申論題 - 阿摩線上測驗

申論題資訊

試卷：113年 - 113 一般警察特種考試_四等_消防警察人員：火災學概要#120491
科目：消防警察◆四等◆火災學概要
年份：113年
排序：0

申論題內容

一、厚度為 2 公分的木板，其單位面積熱傳導量為 150 W/m²，木板兩側的溫差為 30℃，試以傅立葉熱傳導公式，計算木板的熱傳導係數。並請說明熱傳導現象及影響熱傳導之因素。（25 分）

詳解 (共 2 筆)

詳解提供者：隊員拚三等

傅立葉熱傳導公式：Q=(K*A*T)/D

原式：150 (W/m²)=K*1*30/0.02(m)

K=0.1(W/m*K)

一、熱傳導現象：

熱傳導是熱量傳遞的模式之一。

(一)固體：

係藉由電子的擴散進行傳遞。

(二)液體：

透過質子的碰撞傳遞熱量。

(三)氣體：

分子的自由運動及運動速度決定熱傳導效率。

【補充】

氣體平均動能：E=3/2*K*T ( K：1.38*10^-23(JK^-1)；T：溫度(K) )

(四)比較：

1.因其物理性質差異，熱傳導係數大小依序為：固體-液體-氣體。

2.相同之處為，不論相態皆由高溫處傳向低溫處。

二、影響熱傳導之因素：

(一)物質：

1.熱傳導係數：相態 / 材質

2.截面積

3.溫度差

4.距離(厚度)：與熱傳導量成反比

(二)環境：

1.狀態(堆疊方式)

2.質量

3.形狀

4.熱源(加熱速度)

5.空氣(多孔性)

詳解提供者：Kevin Chen

(一)

傅立葉熱傳導方程式

Q=K*A *(Delta T)/Delta d)

Q= 150(W/m²)= K* A* (30^oC/0.02m)

Assume A=1

K=(150/1500) (W/^oC*m) = 0.1(W/^oC*m)

(二)

1. 熱傳導現象

針對固體系統, 熱能藉由原子晶格震盪所產生之聲子由高溫傳遞至低溫, 利用固定介質的方式進行熱能傳遞.

2. 影響熱傳導之因素

(1)熱傳導係數(K): 熱傳導係數越大, 單位時間內熱傳導經過介質的熱量越大.

(2)熱能流經面積(A): 熱能流經面積越大, 單位時間內熱傳導量越大.

(3)溫度差(Delta T): 溫度差越大, 熱傳導量越大.

(4)長度差(Delta d): 長度越長, 熱能因晶格振盪而損失越多, 流至另一端的熱能越少.