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很多人都不知道的日常生活中的热力学应用

发布时间:2018-12-08 14:12:14

       今天,佳鸿君为大家科普一下一些日常生活中的热力学应用,希望对大家有些帮助和启发。

       为什么被子经过太阳照晒和拍打后,会变得更暖和?很多人都有这个习惯,被子在用一段时间之后会经常晒晒和拍打几下,其实用热力学来解释是因为经过太阳照晒之后使被子中的含水率降低,热力学中含水率高不利于保温。为什么还要拍打被子呢,拍打被子会使大量的空气进入棉絮空间,而空气的导热系数要低于棉絮的导热系数,再加上降低了被子中的含水率,这样使得棉被整体的导热系数和含水率比太阳照晒和拍打前降低很多,被子的整体保温效果会得到增强。可能有些朋友会问,既然空气的导热系数小于被子,那还要被子干什么,热力学中还有一个热对流传递,需要用被子阻隔热对流。我们日常的棉衣,羽绒服等保暖服饰都是这个原理,大家冬天的时候可以多尝试。热力学中导热系数越低,含水率越低,保温效果就越好。

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配图-高硅氧纤维保温棉

       不知道大家有没有发现冰箱里结霜的时候,日常耗电量会比没结霜的时候多?这个时候是因为“结霜前”与“结霜后”冰箱发生的变化。冰箱的制冷主要是通过液态的制冷剂流减压后汽化吸热,在蒸发器中通过蒸发器的管壁传递热量制热空气,降低冷藏室或冷冻室的热空气温度,这是一个蒸发器的管壁和热空气的换热过程。如果冰箱冷藏室或冷冻室的壁面温度比较低时,热空气会遇冷凝华,直接从气态变成固态,即“结霜”,所产生的“霜”在蒸发器和热空气之间形成了一个热阻隔,因此要使得冷藏室或冷冻室达到相同的温度,空气压缩机必须提供功率工作,这样才能获得温度更低的制冷液,以及制冷液的汽化吸热量。所以当冰箱结霜时,会比没结霜的时候更耗电,所以当冰箱结霜后,大家及时清理一下,节省能耗,低碳生活,为大家共同的生活环境又贡献了一份力量。

       为什么入住新修的房子后感觉冷冰冰的?佳鸿君再次为大家解惑,刚刚盖好的新房,装修入住时会感觉很冷,而住老房子反而会感觉暖和点?这是因为新房和旧房的差别主要体现在建筑材料的含水率上。由于新房刚刚建好,其混凝土,还有各种涂料及装修材料中都含有较多的水分,这些水分填充在砖瓦的孔隙中,使得墙壁整体的含水量较高。而住的老旧的房子,这些水分都得到充分的挥发。由于水的导热系数(0.6W/(m•K))远大于空气(0.026W/(m•K)),所以使得含水墙壁的导热系数(1.0W/(m•K))大于干燥墙壁的导热系数(0.35W/(m•K))。这就是为什么住进刚修的新房子会有种冷冰冰的感觉。

       在寒冷的北方地区,建房砖采用实心砖还是空心砖好?这个问题的解释与问题1类似,主要问题在于空心砖中含有大量的空气,而空气的导热系数远小于砖本身的导热系数,而导热系数越小,墙体的保温效果就越好。因此,采用空心砖更能起到保温的作用。在建筑设计方面,建筑保温是一项重要的考虑因素。除了砖以外,其它的例如地面保温、室内墙体保温、屋顶、外墙保温,应用非常广泛。地板下铺的挤塑板,外墙中的岩棉,这些都是重要的建筑保温材料,这些材料往往具有多孔结构,有些材料的孔隙率甚至超过99%,其目的也是利用空气的导热系数远低于固体,达到保温隔热的效果。

       我们日常中遇到的各种保温小问题,其实都可以用我们的热力学知识进行解释,如果大家遇到热保护难题,可以联系我们。

 

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