大小與小車質量大小的關系）

⑤ 將同一小車從同一斜面不同高度滑下的目的是什么？這一步驟是為了探究動能大小與哪個因素的關系？（控制小車質量相同，速度不同；動能與小車速度的關系）

2. 探究重力勢能與什么因素有關

① 重力勢能大小和哪些因素有關？（提出問題并作出猜想）

② 如何通過實驗探究影響重力勢能大小的因素？（設計實驗并注意控制變量）

③ 實驗中如何判斷物體具有的重力勢能大小？這里用的方法是什么？（木樁陷入沙中深度越大重錘對木樁做功越多重錘具有的重力勢能越大.轉換法）

3. 比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量

① 實驗運用什么研究方法？

② 實驗中要控制哪些物理量相同？

③ 實驗中如何控制單位時間內物質吸收的熱量相同？

④ 如何比較物質的吸熱本領？

三個探究活動都必須對以上問題分析透徹后再進行實驗并對實驗現象進行分析得出實驗結論.相信同學們體驗探究過程定會有很大收獲！

例4在探究“動能大小與哪些因素有關”的活動中，提供以下器材：中間有溝槽的木質軌道（如圖1甲，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較為光滑）、大小與溝槽相當的玻璃球、鐵球各一只、輕質彈簧、刻度尺各一個.

（1） 利用這套器材進行實驗時，可以通過比較

來比較小球動能的大小，這種方法叫（2） 為了探究動能與質量大小的關系，應讓玻璃球和鐵球分別從釋放.探究后得出的結論是：.

（3） 課外興趣小組活動中，物理老師曾經告訴同學們“質量一定時，重力勢能的大小與物體被舉起的高度成正比”.善于動腦的小明利用上述器材，設計了一個裝置如圖1乙的研究彈簧彈性勢能E與壓縮量x之間關系的實驗方案：

① 用某個小球將彈簧壓縮并測量出壓縮量x；

② 松手釋放小球并在木板上記下小球上沖到達的最高位置；

③ 用刻度尺測量出小球上升的高度h.設壓縮量x1=1.00 cm時，小球上升的高度h1，壓縮量x2=2.50 cm時，小球上升的高度h2，則h1＜h2（選填“＞”“＜”或“=”）.

（4） 若小球到達最高點時彈簧的彈性勢能全部轉化為重力勢能.分析下表實驗數據后發現彈簧的彈性勢能E與壓縮量x不成正比（選填“成”或“不成”）.

解析（1） 小球壓縮彈簧，對彈簧做功，做功的多少反映了小球動能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說明小球的動能越大.可以通過彈簧被壓縮的程度來反映小球動能的多少.這種方法叫“轉換法”.

（2） 要探究動能大小與質量的關系，由控制變量法可知：應該控制速度不變，讓質量變化.速度是通過起始點的高度來控制的，所以要控制兩球從同一高度滾下.實驗結論：速度相同時，質量越大，物體的動能越大.

（3） 壓縮量x1=1.00 cm時比壓縮量x2=2.50 cm時，彈簧的彈性形變小，彈性勢能就小，最終轉換成的重力勢能就少，所以上升的高度就低.故h1＜h2.

（4） 由表中數據知：當壓縮量由1.00 cm變為2.00 cm時，壓縮量變為2倍，而反映彈簧彈性勢能大小的小球的高度是從1.50 cm變成了5.99 cm，是原來的4倍，所以彈簧的彈性勢能E與壓縮量x不成正比.進一步分析，彈簧的彈性勢能E與壓縮量x的平方成正比.

例5通過探究讓我們認識到質量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量一般是不同的.文文同學打算比較質量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量．她準備了下列器材：鐵架臺、石棉網、燒杯、燈具、溫度計、水、煤油、菜籽油.

（1） 她在清點器材時，發現還缺少的測量工具是.

（2） 操作時的步驟大致如下：

a. 分別在兩個相同的燒杯中放入相同質量的水（約200 g）；

b. 取來煤油和菜籽油，將其分別放入裝置中的燈具中；

c. 同時點燃煤油和菜籽油，過1min記下溫度計初始溫度；

d. 直至其中一種燃料燒完，記下兩支溫度計的示數.

上述有多處需改進，請指出兩條改進后的方法：

（3） 通過正確操作,該實驗所測得的熱值與理論值相比,誤差較大,你認為誤差的主要原因

解析實驗應采用控制變量法，所以煤油和菜籽油的質量應相同。及時記錄初溫和末溫才能比較物質吸收的熱量，才便于比較兩種燃料的熱值大小。

答案（1） 托盤天平（2） ①取相同質量的煤油和菜籽油② 沒有加熱之前記下初始溫度直至兩種燃料燒盡，及時記錄溫度（3）燃料沒有完全燃燒和熱量在空氣中散失

三、 重視運用

本章知識在生活中有很多運用，這里只重點強調熱量的計算.

例6用燃氣灶燒水，燃燒0.5 kg的煤氣，使50 kg的水從20℃升高到70℃.已知水的比熱容為4.2×103J/（kg•℃），煤氣的熱值為4.2×107J/kg.求：

（1） 0.5 kg煤氣完全燃燒放出的熱量；

（2） 水吸收的熱量；

（3） 燃氣灶燒水的效率.

解析本題主要考察熱量的計算及熱效率問題，注意公式的正確運用.

（1） Q放=mq＝0.5 kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J

（2） Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）× 50 kg×（70℃-20℃）=1.05×107 J

（3） η=×100％＝×100％=50％

例7（2011 揚州）太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關信息.

其中太陽輻射功率是指1 h內投射到1m2面積上的太陽能.求：

（1） 水在10 h內吸收的熱量；

（2） 如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×l07 J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收）

（3） 該太陽能熱水器的能量轉化效率.

解析本題主要考察熱量的計算及太陽能熱水器的能量轉化效率.注意了解太陽輻射功率的含義，注意解題的規范性.

（1） Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）× 100 kg×50℃=2.1×107J

（2） 由Q放=qV= 8.4×l07 J/m3×V=Q吸，得所需煤氣體積V=0.25 m3

（3） 10 h內吸收的太陽能：

Q′=1.68×106J/（m2•h）×2.5 m2×10 h=4.2×107J

熱量與溫度變化的關系范文第5篇

閃速爐是一種冶煉設備，能夠高效處理一些粉狀硫化礦物。這種設備主要由精礦噴嘴、反應塔、沉淀池以及上升煙道四個部分組成。反應塔主要位于沉淀池的上方，其中進行熔煉反應。反應塔的長期環境都是高溫，受到煙氣與熔體的雙重沖涮，會受到比較嚴重的腐蝕。工作人員為了減少反應塔受到的損害，使用冷卻系統對反應塔進行降溫。現對反應塔冷卻系統設計中的數值模擬情況進行分析，并總結如下。

1數值模擬的建立

反應塔中的反應過程非常復雜，尤其是高溫煙氣與爐外空氣之間的熱傳遞，其中發生的反應是高溫煙氣與爐體內壁的對流，內部溫度的平衡，以及輻射換熱等。反應塔中這種反應，需要熱量的相互傳遞，還會受到內部材料熱量的影響。冷卻系統的作用，能夠實現冷卻水與冷卻元件之間的熱量置換[1]。這個過程具有結構和傳熱機理方面的對稱性，從實際上分析冷卻單元之間，并沒有熱量的轉換。工作人員要通過爐體冷卻單元進行建模，其三維模型要采用fluent軟件進行計算。在本次研究中，主要應用的模型是熱傳導模型，選取控制容積法進行運算。該模型的研究對象是反應塔爐體，要深入分析其對稱性，然后選取一半冷卻單元作為研究對象，分析需要求解的集合模型，對幾何模型網格劃分進行分析。

2計算結果與分析

工作人員要在實際生產中，選取常用的工藝參數冷卻水量2.5t/h(對應進水速度為1.5m/s)，進水溫度為25℃。基于此，要進行分析和計算，建立冷卻單元三維數值模型，分析求得Z=0面的溫度場分布。從計算結果進行分析，冷卻單元的冷卻效果良好，工作人員不僅能對冷卻元件進行局部設置，還能夠控制冷卻元件周圍的耐火材料區域溫度。針對冷卻元件和煙氣接觸面的溫度，冷卻元件具有較好的降溫效果，能夠促進內壁掛渣的形成。這是冷卻元件常使用的功能之一。在實踐中，低溫區域能夠延長耐火材料的壽命，并促進反應塔掛渣的形成，確保反應塔得到更好的保護。工作人員在數值的模擬計算中，還能得出冷卻水的出水溫度為31.4℃，溫升為6.4℃。根據這個冷卻水熱量，其釋放了8876W，冷卻單位損失的熱量為8900，冷卻水帶出熱量占總的熱損失量的99.73%。根據此，冷卻單元的熱量主要是被冷卻水帶走，很少會通過外壁散熱，所以在冷卻系統設計中，冷卻水帶出熱量的計算非常重要。在這個過程中，要促使鋼板維持在較高的溫度，不會影響反應塔的使用性能。冷卻水帶出的熱量，會因為冷卻水的進水速度的增大而增大。但是這種增加的情況比較微小，很難分辨。尤其在冷卻水進水速度將至0.525m/s以下，冷卻水帶出熱量一直恒定。由此可以得知，冷卻強度會隨著冷卻水量的變化保持不變，從Q=cmΔt可知，冷卻水的出水與進水溫差與冷卻水的進水量成反比。上圖的曲線，符合這種比例關系。工作人員在冷卻水的進水速度減少的情況下，要把握冷卻水進水溫差和出水溫差，避免水溫過高。所以在冷卻系統的設計中，不能將冷卻水量設計的太小[3]。冷卻水帶出熱量與冷卻水進水溫度的關系，工作人員能夠推測出，冷卻水進水溫度的增加，會降低冷卻水帶出熱量減小。如果減小的幅度比較小，或是溫度沒有變化，那么冷卻單元的冷卻強度會隨著冷卻水溫度的變化保持不變。

3結語