传热学课程考试题

传热学课程考试题（精选13篇）

1.传热学课程考试题 篇一

第3章《稳态导热分析与计算》思考题

1、试证明，圆筒壁一维稳态导热变导热系数计算也可以和平壁时一样，取两侧表面算术平

均温度下的导热系数值 m代入原公式求得导热热量。

2、参见附图，圆筒壁内侧t1 < t2，请判断壁内温度分布为两图中哪一种情况？并说明理由，设导热系数等于常数。

3、凸状轴呈对称图形，如果侧面绝热且导热系数为常数，其一维稳态温度分布呈什么？

4、两端均给定第一类边界条件的肋，温度各自保持t1、t2，问其算术平均温度位于几何中

心，还是偏向高温侧或偏向低温侧？为什么？（不作具体数学推导，仅通过分析来论证）

5、金属材料的导热系数很高，因此用测量保温材料导热系数的平板导热仪等设备无法进行

有效的测量。主要困难在于测得的温差太小，因而误差达到无法接受的程度。请你设计一种用肋测量金属导热系数的方案。并论证其可行性。

6、参见教材中图3.3，导热系数和厚度均不相同的多层平壁内的温度分布为一折线。你是

否能设法将它变成一条直线？

7、为什么对有内热源的导热体不能用一个单元热阻来表示？如果一定要用一个单元热阻

来表示，那么与平常的画法应该有何不同？

8、对单层平壁的稳态导热来说，保证一维温度场的条件是下述的哪一个？

9、平壁的长、宽应该远远大于平壁的厚度；

10、两侧表面的温度均匀一致；

11、以上两条必须同时满足。

12、肋效率最大可能的数值等于多少？它会在什么条件（包括理想化的条件）下达到？

13、试证明肋效率 f 与肋壁总效率 0 之间的相对大小关系。

14、是否存在加肋以后反而使散热变小的可能？如有，请具体说明在什么情况下会出现。

15、试对等截面直肋采用如下两种方法增大传热量的效果进行分析和比较：（1）加大肋高；

（2）增加肋片的数目。

16、你是否认为减小步长永远可以提高解的精度？

17、有人说：“只要把等温面的法线取为坐标方向，那么根据付立叶定律，常物性一维稳态

导热的温度梯度必定是一个常数”。你认为这个说法对不对？

18、从提高测量精度的角度考虑，在用热电偶测量包裹有一层保温材料的管壁外表面温度

时，热电偶的引线应该如何布置？

2.传热学课程考试题 篇二

一、绪论部分

这方面的教学内容除了介绍某些最主要的基本概念外, 主要应该是加强内容的连贯性和系统性, 使学生对学科结构和三种常见的传热方式建立起较完整的轮廓。这部分着重讲述两个问题: (l) 传热的三种基本方式; (2) 传热过程与传热系数。此外, 向学生介绍一些参考书, 培养他们的自学能力。为了激发学生的学习热情, 我举了日常生活中经常碰到的两个例子:①为什么热水瓶中的水在相当长的时间内不会冷?②我们吃烫的食物时, 舌头、嘴巴都有哪些习惯动作?这两个问题一个是常见的事物, 另一个是学生的亲身体验。让学生带着这两个问题, 我把传热的三种基本方式讲了一遍, 并简要地介绍了热阻的概念。这样在课程一开始就吸引学生的兴趣, 让他们带着问题进行下面的学习。

二、导热部分

由于现在的高等教育从“精英教育”向“大众教育”转变, 学生的培养目标是以应用型的工程技术人员为主, 所以除了推导导热微分方程外, 更注重对一个具体问题微分方程的建立, 边界条件从已知条件的抽象, 以及对所得结果的物理意义的分析, 在物理概念上多花功夫, 使之对传热学的基本概念加深印象。对于稳态问题, 一般采用导热微分方程 (或傅立叶定理) 加边界条件便可求解。热阻法在稳态求解中简便和直观, 并且用类比法与电阻联系起来, 使学生能理解一维稳态下热流处处相等 (串连) 。在教学方法上, 采用由浅入深的教学方法。例如:在讲变导热系数的导热问题时, 先讲定导热系数的求解方法, 然后通过数学推导, 得出只要求出变导热系数的平均值, 可把变导热系数的问题转化为定导热系数问题的结论。在肋片导热的教学过程中, 先讲装肋片的必要条件, 然后建立数学模型, 并给出精确解、近似解、修正解。让学生掌握对具体对象的数学建模, 明白精确解和近似解之间的差别, 懂得工程上对某些问题进行近似的合理性。这样处理, 思路清楚, 由简到繁, 步步深入, 加强了各内容之间的联系。对于非稳态问题, 首先要向学生讲解什么是非稳态, 它和稳态传热有什么区别?一般非稳态的问题都要查图表, 学生只要认真做几道习题一般都能掌握图表的查阅方法。这部分的重点是集总参数法, 用毕渥数来判断能否使用集总参数法, 毕渥数的物理意义是表征内部导热热阻与外部对流热阻的比值, 当然毕渥数要小到一定程度才能用集总参数法。这时物体内部的导热热阻远小于其表面的换热热阻, 物体内部的温度趋于一致, 以致可以认为整个物体在同一瞬间均处于同一温度下。这些物理意义既可以使学生更深刻理解计算公式的推导基础, 也可以使学生灵洁运用所学公式解决工程计算问题, 此外它更是学生对新问题进行简化分析的理论依据。

三、对流换热部分

影响对流换热的因素有五个方面: (1) 流体流动的因素; (2) 流体有无相变; (3) 流体的流动状态; (4) 换热表面的几何因素; (5) 流体的物理性质。在这一部分我们最关心的是对流换热系数, 通过分析知道粘性流体在壁面上流动时, 由于粘性的作用, 在靠近壁面的地方流速逐渐减小, 而在贴壁处流体将被滞止。贴壁处这一极薄的流体层相对于壁面是不流动的, 壁面与流体间的热量传递必须穿过这个流体层, 而热量传递方式只能是导热。因此将傅立叶定律应用于贴壁流体层, 就把对流换热系数和流体的温度场联系起来。为了求解有关未知数, 需用质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程, 这就使学生对对流换热系数的求解过程有总体的概念。对“对流换热的数学描写”、“层流边界层微分方程组”等内容, 注重对建立方程的简化, 假设条件的讲解, 以及有关准则数物理意义的分析, 即把时间花在重点和难点的讲解。这部分的实验关联式较多, 主要讲解特征长度的选取, 定性温度的选择, 局部换热系数和平均换热系数的区别。对某一具体问题如何选择恰当的关联式以及在允许的误差范围内对同一问题用不同公式计算的合理性, 培养学生工程应用能力。对于特征数方程和实验数据存在误差的问题, 要引导学生用辨证和发展的眼光来看待, 一个复杂的物理现象往往要经历长时间的探索, 而目前的误差反映了现有的认识水平。

四、热辐射部分

我们把这部分的主要概念分成四组: (1) 吸收率、反射率、透射率以及对应的黑体、镜体、透明体; (2) 黑体辐射力、黑体单色辐射力及黑体辐射基本定律; (3) 黑度、单色黑度及定向黑度; (4) 投入辐射、光谱吸收比、灰体及基尔霍夫定律。每一组的概念存在数量关系和交叉关系。通过这种有意识地划类比较, 更能清楚地揭示概念之间的内在联系, “信息”特征鲜明, 从而有利提高学生的理解性、记忆力。角系数是这一部分的重点和难点, 为了让学生理解角系数是与几何相对位置有关, 我举了大量的例子, 让学生在解题过程中灵活应用角系数的各项性质, 加深理解。在多表面系统辐射换热的计算中, 采用换热等效网络图, 重点讲解了有一个表面为黑体和有一个表面绝热的区别, 这样学生就明白为什么一个能采用并联热阻的求解法而另一个却不能的原因。

传热学是一门工程应用性很强的学科, 需要考虑综合经济问题, 像如何正确处理增强传热和流动阻力增大的矛盾。能量守恒是热传递现象所遵循的一个基本规律, 《传热学》的形成、发展与它的运用息息相关。能否通过课程教学深刻理解热传递过程与能量守恒的关系, 并基本掌握建立能量方程的方法与技巧, 就成为提高学生解决问题能力的关键之一。随着计算机的迅速发展及应用的普及, 热物理问题的数值模拟方法已越来越显示出其重要的作用, 向学生介绍一些大型的商业计算软件, 如:Fluent、ANSYS等, 同时使学生了解传热学在现代生物医学、高新技术中的重要作用, 这能够启发学生善于发现和解决工程问题, 调动学生的学习积极性以及学习的创新热情, 进一步巩固所学理论知识, 提高工程实践能力和学习兴趣, 培养应用型高级技术人才。

摘要：《传热学》是热能工程专业的一门主干课程, 也是发展石油化工科技的支柱学科之一。本文对传热学课程的教学作了分析, 得出应提高学生解决具体问题的能力, 培养应用型人才的目的。

关键词：传热学,教学探讨,基本概念

参考文献

[1]杨世铭, 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社.1998.

3.传热学课程考试题 篇三

【摘要】分析了机械专业“工程热力学及传热学”课程的教学现状和特点，针对课程学习过程中存在的问题，提出关于学好该课程的方法，从而提高教学质量。

【关键词】工程热力学  学习过程  课程重要性  学习方法

【基金项目】长沙理工大学教改课题项目。

【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）05-0253-01

“工程热力学及传热学”是机械制造设计及其自动化中工程方向的选修课程。它主要讲述的是热能与机械能互相转换及热量传递规律，对于工程方向的机械相当重要，然而这门带有明显工科性质的学科，具有“理论性强，难教难学”的特点。本文从这门课程的重要性，意义，兴趣方面讲述，让学生知道它的重要性，提高学习兴趣从而提高学习效率，掌握知识。

1.课程内容及学习安排

工程热力学及传热学是机制专业方向十一周后开的选修课程，这意味这门课程无论是学时還是实验方面的课时远远不够学生去掌握该学科。作为一门典型工科学科，其特点涉及范围相当大，主要包括热力学第一定律、热力学第二定律、气体流动压缩、传热学的基本概念、导热、对流等基本概念。其既有理论知识推导、公式计算，又有相图理解，需要用到化学、数学、物理等方面知识，学习难度大，需要较高的综合学习能力。

1.1对于学科的第一认知不够

工程热力学及传热学课程与机制专业学科之间的联系并不明显，无论是机械设计还是理论知识之间似乎关联不大。

1.2课程安排学时不足

由于工程热力学及传热学是选修课程，而且随着科技的不断发展与技术的改进改善，新的学科、教学安排、教学方法，这些使得安排的课时远远少于应该安排的学时。不足的课时提醒学生必须抓紧上课时的每一分钟，努力记住老师所讲解的内容。因为老师讲解的是难点和重点，大学与高中初中不同的就是自我取舍与学习能力。老师台上一分钟，学生台下十分钟。少的课时虽然不能让我们在课堂上掌握，但学生可以记住重难点，课后再消化吸收。

1.3实践环节缺失

“工程热力学及传热学”作为一门专业选修课程，实验实践与课堂上的知识结合是非常必要也是重要的。然而由于本来就存在学时不足的情况，实验实践就与理论课程脱节了。

实验是提高学生对一门学科的兴趣必要手段及方法，想要掌一门学科你必须要对他有兴趣，兴趣是最好的老师。

1.4课堂互动偏少

“工程热力学及传热学”课程需要的理论知识无论哪方面都是相当大，老师与学生在这方面的认知之间的差距是不可否认的。

1.5课后自学

大学的不同与特殊就是自学，在信息高度化、网络普及化的当代社会，自学对学生是必要也是重要的。学生在课堂后去理解消化时便会发现在课堂上听老师讲解时觉得非常容易的知识内容变得困难，去查看PPT时也会发现这些内容在PPT上都是一笔带过或者简单提一句，这使得学生自学时也离不开老师的帮助。

1.6检测手段

考试只是检查学生学习成果的一种手段之一，如果单纯的为了考试而学习，那么学习的意义在哪里？学生应该把大部分时间用在思考理解而不是应付考试，这样学习效率和成果会大大改善。

2.学习方法

2.1认知与专业的联系

工程热力学及传热学包含物理、数学、化学的知识内容，例如熵。授课教师应该向学生讲解该学科与专业的关系。表面上它与机制专业的关联不大，然而无论是机械强度要求还是液流液压的能量传递还是发动机构造都与其息息相关。

2.2了解该学科重要性

机械行业发展已经有很长时间的历史，它对于人才的需要及培育已经达到饱和状态，每个理工类甚至非理工科学校都会有该专业。工程热力学及传热学课程扩宽了学生的视野，可以为机制方向学生提供更多的就业途径。学生在了解该学科重要性后会更愿意花大量的时间来学好该课程。

2.3提高学习兴趣

兴趣是学生学习最好的老师。如果学生对一门学科保持兴趣，那么一定能掌握好该学科。学生可以通过观看热力学的视频、一些有趣的实验现象，解密一些比较特异的生活现象来提高对这门学科的兴趣。学生有了兴趣遇到疑惑自然会去找解决它的方法，那么不仅课堂内的知识可以掌握，连课外的知识内容也会有所涉及，一举两得。

2.4积极探讨

学生不应该局限于为考试而学习，教师也不应该为了考试而去讲解知识，而是应该关注于课本中的概念。学生可以成立小组去探讨一些自己有兴趣的课题。工科中没有完全独立的知识概念，当探讨一个问题时，往往会和别的概念有关联。

“工程热力学及传热学”只是大学教育中的一门学科，是课程教学的一个体现。总的来说，大学教育不应该局限于知识的传授讲解，更应该培育学生的综合能力，这样在完成学业之后，到社会上能够独立解决问题，从而实现自己的价值。通过对课题的探讨、实验，将知识概念与实际相结合。这样才能实现大学的价值，培育社会发展需要的人才。

参考文献：

[1]张国磊，杨龙泽，李晓明.提高工程热力学课程教学质量的方法探讨[J].2008，（11）

作者简介：

4.传热学课程考试题 篇四

1、:炒菜时，碘盐不宜与油同时加热.这是因为碘在高温下很容易

A．凝华

B．汽化

C．升华

D．熔化

2、我国幅员辽阔，相同纬度上内陆地区的昼夜温差比沿海地区大，其主要原因是

A．地势的高低不同

B．水和陆地的比热容不同 C．日照的时间不同

D．离太阳的远近不同

3、下列现象属于液化的是（）

A、夏天，从冰箱中取出的鸡蛋会“冒汗”

B、寒冷的冬天，室外冰冻的衣服也会干

C、盘子里的水，过一段时间会变少

D、杯子中的冰块，过一段时间也会变成水

4、:有些宾馆、饭店的洗手间里装有感应式热风干手器，洗手后把手放在它的下方，热烘烘的气体就会吹出来，一会儿手就被烘干了.它能很快把手烘干的理由是：

A热风提高手上水分的温度，加快手上水分的 蒸发

； B热风同时

.5、下列物态变化过程中，属于吸热过程的是（）

A.春天来到，积雪熔化 B.夏天的清晨，草地上出现露珠 C.秋天的早晨，出现大雾 D.初冬的清晨，地面上出现白霜

6、下列措施中，能使蒸发变快的是（）

A.给盛有水的杯子加盖 B.把新鲜的蔬菜装入塑料袋中 C.把湿衣服放在通风的地方 D.把蔬菜用保鲜膜包好后放入冰箱

7、物态变化现象在一年四季中随处可见，下列关于这些现象说法正确的是

A．春天的早晨经常出现大雾，这是汽化现象，要吸收热量

B．夏天用干冰给运输中的食品降温，这是应用干冰熔化吸热

C．秋天的早晨花草上出现的小露珠，这是液化现象，要吸收热量

D．初冬的早晨地面上会出现白白的一层霜，这是凝华现象

8、在卫生间里洗过热水澡后，室内的玻璃镜面会变得模糊不清，过了一段时间，镜面又变得清晰起来.请你用所学的物理知识解释镜面上发生的这两种现象.初中物理复习热学部分专题测试题2

一、选择题（每题3分，共24分）

1．有两杯水，里面都有没熔化完的冰块，一杯在阳光下，一杯在阴凉处，则（）

A．在阳光下的杯中水温高

B．在阴凉处的杯中水温高

C．两杯中的水温一样高

D．两杯中水温高低无法进行比较

2．高压锅能很快煮熟饭菜，最主要的原因是（）

A．密封性能好，减少热损失

B．增大压强，提高水的沸点

C．增大压强，降低了沸腾温度

D．传热快，缩短了沸腾时间

二、填空题（每题2分，共22分）

3、把手放进冰水混合物中，手接触到冰时总感觉到比水凉，是因为______________。

4、对于某些高烧的病人，有时医生要在病人身上涂擦酒精，这是利用酒精___________时，要向人体_______的道理。

5、吸烟有害健康，在空气不流动的房间里，只要有一个人吸烟，整个房间都弥漫着烟味，这是由于__________________的现象。所以为了保护环境，为了你和他人的健康，请不要吸烟。

6、在我国实施的“西气东输”工程中，西部的优质天然气被输送到缺乏能源的东部地区，天然气与煤相比，从热学的角度分析它的突出优点是______________；从环保角度分析它突出的优点是__________________________________。

7、写出下列物态变化的名称：

（1）深秋，夜间下霜：_______；

（2）潮湿的天气，自来水管“出汗”________；

（3）出炉的钢水变成钢锭：_________；

（4）日光灯管用久两端变黑______________。

8、据报载，阿根廷科技人员发明了一项果蔬脱水新方法──升华脱水法。其原理很简单：先将水果蔬菜冷冻后，放进低压的环境中，使冰直接从固态变为_______态。

三、实验题（每题8分，共24分）

5.传热学思考题 篇五

1、一维大平壁稳态导热傅里叶定律的形式与牛顿冷却公式颇相似，那么为什么导热系数是物性，表面

传热系数h却不是物性？

2、导热傅里叶定律的写法（指负号）与问题中坐标的方位有没有什么关系？思考题1.1附图中两种情形

所对应的热流方程是否相同？

3、试分析一只普通白炽灯泡点亮时的热量传递过程。

4、试分析一个灌满热水的暖水瓶的散热全过程中所有环节，应如何提高它的保温性能？

5、请说明“传热过程”和“复合换热过程”这两个概念的不同点和相同点？

6、对导热热流密度q和对对流换热时热流密度q的正负规定是否相同？为什么？

7、你能正确区别热量，热流量，热流密度（或称热流通量）几个不同称呼的准确含义吗？它们哪些是矢

量？在针对控制体积求和时，上述三个量是否处理方法相同？

8、把q写成 /A，需要附加什么条件，还是无条件？

9、你认为100 ℃的水和100 ℃的空气，哪个引起的烫伤更严重？为什么？

10、酷热的夏天，用打开冰箱门的方法能不能使室内温度有明显的下降？

11、热对流与对流换热有何根本的区别？

12、列举你所了解的生活中或工程领域中传热的若干应用实例，并分析他们的基本传热原理。

13、为什么针对控制容积和针对表面的能量平衡关系有根本的差别？

14、你认为传热学与热力学的研究对象和研究内容有什么相同和不同？

15、三十多年以前，一名叫姆贝巴（Mpemba）的非洲学生曾经发现，同等条件下放在冰箱中的热冰琪淋

汁反而比冷冰琪淋汁先开始结冰。他请一位物理系的教授解释这个现象。教授作了实测：用直径45 mm，容积 100 cm3 的玻璃杯放入温度不同的水在冰箱中冻结。实验结果证明，在初始温度30℃～80℃范围内，温度越高，结冰越早。你对这个问题如何认识？

16、一位家庭主妇告诉她的工程师丈夫说，站在打开门的冰箱前会感觉很冷。丈夫说不可能，理由是冰箱

内没有风扇，不会将冷风吹到她的身上。你觉得是妻子说得对，还是丈夫说得对？

17、夏季会议室中的空调把室温定在24℃，同一个房间在冬天供暖季内将室温也调到24℃。但是夏季室

6.传热学课程考试题 篇六

http://www.xxxedu.net 2019年中南大学 945传热学考研经验分享

一、总体情况及大概趋势预判：

“中南大学能源学院考研是同类高校专业中性价比最高的学校”（能源学院副院长原话）。正是这样，近些年来尤其受到考研党的青睐，所以，在 2018年出现了报考人数暴增的现象，即便是在学校下放增补指标后，录取率也还是出现了些许下滑。学长认为，正是这种2018年的激增现象，2019年中南大学能源学院考研中，学校会对能源学院进行扩招，而经过 2018年的硝烟之后，2019年报考人数大概会保持不变，抑或是有所下滑。

二、参考书目：

（1）1998-2018年中南大学 945传热学真题及答案（2）教材：《传热学》杨世铭、陶文铨

（3）三一丛书系列 《传热学要点及解题》王秋旺（4）《传热学知识精要与真题详解》金圣才

三、945传热学考试特点：

市面上能够见到的中南大学 945传热学真题资料年份是1998-2018年，在这 20年的真题中，试卷风格分为 3个阶段，分别是：

○11998-2003年，大部分题目有价值，简答题及部分计算题价值最大，需认真对待；

○22004-2008年，这 5年的试卷为一个出题风格，一张卷子有新祥旭考研辅导

http://www.xxxedu.net 5道左右的大题，基本都是推导等简答题，参考价值不大，但可巩固基本知识，一般重视即可；

○32009-2018年，自 2009年后，945传热学的试卷模式趋于稳定，“简答题+计算题”的试卷模式一直沿用至今，每年至少 90%的考点不会改变，50%左右的题目是以往的原题，大部分简答题会是以往考过的原题。尽管 2018年大题题目变动很大，简答题只两道不是原题，计算题有 2道类似题，所以研究这个时间阶段的真题是重中之重。

四、复习规划

（1）8-9月，复习第一遍课本；粗略地毯式复习，目的在于熟悉传热学的整体内容，认识难易程度及其框架，遇到复杂的、特别难的可以先放弃。

（2）9-10月中旬，第一遍研究 09-18年真题；第一遍做真题觉得什么都不会，基本每一题都要看答案（o(╯□╰)o）。因此，学长通过朋友的推荐在新祥旭机构报了专业课辅导班。新祥旭第二天就让专业课的老师联系我了，效率忒高了！老师了解我的基础后，给我补充了一些知识点，讲解了之前我自己不明白的地方，之后就正式开始研究真题之旅。在此，学长建议同学们，在做题的时候要了解并熟悉考点，了解哪些知识没有复习到位，然后再去看书，反复研究。

（3）10月中旬-11月，第二遍有侧重的看课本；针对第一遍做真题时暴露出来的知识盲点进行重点梳理复习，学会归纳知识点，建立起课本的知识框架。新祥旭考研辅导

http://www.xxxedu.net（4）11月-11月中旬，第二遍做 09-18年真题，达到熟练的程 度。对于模糊的知识点，一定要和老师请教！

（5）11月中旬-12月中旬，老师推荐我做王秋旺的《传热学要点及解题》+金圣才的《传热学知识精要与真题详解》，这两本书很难说哪本更重要，王秋旺这本只需要研究简单的部分即可，金圣才的这本是各大高校的传热学考研试题，中南的传热学试卷题目多来自其他高校考过的题目，重要性不言而喻；此外，这段时间还需重点研究 09年以前比较重要的真题。

（6）12月中旬-考前，研究 98-18年真题，重点研究 09-18年真题。

（注：这个复习规划只是个大概的时间，具体要根据自己的掌握情况作出调整，比如在复习完课本后，紧接着看金圣才和王秋旺的辅导书也是很好的，再比如提前做 09年以前的题目等等）

五、注意事项：

（1）中南的传热学试卷在前几年比较简单，但千万不要被迷惑而轻敌，这两年的题目出现了不小的变化，出现冷门的知识点题目，所以一定要扎扎实实的复习。

（2）在复习的过程中不要闷头学，要找一个考同一个专业的同学去一起探讨复习中遇到的问题，或者找个学长咨询也可。学长当时在新祥旭报了一对一的专业课辅导，老师就是中南的师兄。师兄不管是课上还是私底下的交流，都给我不小的帮助。个人觉得不错，值得推荐。新祥旭考研辅导

http://www.xxxedu.net（3）复试同样重要，中南大学能源学院复试和初试同等重要，复试总成绩和初试一样也是 500，其中笔试为 300分，所以当你走出初试考场的那一刻，千万不要以为战斗已经结束。

7.浅谈大学《热学》课程教学 篇七

关键词：热学,课程结构,教学方法

热学在19世纪便已发展成为一门比较完备的科学, 随着人们对客观世界的了解深入, 关于热学的知识也在不断扩展。热学是物理学科的一个重要组成部分, 是研究与热现象有关的规律的科学。课程教学的目的是掌握热现象规律, 了解热现象作为“大数”粒子无序运动的本质, 为大学阶段其他课程的学习打好理论基础, 是本科物理专业学生必修的一门专业基础课。我们使用的热学教材是经典的李椿等编著的《热学》教材, 通过几年的教学实践, 对热学课程的教学内容及教学方法做了一系列的探索和总结。

一、热学课程的结构及特点

热学课程的主要内容分为三大部分:宏观理论部分, 称为热力学, 是通过直接观察和实验测量, 再用严密的逻辑推理方法总结出来的有关热现象的规律, 研究的方法是宏观法, 所得出的热力学基本定律是自然界中的普适规律, 具有可靠性与普遍性, 但是它只适用于粒子数很多的宏观系统、主要研究物质在平衡态下的性质、把物质看成为连续体, 不考虑物质的微观结构, 没有解释事物的微观本质;微观理论部分, 称为统计物理学, 是从物质内部的微观结构出发, 即从物质分子、原子的运动及它们之间的相互作用出发, 用统计的方法来研究系统的热学性质, 它可以揭示热现象的微观本质, 但由于它在数学上遇到很大的困难, 由此做出的简化假设 (微观模型) 后所得的理论结果与实验不能完全符合;物性学部分, 即热学理论的应用, 利用前两部分的理论说明物态的性质及其相互变化的规律, 包括液体、固体、相变的基础理论[1]。前两部分是课程要求的重点, 宏观部分学生掌握起来较容易, 但统计物理学部分涉及到微观领域及统计的方法, 理解起来较难一些。

二、热学内容的表述方式

关于内容的表述, 不外乎有文字表述、数学表述及图像表述等, 而在热学中这三种表述在一个概念中可能都会出现。比如说热力学第一定律的应用, 涉及到四个等值过程, 其中在这些过程中会有过程的图示, 即P-V图, 也会有能量的转换关系的描述, 当然不同的能量也可以由数学表达式表示出来。

1. 文字表述。

科学内容的表达力求严谨, 文字力求精确、简洁, 例如, 平衡态的定义, “孤立系统宏观性质不随时间变化的状态”, 定义简洁明了, 其中的关键词是“孤立”二字, 也说明了平衡态的特性, 如没有这二字, 也就不能称其为平衡态了。另外, 在热学的表述中, 很多地方用到了否定的语言, 体现最为明显的是热力学第二定律, 涉及到的定律的两种表述, 开尔文表述和克劳修斯表述都是用“不可能”这样否定的词开头叙述内容, 之后两种表述的等效性的证明也同样采用了反证法, 而不是直接证明。还可以用反证的方法证明两条绝热线不能相交、绝热线和等温线不能相交于两点等类似的题目。

2. 数学表述。

对于热力学中的概念, 文字的描述要多一些, 内容也很好理解, 学生一般接受也较容易, 但对于统计物理中的概念, 文字就变得比较抽象, 不好理解, 所以在微观方面, 相比文字, 数学更直观、更容易理解记忆。相比于物理专业中的其他课程, 热学中涉及到的式子并不是很多, 学生也可以根据内容体系, 用数学表述的形式把学习到的知识串接在一起, 进行系统、有对比、有条理的学习。

3. 图像表述。

在热学中也运用到了非常多的物理图像表述, 相比于前两种表述, 图像表述更形象、直观、容易理解。例如, 在讲解气体分子按速率分布时, 速率分布函数的概念较抽象, 物理意义不好理解, 但通过利用速率分布曲线图, 从图中曲线的形状、曲线下包围的面积、曲线的峰值对应的速率等方面可以充分理解分子按速率分布的物理意义, 使抽象的问题变得形象生动。所以, 可以通过作图, 把物理概念、数学计算变得简单化, 直观化。

三、热学教学的方法

在热学课程教学中, 怎样才能把学生认为枯燥的、难懂难记的知识内容变为有趣的、易于理解的内容呢?这就需要我们充分了解这门课程, 注意每一个细节内容, 把零散的看似不关联的内容整合起来, 达到融会贯通、心中有数, 这样讲给学生时才能有的放矢、游刃有余, 学生学习的目标也会变得明确、理解透彻。在课程的讲解中, 可采取以下几种教学方法。

1. 归纳总结的方法。

教师在讲完每一部分后要对内容做一个总结, 把重点内容用一条主线串连起来, 便于学生的理解和掌握。例如, 在热力学第一定律这一部分, 可以用几个字把这一部分的主要内容概括出来:一个定律、两个循环、三个物理量、四个过程, 即热力学第一定律, 热机循环和制冷循环, 内能、功、热量三个物理量, 等体、等压、等温、绝热四个过程。这样的总结使学生既了解了所学知识的重点, 也更容易地掌握了所学的知识点。另外, 在习题的讲解中, 也应善于总结和归纳, 学生在中学时习惯了大量的题目练习, 即所谓的题海战术, 通过熟练的做题来达到掌握知识的目的。在大学的学习过程中, 教师应引导学生如何去学习, 怎么去做总结, 怎样用最短的时间掌握最多的知识。首先, 课堂上教师针对所讲知识点应选取一两个例题进行讲解, 对用到的知识及所用的解题方法进行归纳总结, 学生学习之后对这类题目的解题思路、技巧、用到的知识点等非常熟悉, 而且能够做到举一反三, 提高了学习的效率及解题的准确性。

2. 类比的方法。

类比法是指一类事物具有某种属性, 可以推测与其类似的事物也应具有这种属性的推理的方法。通过类比, 可以用熟知的知识引出未知的知识, 节约学习时间, 也使认知变得简单易懂。例如, 在讨论热力学过程及其涉及到的内能、热量、功的转化时, 可以在P-V图中进行描述, 之后, 在热力学第二定律中引出熵的概念后, 可以通过T-S图表述理想气体的性质, 特点。通过类比, 会发现P-V图和T-S图有很多相似的地方, 例如, 我们用P-V图示法表示系统在准静态过程中做的功, 即示功图, 而用T-S图示法表示系统在准静态过程中吸收的热量, 即示热图;在这两类图中, 每一个点代表一个平衡态, 每一条曲线代表一个可逆过程;闭合曲线所包围的面积等于系统经历一个可逆循环过程后从外界净吸收的热量, 也等于系统对外做的功。通过这样的对比学习, 会发现原来枯燥的内容也很有趣, 在学习中发现物理中的相似的美。再如, 在学习气体的输运过程时, 粘滞、热传导、扩散三类输运现象也可以进行类比学习, 它们分别对应当气体各处的流速、温度、密度不均匀时发生的过程, 得出的宏观规律的表达式及微观解释都很相似。通过这样类比的学习, 很容易掌握了新的内容, 也对所学的内容有了更深刻的理解。

3. 讨论学习的方法。

目前, 在教学中提倡贯彻“学生为主体, 教师为主导”的教学原则[2], 教师给学生提供机会使学生积极地参与到教学活动中, 调动学生学习的主动性、积极性。我们可以结合重要的知识点, 课堂上让学生到讲台上参与问题的讨论及讲解, 也可以以作业的形式布置下去所要讨论的问题, 学生下去查资料、写小论文等, 之后在课堂上以学生为主体进行讨论。例如, 在讲解熵的概念时, 不妨先让学生自己先查一些关于熵的内容, 比如熵这个物理名词的提出、熵的概念的建立、熵增加原理、熵的应用等。学生通过调研, 对熵这个抽象概念就有了一个初步认识, 在课堂上讨论时, 学生也把他们自己查到的资料讲解出来, 既可以增加信息量, 又可以使学生更深刻准确地认识熵。所以, 通过这样的讨论学习, 可以使每一位学生都在思考, 互相启发, 找出正确解决问题的方法, 在这样的教学中, 学生不但学习、积累了知识, 而且锻炼了学生提出问题、解决问题的能力, 对其综合能力的培养也起到了很好的作用。所以, 教师在课堂上不能一味的自己在讲解, 要加强与学生的交流, 结合内容提出问题, 引导学生参与到课堂教学中, 培养学生的主体意识, 激发学生主观能动性, 使学生更好地掌握所学内容。

虽然热学课程只是一门专业基础课, 学时也比较少, 但是它是学生进入物理专业后最先学习到的一门课程, 学习好这门课程会为后续专业课程的学习打下良好的基础。在教学中, 充分掌握课程特点, 采用合适的教学方法, 使学生喜欢上这门课程, 发现学习中的乐趣, 进而学习好这门课程, 增强探索求知和解决问题的能力。

参考文献

[1]李椿, 章立源, 钱尚武.热学[M].第二版.北京:高等教育出版社, 2008.

8.专题：热学计算题 篇八

1、用燃气灶烧水．燃烧0.5kg的煤气．使50kg的水从20℃升高到70℃．已知煤气的热值为4．2×10J／kg．求：（1）0．5kg煤气完全燃烧放出的热量．（2）水吸收的热量．（3）燃气灶烧水的效率．

2、小星家太阳能热水器，水箱容积200L．小星进行了一次观察：早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；水吸收的热量（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效

7率为40％，求至少需要燃烧多少煤气（热值为q=4.2×10J／kg）(3)燃气灶烧水的效率．

73、小彤家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。液化气的热值取5×10J／kg． 求：（1）5kg的液化气完全燃烧，释放的热量是多少？（2）若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60％被利用，那么散失的热量是多少？（3）小彤想节约能源、降低能耗，若将上述散失的热量全部利用起来，可以把多少温度为20℃的水加热到100℃？

224、如图是太阳能热水器受光面积1．2m，内装80kg水，太阳每分钟辐射到1m面积上的热量是7．56×410J。问：(1)太阳能热水器内壁为什么涂成黑色?(2)热水器中20℃的水晒3h后水温达多少度?

7(3)若煤气灶的效率为40％，煤气的热值是4．2×10J／kg，烧热这些水需燃烧多少煤气?

5、随着国民经济的发展，汽车已走进家庭。一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗

7汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有30%用来驱动汽车做有用功，所用汽油的热值为4.6×10

33J/kg，密度为0.7×10kg/m，求：(1)这些汽油完全燃烧放出的热量；(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。

6、某辆小轿车油箱内装有32kg汽油，司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300km．假设轿车是匀速行驶，且受到的阻力为920N．已知汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能，汽油的热值为4.67×10J/kg．求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功；（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油

7、图21为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似取S＝－363.0×10m2），活塞冲程长度为L＝0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p＝1.0×10Pa，活塞以n＝1380次/分钟作往复运动，汽油机往复运动两次，对外做功一次。（1）汽油机在此工作状态下的功率是多少？

9.《初中数学课程标准考试题》 篇九

（1）有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆，、与是学习数学的重要方式。

（2）《义务教育数学课程标准》的基本理念指出：义务教育阶段的数学课程应突出体现、和，使数学教育面向全体学生，实现：；。

（3）学生是数学学习的，教师是数学学习的、与。

（4）《标准》中所陈述课程目标的动词分两类。第一类，知识与技能目标动词，包括、、、、第二类，数学活动水平的过程性目标动词，包括、、。

5）数学教学活动必须建立在学生的认知和已有师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学的机会，帮助他们在自主探索和的过程中真正理解和掌握数学知识技能、数学思想和方法，获得广泛的数学活动经验。

（6）《义务教育数学课程标准》的基本理念指出：义务教育阶段的数学课程应突出体现、和，使数学教育面向全体学生，实现：

（7）评价的主要目的是为了全面了解学生的数学学习历程，激励学生的学习和改进教师的教学；应建立评价目标化、评价方

法化的评价体系，对学生的数学学习评价要关注学生数学学习的，更要关注他们的。

（8）初中数学新课程的四大学习领域

是、、、。

（9）《标准》中陈述课程目标的动词分两类。第一类，目标动词，第二类，数学活动水平的目标动词。

（10）学生的数学学习内容应当是、、容有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等数学活动。

（11）《义务教育数学课程标准》的基本理念指出：义务教育阶段的数学课程应突出体现、和，使数学教育面向全体学生，实现：；。

（12）学生是数学学习的，教师是数学学习的、与。

（13）《标准》中所陈述课程目标的动词分两类。第一类，知识与技能目标动词，包括、、、、第二类，数学活动水平的过程性目标动词，包括、、。

（14）数学教学活动必须建立在学生的认知教师应激发学生的学习积极性，向学生提供充分从事数学的机会，帮助他们在自主探索和的过程中真正理解和掌握数学知识技能、数学思想和方法，获得广泛的数学活动经验。

（15）《义务教育数学课程标准》的具体目标

是、、。

（16）“数与代数”的教学应遵循的原则

是、、、。

（17）初中数学新课程的四大学习领域

是、、、。

（18）《标准》中陈述课程目标的动词分两类。第一类，标动词，第二类，数学活动水平的目标动词。

（19）评价主体多样化是评价主体将、、、和社会评价结合起来，形成多方评价。

（20）确定中学数学教学目的的依据是，、。

（21）初中数学教学内容分为，，四个部分。

（22数学学习背景分析主要包

括。。

（23）老师的教学基本功表现

在，。

（24）学生的数学学习内容应当是、、的，这些内容有利于学生主动地进行观察、实验、猜测、验证、推理与交流等教学活动。

（25）新课程倡导的数学教学方

3）数学课堂教学基本技能训

练，，。（26《基础教育课程改革指导纲要》中三维课程目标

指。

（27）学生是数学学习的，教师是数学学习的、与。

（28）初中数学教学内容的六个核心概念是、、、、、。

（29中学数学教学常用方法，（30）数学教学基本功包

括，。

（31）知识与技能目标动词包

括，。（32数学课程的内容具有，、。

(33）教学设计主要包括以下几方面的内容，。

（34）数与代教内容主要包括。

（35）启发学生数学学习的关键有以下几个

词:，。

（36）合作学习小组一般应遵循，的原则。

（37）数学课程目标分为，、，四个具体目标。

（38《标准》的评价目标是为了促进发展及改进教学

（39）新课程倡导的学习方式是。

（40）初中数学内容的四大领域是，。

（41）探究学习要达到的三个基本目标。

（42）“课题学习”是一种具有、和学习活动。

（43创设教学情境的基本原则

有，。

(44）新课程教学内容的特点是

（45以学论教主要是从，，，六个方面对教师课堂教学进行评价。

（46常用的中学数学教学方法有、、等。

（47）建构主义教学模式有

（48）创设教学情境的基本原则

10.高考物理热学计算方法 篇十

常考的6个热学知识点

一、分子运动论

1.物质是由大量分子组成的

2.分子永不停息地做无规则热运动

(1)分子永不停息做无规则热运动的实验事实：扩散现象和布郎运动。

(2)布朗运动

布朗运动是悬浮在液体(或气体)中的固体微粒的无规则运动。布朗运动不是分子本身的运动，但它间接地反映了液体(气体)分子的无规则运动。

(3)实验中画出的布朗运动路线的折线，不是微粒运动的真实轨迹。

因为图中的每一段折线，是每隔30s时间观察到的微粒位置的连线，就是在这短短的30s内，小颗粒的运动也是极不规则的。

(4)布朗运动产生的原因

大量液体分子(或气体)永不停息地做无规则运动时，对悬浮在其中的微粒撞击作用的不平衡性是产生布朗运动的原因。简言之：液体(或气体)分子永不停息的无规则运动是产生布朗运动的原因。

(5)影响布朗运动激烈程度的因素

固体微粒越小，温度越高，固体微粒周围的液体分子运动越不规则，对微粒碰撞的不平衡性越强，布朗运动越激烈。

(6)能在液体(或气体)中做布朗运动的微粒都是很小的，一般数量级在10-6m，这种微粒肉眼是看不到的，必须借助于显微镜。

3.分子间存在着相互作用力

(1)分子间的引力和斥力同时存在，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。

分子间的引力和斥力只与分子间距离(相对位置)有关，与分子的运动状态无关。

(2)分子间的引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小，随分子间的距离r的减小而增大，但斥力的变化比引力的变化快。

(3)分子力F和距离r的关系如下图

4.物体的内能

(1)做热运动的分子具有的动能叫分子动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。

(2)由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。分子力做正功时分子势能减小;分子力作负功时分子势能增大。当r=r0即分子处于平衡位置时分子势能最小。不论r从r0增大还是减小，分子势能都将增大。如果以分子间距离为无穷远时分子势能为零，则分子势能随分子间距离而变的图象如上图。

(3)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。物体的内能跟物体的温度和体积及物质的量都有关系，定质量的理想气体的内能只跟温度有关。

(4)内能与机械能：运动形式不同，内能对应分子的热运动，机械能对于物体的机械运动。物体的内能和机械能在一定条件下可以相互转化。

二、固体

1.晶体和非晶体

(1)在外形上，晶体具有确定的几何形状，而非晶体则没有。

(2)在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。

(3)晶体具有确定的熔点，而非晶体没有确定的熔点。

(4)晶体和非晶体并不是绝对的，它们在一定条件下可以相互转化。例如把晶体硫加热熔化(温度不超过300℃)后再倒进冷水中，会变成柔软的非晶体硫，再过一段时间又会转化为晶体硫。

2.多晶体和单晶体

单个的晶体颗粒是单晶体，由单晶体杂乱无章地组合在一起是多晶体。多晶体具有各向同性。

3.晶体的各向异性及其微观解释

在物理性质上，晶体具有各向异性，而非晶体则是各向同性的。通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、光的折射性能等。晶体的各向异性是指晶体在不同方向上物理性质不同，也就是沿不同方向去测试晶体的物理性能时测量结果不同。需要注意的是，晶体具有各向异性，并不是说每一种晶体都能在各物理性质上都表现出各向异性。晶体内部结构的有规则性，在不同方向上物质微粒的排列情况不同导致晶体具有各向异性。

三、液体

1.液体的微观结构及物理特性

(1)从宏观看

因为液体介于气体和固体之间，所以液体既像固体具有一定的体积，不易压缩，又像气体没有形状，具有流动性。

(2)从微观看有如下特点

①液体分子密集在一起，具有体积不易压缩;

②分子间距接近固体分子，相互作用力很大;

③液体分子在很小的区域内有规则排列，此区域是暂时形成的，边界和大小随时改变，并且杂乱无章排列，因而液体表现出各向同性;

④液体分子的热运动虽然与固体分子类似，但无长期固定的平衡位置，可在液体中移动，因而显示出流动性，且扩散比固体快。

2.液体的表面张力

如果在液体表面任意画一条线，线两侧的液体之间的作用力是引力，它的作用是使液体面绷紧，所以叫液体的表面张力。

特别提醒：

(1)表面张力使液体自动收缩，由于有表面张力的作用，液体表面有收缩到最小的趋势，表面张力的方向跟液面相切。

(2)表面张力的形成原因是表面层(液体跟空气接触的一个薄层)中分子间距离大，分子间的相互作用表现为引力。

(3)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。

四、液晶

1.液晶的物理性质

液晶具有液体的流动性，又具有晶体的光学各向异性。

2.液晶分子的排列特点

液晶分子的位置无序使它像液体，但排列是有序使它像晶体。

3.液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷

液晶分子的排列是不稳定的，外界条件和微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等，都可以改变液晶的光学性质。

如计算器的显示屏，外加电压液晶由透明状态变为混浊状态。

五、气体

1.气体的状态参量

(1)温度：温度在宏观上表示物体的冷热程度;在微观上是分子平均动能的标志。

热力学温度是国际单位制中的基本量之一，符号T，单位K(开尔文);摄氏温度是导出单位，符号t，单位℃(摄氏度)。关系是t=T-T0，其中T0=273.15K两种温度间的关系可以表示为：T = t+273.15K和ΔT =Δt，要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。

0K是低温的极限，它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近，但永远不能达到。

气体分子速率分布曲线:

图像表示：拥有不同速率的气体分子在总分子数中所占的百分比。图像下面积可表示为分子总数。

特点：同一温度下，分子总呈“中间多两头少”的分布特点，即速率处中等的分子所占比例最大，速率特大特小的分子所占比例均比较小;温度越高，速率大的分子增多;曲线极大值处所对应的速率值向速率增大的方向移动，曲线将拉宽，高度降低，变得平坦。

(2)体积:气体总是充满它所在的容器，所以气体的体积总是等于盛装气体的容器的容积。

(3)压强:气体的压强是由于大量气体分子频繁碰撞器壁而产生的。

(4)气体压强的微观意义：大量做无规则热运动的气体分子对器壁频繁、持续地碰撞产生了气体的压强。单个分子碰撞器壁的冲力是短暂的，但是大量分子频繁地碰撞器壁，就对器壁产生持续、均匀的压力。所以从分子动理论的观点来看，气体的压强就是大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。

(5)决定气体压强大小的因素：

①微观因素：气体压强由气体分子的密集程度和平均动能决定：

A.气体分子的密集程度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多;

B.气体的温度升高，气体分子的平均动能变大，每个气体分子与器壁的碰撞(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就大;从另一方面讲，气体分子的平均速率大，在单位时间里撞击器壁的次数就多，累计冲力就大。

②宏观因素：气体的体积增大，分子的密集程度变小。在此情况下，如温度不变，气体压强减小;如温度降低，气体压强进一步减小;如温度升高，则气体压强可能不变，可能变化，由气体的体积变化和温度变化两个因素哪一个起主导地位来定。

2.气体实验定律

3.对气体实验定律的微观解释

(1)玻意耳定律的微观解释

一定质量的理想气体，分子的总数是一定的，在温度保持不变时，分子的平均动能保持不变，气体的体积减小到原来的几分之一，气体的密集程度就增大到原来的几倍，因此压强就增大到原来的几倍，反之亦然，所以气体的压强与体积成反比。

(2)查理定律的微观解释

一定质量的理想气体，说明气体总分子数N不变;气体体积V不变，则单位体积内的分子数不变;当气体温度升高时，说明分子的平均动能增大，则单位时间内跟器壁单位面积上碰撞的分子数增多，且每次碰撞器壁产生的平均冲力增大，因此气体压强p将增大。

(3)盖·吕萨克定律的微观解释

一定质量的理想气体，当温度升高时，气体分子的平均动能增大;要保持压强不变，必须减小单位体积内的分子个数，即增大气体的体积。

六、热力学定律

1.热力学第零定律(热平衡定律)：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡。

(1)做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说，做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化，功是内能转化的量度;而热传递是内能间的转移，热量是内能转移的量度。

(2)符号法则： 体积增大,气体对外做功，W为“一”;体积减小，外界对气体做功，W为“+”。气体从外界吸热,Q为“+”;气体对外界放热,Q为“一”。温度升高，内能增量DE是取“+”;温度降低,内能减少，DE取“一”。

(3)三种特殊情况：

l等温变化DE=0，即 W+Q=0

l绝热膨胀或压缩：Q=0即 W=DE

l 等容变化：W=0 ，Q=DE

(4)由图线讨论理想气体的功、热量和内能

3.热学第二定律

(1)第二类永动机不可能制成 (满足能量守恒定律，但违反热力学第二定律)

实质：涉及热现象(自然界中)的宏观过程都具有方向性,是不可逆的

(2)热传递方向表述(克劳修斯表述)：

不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化。(热传导有方向性)

(3)机械能与内能转化表述(开尔文表述)：

不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化。(机械能与内能转化具有方向性)。

4.热力学第三定律：热力学零度不可达到。

5.熵增加原理：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵是不会减少的。

11.大学物理热学部分小结 篇十一

通信工程4班

胡素奎

0706020415

个人学习总结：大学物理的热学部分还是相对不是太难的，因为与高中的物理关联很大，很多概念都是以前接触过的，但是没有深入研究，这已经给这部分的学习带来了极大的便利。如果说要有什么不同，主要那有如下几个方面：

1、研究方法的不一样：虽然很多内容是接触过的，但是重新学习的时候明显感觉到不一样的是研究方法，随着其他知识的累积，尤其是高数的引入，给物理的学习带来的极大的便利，特别是一些公式的推理过程让我们更好的了解公式的来由，更好的便于记忆和理解。

2、准确度的不同：在学习过程中，总有些以前的东西对推翻，因为要考虑的东西越来越多，微观的宏观的等压的等温的……这些都告诉我们要全面细致地学习，应用的知识越来越多，要把知识串成串。

3、学习方法的不同：大学阶段的物理学习和中学阶段的物理学习存在着很大的不同，课少了，作业也少了，但是仍然不能放松，毕竟在中学几乎每天都在学物理，所以现在的物理学习更需要自己的主动和认真。

以下是热学的一些知识点的总结

1.温度的概念与有关定义

1)温度是表征系统热平衡时的宏观状态的物理量。2)温标是温度的数值表示法。常用的一种温标是摄氏温标，用t表示，其单位为摄氏度（℃）。另一种是热力学温标，也叫开尔文温标，用T表示。它的国际单位制中的名称为开尔文，简称K。

热力学温标与摄氏温标之间的换算关系为：

T/K=273.15℃ + t 温度没有上限，却有下限。温度的下限是热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近于0 K，但永远不能到达0 K。

2.理想气体的微观模型与大量气体的统计模型。速度分布的特征。

1)为了从气体动理论的观点出发，探讨理想气体的宏观现象，需要建立理想气体的微观结构模型。可假设：

a气体分子的大小与气体分子之间的平均距离相比要小得多，因此可以忽略不计。可将理想气体分子看成质点。

b分子之间的相互作用力可以忽略。

c分子键的相互碰撞以及与器壁的碰撞可以看作完全弹性碰撞。

综上所述：理想气体分子可以被看作是自由的，无规则运动着的弹性质点群。

2）每个分子的运动遵从力学规律，而大量分子的热运动则遵从统计规律。统计规律告诉我们，可以听过对围观物理量求平均值的方法得到宏观物理量。气体的宏观参量（温度、压强等）是气体分子热运动的为管理的统计平均值。

3.理想气体状态方程与应用

当质量一定的气体处于平衡态时，其三个状态参数P、V、T并不相互独立，二十存在一定的关系，其表达式称为气体的状态方程f（P，V，T）= 0

最终得：标准状态：pVTpVmMpVTRT。此式称为理想气体的状态方程。

。R=8.31J·mol-1·K-1，称为摩尔气体常量。

设一定理想气体的分子质量为m0，分子数为N，并以NA表示阿伏伽德罗常数，可得：

pmRTMVNm0RTNAm0VNRVNAT

得：pnkT，为分子数密度，可谓玻耳玆曼常量，值为1.38×10-23J·K-1.这也是理想气体的状态方程，多用于计算气体的分子数密度，以及与它相关的其它物理量。

4、理想气体的压强与公式推导的思路

dFpdIdtinim0vixdtdSdt2dFdSm02i2nivix2pm0nvxpm0np23nv3k23n(12

m0v2)压强p是描述气体状态的宏观物理量。压强的微观意义是大量气体分子在单位时间内施予器壁单位面积上的平均冲量，离开了大量和平均的概念，压强就失去了意义。

5、速率分布函数的定义与应用。三个统计速率与应用。

1)f(v)limNNvv0dNNdv，f（v）称为速率分布函数。其物理意义为：速率v附近单位速率区间内的分子数与总分子数的比。或者说速率在v附近单位速率区间内的分子出现的概率。2)三个统计速率 a.平均速率

vdNv0N0vf(v)dv8kTm08RTM1.60RTM

b.方均根速率

v2vv2dNN20v2f(v)dvRTM3kTM

1.73C.最概然速率

与分布函数f(v)的极大值相对应的速率称为最概然速率，其物理意义为：在平衡态条件下，理想气体分子速率分布在v附近的单位速率区间内的分子数占气体总分子数的百分比最大。

pvp2kTm02RTM1.41RTM

6、真实气体的状态方程修正的两个因素。气体液化的规律

真实气体不能忽略分子固有体积和忽略除碰撞外的分子之间相互作用这两个因素。

7、能量均分定理与理想气体内能计算。

1)分子的平均平动动能在每一个平动自由度上分配了同样了相同的能量KT/2.称为能量均分定理，可表述为：在温度为T的平衡态下，物质分子的每个自由度都具有相同的平动动能，其值为

12kT。

2)设某种理想气体的分子有i个自由度，则1mol理想气体的内能为

ENA(i2kT)i2RT

i2RT质量为m，摩尔质量为M的理想气体的内能为E

mM

8、热力学第一定律与应用

系统从外界吸收热量Q，一部分用来改变内能，一部分用来对外做功，根据能量守恒定律：QEW，微分形式：dQdEdW。注意：

①Q、ΔE、W的符号规定。系统从外界吸热则Q＞0（为正），放热反之。内能增加ΔE＞0，内能减少反之。系统对外做功W＞0，外界对系统做功反之。

②热力学第一定律表明，不从外界吸收能量而使其永不停息地做功的机器不存在，即第一类永动机不可能制成。

9、平衡态与准静态过程

(1)平衡态

对于一个孤立系统而言，如果其宏观性质在经过充分长的时间后保持不不变，也就是系统的状态参量并不再随时间改变，则此时系统所处的状态称为平衡态。处于平衡态的热力学系统其内部无定向的粒子流动和能量的流动，系统的宏观性质不随时间改变，但组成系统的微观粒子处于永恒不停的运动之中，因此，平衡态实际上是热动平衡态，也是一种理想状态。绝对的平衡态是不存在的。

系统处于平衡态时具有以下特点：①由于气体分子的热运动和频率碰撞，系统各部分的密度、温度、压强等趋于均匀。②分子沿各个方向上运动的机会均等。(2)准静态过程

热力学系统从一个平衡态到另一个平衡态的转变过程中，每瞬时系统的中间态都无限接近于平衡态，则此过程为准静态过程。

准静态过程又称平衡过程，是一种理想化的抽象，实际过程只能接近准静态过程。

理想气体的准静态过程可以用p-v图上一条曲线表示，图上任一点对应一个平衡态，任意一条曲线对应于一个准静态过程。但图上无法表示非准静态过程。

10.气体比热容

在热量传递的某个微过程中，热力学系统吸收热量dQ，温度升高了dT，则定义

CdQdT，为系统在该过程中的热容。由于热容与系统的质量有关，因此把单位质量的热容称为比热容，记作c，其单位为J·K-1·㎏-1.设系统的质量为m，则有C=mc。

11、理想气体的定体摩尔热容量、定压摩尔热容量以及两者之间的关系。1)理想气体的定体摩尔热容

2）理想气体的定压摩尔热容

12.绝热过程的过程方程推导。在绝热过程中dQ=0，所以有ΔE+W=0，绝热过程中内能的变化与过程无关，则系统所做的功可以表示为

WQEmiM2R(T2T1)CV,mMmMm((dQdT)Vi2i2R

Cp,mdQdT)p(1)R

根据热力学其一定律，理想气体进行绝热膨胀的微过程可表示为

pdVmMmMCV,mdT

两边求微分并整理得

pdVVdpRdT

dppdVV0因为Cp,mCV,mR,Cp,m/CV,m,所以上式可改写为对上式积分得 pV

C1

13循环过程的特点，功热之间的关系。效率的定义与计算。卡诺循环的效率的证明与应用。

1)循环过程

循环过程指系统经历了一系列状态变化以后，又回到原来状态的过程。循环过程特点：

① 系统经历一循环后内能不变。

② 准静态过程构成的循环，在p-V图上可用一闭合曲线表示。循环过程沿顺时针方向进 ③ 系统对外所做的净功为正，这样的循环称为正循环。反之为逆循环。2）热机效率： WQ11Q2Q1

Q1表示循环过程中从外界吸收的总热量。Q2表示循环过程中从外界放出的总热量。w表示系统对外做的净功，WQ2WQ1Q2。

制冷系数：在一次循环中，制冷机从低温热源吸取的热量与外界做功之比，即

eQ2Q1Q2

3）卡诺循环：由两条等温线和两条绝热线所组成的过程称为卡诺循环。卡诺循环是一种理想循环。卡诺机工作在高温热源T1和低温热源T2之间。卡诺循环效率最高，卡诺循环的制冷系数e= T2／(T1-T2)

1T2/T1。卡诺循环指出了理论上提高热机效率的途径。由于T1≠∞，T2≠0，因此卡诺循环的效率永远小于1.14、可逆过程与不可逆过程

（1）可逆过程与不可逆过程

如果一个系统从某一状态经过一个过程到达另一个状态，并且一般在系统状态变化的同时对外界会产生影响，而若存在另一过程，使系统逆向重复原过程的每一状态而回到原来的状态，并同时消除了原过程对外界引起的一切影响，则原来的过程称为可逆过程。反之，如果系统不能重复原过程每一状态回复到初态，或者虽然可以复原，但不能消除原过程在外界产生的影响，这样的过程称为不可逆过程。

15、热力学第二定律：（1）经典叙述；（2）第二定律的实质；（3）第二定律的微观意义；（4）第二定律的统计意义；（5）热力学第二定律的数学公式；

（1）

热力学定律的两种表述



开尔文表述：不可能制成这样一种热机，它只从单一热源吸取热量，并将其完全转变为有用的功而不产生其他影响。



克劳修斯表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。

（2）热力学第二定律的实质是一切自然过程都是不可逆的。

（3）热力学第二定律的统计意义

一个孤立系统内部发生的过程，总是由包含微观状态数少的宏观状态向包含微观状态数多的宏观状态的方向进行，即由热力学几率少的宏观态向热力学几率大的宏观态进行。

（4）热力学第二定律的微观意义

一切自然过程总是沿着无序性增大的方向进行

（5）热力学第二定律的数学表达式 ΔS≥0

熵与热力学概率，熵的计算方法；熵增加原理 1)熵是组成系统的微观粒子的无序性的量度。

熵既然是为了描述过程的不可逆过程性而引入的，那么它应该与宏观态所包含的微观态数目有关，波尔兹曼关系式：S=k㏑Ω，其中Ω为热力学概率。2)波尔兹曼关系式：S=k㏑Ω

12.小学语文课程标准考试试题 篇十二

一、填空。（40分，每空2分）

1、语文课程的基本特点是（）和（）的统一。

2、语文课程总目标第五条是“能主动进行（）学习，在（）中学习，运用语文。

3、语文课程资源包括（）资源和（）资源。

4、语文教学应在师生（）的过程中进行。

5、（）是阅读和写作的基础，是1——2年级的教学重点。

6、阅读教学的重点是培养学生具有（）、（）、欣赏和评价的能力。

7、写作是运用语言文字进行（）和（）的重要方式，写作能力是（）的综合体现。

8、1——4年级从（）、（）入手，是为了降低起始段的难度，重在培养学生的写作（）和（）。

9、突出语文课程评价的整体性和综合性，要从（）、（）、（）几方面进行评价，以全面考察学生的语文素养。

二、判断。（20分，每小题4分，正确的在括号里打对号，错的打×）

1、语文能力是学生学好其他课 的基础，也是学生全面发展和终身发展的基础。（）

3、学生是语文学习的主人，教师是学习活动的组织者和引导者。（）

4、识字与写字的要求相同，1——2年级要多认多写。（）

5、阅读教学是学生、教师、文本之间对话的过程。（）

6、综合性学习应强调独立进行，培养学生策划、组织、协调和实施的能力。（）

三、选择。（20分，将正确答案的序号填入横线上）

1、课程目标根据知识和能力、过程和方法、情感态度和价值观三个维度设计，三个方面相互渗透，融为一体，注重（）的整体提高。

A、语文知识B、语文能力C、语文素养

2、（）是语文学习和发展的主体。

A、学生B、教师C、学生和教师

3、阅读是学生的（）行为，不应以教师的分析来代替学生 的阅读实践。

A、个性化B、整体化C、综合化

4、语文教育必须在课程目标和内容、教学观念和（）、评价目的和方法等方面进行系统的改革。

A、学习态度B、学习方式C、学习目的四、简答。（20分）

语文课程的基本理念是什么？

答：

1、全面提高学生的语文素养。

2、正确把握语文教育的特点。

3、积极倡导自主、合作、探究的学习方式。

4、努力建设开放而有力的语文课程。

语文测试卷二

一、填空。

1、语文课程应致力于学生（）的形成与发展，语文课程的（）功能和（）作用，决定于它在九年义务教育阶段的重要地位。

2、（）整体设计，课程标准在“总目标”之下，按四个学段，分别提出阶段目标，体现语文课程的（）和（）性。

3、汉语拼音教学尽可能有趣味性，应该以（）和（为主，与学说普通话，识字教学相结合。

4、各个学段的阅读教学都要重视（）和（）。加强对阅读方法的指导，让学生逐步学会精读、略读和游览。

5、口语交际是听与说双方的（）过程。教学活动主要应在具体的交际情境中进行。

6、能用普通话（）、（）、（）地朗读课文，是朗读的总要求。评价学生的朗读，可以（）、（）和（）等方面进行综合考察，还应注意考察对内容的理解和文体的把握。

7、综合性学习的评价应着重考察学生的（）精神和（）意识。

8、语文课程总目标第四条提出“在发展语言能力的同时，发展（）能力，激发想像力和创造潜能。”

二、判断。

1、陶行知：“社会即学校”的基本观点是反指学校要与社会统一，把社会办成一个大学校，要求学校与社会建立密切联系，打破学校在时间和空间与社会隔绝的状况。（）

2、陶行知的“教学做合一”的观点是说教学做三者是不可分割的，做是教与学的中心。（）

3、陶行知的“六大解放思想”的内涵是：解放儿童的双眼，解放儿童的大脑，解放儿童的双手，解放儿童的嘴，解放儿童的空间，解放儿童的思想。（）

4、“爱满天下”是陶行知奉行的格言，也是他在教师对待学生的师德方面所提倡的师德规范。“师爱”是陶行知师德思想的核心。（）

5、亲历性、真实性是教育叙事的基本品格。（）

6、案例是含有问题或疑难情境在内的典型性事件或故事，把这些事件或故事记录下来，加上作者的反思或感悟，就是案例研究。（）

7、苏霍姆林斯基在论课堂教学时提出的分层教学是说把一个班学生明显划分为不同学习水平的学生，让学生都知道自己在哪一个层次中。（）

8、苏霍姆林斯基说：关于学习困难学生的教育，不要靠补课，也不要靠没完没了的“拉一把”，而要靠阅读、阅读、再阅读、请记住，儿童的学习越困难，他就应当更多地阅读。（）

9、加德纳提出每个人至少有五种智能。（）

10、每节课中应同时应用加德纳的全部智能来教，并同时训练全部智能。（）

三、选择。（把正确的序号填在括号中）

1、陶行知的“生活即教育理论”的核心观点是（）

（1）活即教育（2）社会即学校（3）教学做合一

2、陶行知创造教育的目标是（）

（1）养创造性人才与真善美的人（2）培养全面发展的人与创造性人才

3、陶行知实施创造教育的条件中（）是最利于创造力发挥的首要条件。

（1）因材施教；（2）实践与思考；（3）民主化；（4）教师要有创新意识和能力。

4、（②）是我们实施素质教育的核心点，也是我们本次新课程改革的主要目标。

（1）探究精神和合作能力；（2）创新精神和实践能力；

（3）自主意识和探究精神；（4）合作能力和创新精神；

5、苏霍姆林斯基主要的教育思想是（）

（1）建构主义理论；（2）全面和谐发展的教育目的论；

（3）多元智能理论；

6、所谓“自我反思”是指（）

（1）是教师作为专业人员之间的交往、互助与合作；

（2）是研究者以叙事、讲故事的方式，表达对教育的理解和解释；

（3）是指教师把自己日常所从事的教育教学活动作为思考和研究对象；

7、校本教研的核心要素是（）

（1）自我反思、同伴互助和专家引领；

（2）教育叙事、同伴互助和专家引领；

（3）案例、自我反思和同伴互助；

8、为了提高学生的记忆力，训练学生的思维，培养学生分析、思考、探究问题的能力和独立学习的能力、苏霍姆林斯基创造了（）等教学方法。

（1）记忆法、思维法和研究性学习方法；

（2）观察法、思维法和探险性学习方法；

（3）复习法、检测法和研究性学习方法；

9、（）是多元智能理论确立的直接教学目标。

（1）深刻理解并学以致用；（2）培养全面发展的人

（3）让学生掌握知识、提高能力；

10、建构主义理论中阐述学习的四大要素是（）

（1）理解、记忆、协作、交流；

（2）情境、协作、交流和意义建构；

（3）自主、合作、探究、记忆；

四、简述题。

1、你是怎样全面提高学生语文素养的？

答：九年义务教育阶段的语文课程，必须面向全体学生，使学生获得基本的语文素养。语文课程应培育学生热爱祖国语文的思想感情，指导学生正确地理解和运用祖国语文，丰富语言的积累，培养语感，发展思维，使他们具用适应实际需要的训字写字能力、阅读能力、写作能力、口语交际能力。语文课程还应重视提高学生的品德修养和审美情趣，使他们逐步形成良好的个性和健全的人格，促进德、智、体、美的和谐发展。

2、你在教学中是怎样发挥师生双方的主动性和创造性的？

答：语文教学应在师生平等对话的过程中进行。

学生是语文学习的主人。语文教学应激发学生的学习兴趣，注重培养学生自主学习的意识和习惯，为学生创设良好的自主学习情境，尊重学生的个体差异，鼓励学生选择适合自己的学习方式。

13.冶金传热 篇十三

热动0902班 黄炜翔指导老师：日期：2010 9 1

2摘要：热传递现象无时无处不在，它的影响几乎遍及现代所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。可以说除了极个别的情况以外，很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域，像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识，而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果，并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上，传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。现在，本人就介绍一下传热学在冶金上的应用。

关键字：有色冶金 黑色冶金 冶金传热设备

一． 冶金的概念及冶金方法的分类

冶金是研究由矿石或其它含金属原料中提取金属的一门科学。冶金科学通常可以分为黑色冶金和有色金属冶金。前者包括生铁，刚和铁合金(如铬铁，锰铁等)的生产；后者包括其余所有各种金属的生产。

作为冶金原料中的矿石（或精矿），其中除含有所要的提取的金属矿物外，还含有伴生金属矿物以及大量的无用脉络矿石。冶金的任务就是把所要提取的金属从成分复杂的矿物集合物中分离出来并加以提纯，这种分离和提纯过程往往都不能一次完成，需要进行多次。一般来说，冶金过程包括：预备处理，熔炼和精炼三个循序渐进的作业过程。

在现代冶金中，由于矿石（或精矿）的性质和成分，能源，环境保护以及技术条件等情况的不同，故实现上述冶金作业的工艺流程和方法是多种多样的，根据各种方法的特点，大体是可以将其归纳为三类：火法冶金，湿法冶金和电冶金。

1.火法冶金

火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列的物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其它杂质的分离的目的。实现火法冶金过程所需要热能，通常是依靠燃料来供给，也有依靠过程中的化学反应来供给的，比如，硫化矿的氧化焙烧和熔炼就无需由燃烧供热；金属热还原过程也自然是自热进行的。

火法冶金包括：干燥、焙解、焙烧、熔炼、精炼、蒸馏等过程。

2.湿法冶金

湿法冶金是溶液中进行的冶金过程。湿法冶金的温度不高，一般低于100℃，现代湿法冶金中的高温高压过程，温度也不高股票200℃左右，极个别情况温度可以达到300℃。湿法冶金包括：浸出、净化、制备金属等过程。

浸出用适当的溶剂处理矿石或精矿，使要提取的金属成某种离子（阳离子后络阴离子）形态进入溶液，而脉石及其它杂质则不溶解，这样的程序叫浸出。浸出后经沉清和过滤，得到含金属（离子）的浸出液和由脉石矿物组成的不容残渣（浸出渣）。对某些难浸出的矿石或精矿，在浸出前常常需要进行预备处理，使被提取的金属转变为易于浸出的某种化合物或盐类。例如，转变为可溶性的硫酸盐而进行的硫酸化焙烧等，都是常用的预备处理方法。净化在浸出过程中，常常有部分金属或非金属杂质与被提取金属一道进入溶液，从溶液中除去这些杂质的过程叫做净化。

制备金属用置换、还原、电积等方法从净化液中将金属提取出来的过程。

3.电冶金

电冶金是利用电能提取金属的方法。根据利用电效能的不同，电冶金又分为电热冶金和

电化冶金。

电热冶金是利用电能转变为热能进行冶炼的方法。在电热冶金中，按其物理化学变化的实质来说，与火法冶金过程的差别不大，两者的主要区别只是冶炼时的来源不同。

电化冶金（电解和电积）是利用化学反应，使金属从含金属盐类的溶液或熔体种析出。前者称为溶液电解，如铜的的电解精炼和锌的电积,可列入湿法冶金一类；后者称为熔盐电解，不仅利用电能的化学反应，而且也利用了电能转化为热能，借以加热金属盐类使之成为熔体，故也可以列入火法冶金一类。

从矿石后精矿石中提取金属的生产工艺流程，比如，硫化铜的火法冶炼，最后还需要有湿法电解精炼过程；而在湿法炼锌中，硫化锌还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。

二． 冶金设备

冶金的设备包括散料输送设备、流体输送设备、冶金传热设设备、混合语搅拌装置、古液分离设备、萃取与离子交换设备、蒸发也结晶设备、电解与电积设备、冶金燃烧装置、焙烧与烧结设备、熔炼设备、烟气收尘与净化设备。冶金过程的顺利进行，是通过上述设备的协同作用，共同完成的。下面我就来介绍几种上述设备，重点讲解传热设备在冶金当中的作用。

1.散料输送设备

金属矿物在进入冶金过程处理之前，都必须进过一系列物理准备过程和化学准备过程。物料经过这些准备处理符合冶金过程的要求后，才能进入冶金炉或其它反应装置，以确保冶金过程正常进行，生产出合格的冶金产品。散料输送设备在冶金生产的整个过程中起着重要的作用，它是实现现代化、自动化连续生产的必要条件之一。

2.流体输送设备

液体和气体都表现出易于变形和流动的性质，统称为流体。冶金工程种普遍遇到流体输送的情况与大多数的提取和精炼过程有着密切的联系。例如湿法冶金中溶液及矿浆的输送、储槽中液位高度的确定、管路的设计计算、火法冶金中炉子的供风与水冷装置、炉内气体流动规律、烟道中烟气的流动阻力及烟道的设计、流态化反应器床层阻力的计算等，都与流体的流动有关。流体输送冶金过程的优化和控制都具有重要的意义。

3.混合与搅拌设备

在冶金反应器中应力器内成分和温度均匀，以提高反应速率和反应效率，在实践中，要实现器内液体混合均匀时不可能的，只能采取工艺措施尽可能地缩短混合均匀时间。用各种方式加强液体搅拌是达到此目的的唯一途径。另外，在金属液烧注，特别是钢的连铸过程中，对钢液的搅拌有利于促进凝固传热和提高铸坯质量，总之，混合和搅拌设备在冶金上起着极为重要的作用。

4.固液分离设备

若物系内部各处物质均匀且不存在相界面，则称其为均相混合物或均相物系，溶液及混合气体都是均想混合物。由具有不同物理性质的分散物质和连续介质组成的物系称为非均相混合物系。在非均相混合物系中，处于分散状态的物质，如分散于流体中的固体颗粒、液滴或气泡，称为分散物质或分散相；包围分散物质且处于连续状态的物质称为连续介质或连续相。冶金及其化工过程中常常涉及固体及固体颗粒和液体组成的液态非均相物系。液体为连续相，固体为分散相，这种固体颗粒悬浮于液体中所组成的系统称为悬浮液。固液分离设备就负责这些悬浮液中固液体的分离。

5.萃取与离子交换设备

溶液萃取用于湿法冶炼，在稀土金属和稀有金属的提取中占有极为重要的位置，用萃取法来提取铟、铊、铼等金属，高效节能，总之，溶剂萃取是湿法冶金中的应用进展很快，萃取设备也在冶金中咱重要地位。

离子交换设备室用于水溶液的分离、提取较稀溶液的设备。在溶液中低浓度的溶质的分离、提纯都需要利用到离子交换设备，可见，离子交换设备在冶金领域中发挥着日益重要多作用。

6.蒸发和结晶设备

蒸发设备通过加热溶液移出蒸汽，从而获得较高物质浓度。结晶设备则是从溶液、蒸汽或熔融物质中析出晶体所要利用到的设备。

7.电解和电积设备

电解设备是用于火法冶金工艺提出有色金属，而电积设备则是用于湿法冶金中，使得金属离子在阴极析出的设备。

8.冶金的传热设备

很多冶金的化学反应都需要控制在一定温度下进行，为了维持所要求的温度，物料在进入反应器之前往往需要预热或冷却；在冶金进程中，由于反应本身需吸收或放出热量，又要及时补充或移走热量。如闪速炼钢过程，为了强化熔炼反应，需将富氧气预热至500℃以上；又如硫化锌精矿的流态化焙烧过程，由于反应放出大量的热，炉子外面需设置冷却水套，及时移走多余的热量。此外，还有一些过程虽然没有化学反应发生，但仍需维持在一定的温度下进行，如干燥和结晶，蒸发与热流体的输送等，都直接或间接与传热油关。冶金反应多数素要传热才能完成，冶金传热设备有自己的特点。下面本人就来具体介绍一下传热在冶金上的应用。

A.冶金过程换热的方式

冶金的传热过程是靠各种传热设备来进行的，特殊情况下还要借载热体来输送热量。基本的换热方式主要有一下三种：

（1）间隔是换热：高温流体与低温流体在间壁的一侧，通过流体的对策、器壁的传导综合传热。套管式、列管式、板式和特殊形式的换热器都属于这一类。

(2)间接接触换热：热流体和冷流体直接混合，传质、传热同时进行，不需要传热面。在工业上常用的凉水塔、喷洒式冷却塔、混合冷凝器都属于这一类。

（3）蓄热是换热：讲高温气体通过热容量大的蓄热室，再使冷气体进入该蓄热室吸收热量，冷气体逐渐被加热。这种设备常用在大量余热的冶金、石油等工业上。

B载热体

被加热的物料如果不适合与热源直接接触，可通过中间介质进行加热。被加热的介质把热量传递给需要加热的物料，这种介质称为载热体。常用的载热体为水蒸气、有机载热体、熔盐载热体及液态金属等，其中水蒸气在冶金工程过程中最常用。

（1）直接蒸汽加热：把蒸汽直接通入待加热的物料，设备简单，操作易行；但是加热的结果是物料会被稀释。只有工艺允许，才能使用这种方法。这种加热方法无需特殊设备，只要将有孔的蒸汽喷嘴插入被加热物料中即可。在入口管路应该装有单向阀门，以防止在蒸汽管路压强降低时，被加热物料吸入蒸汽管路中。

（2）间接蒸汽加热：多数加热过程不适于蒸汽直接加热，而需要用间壁式的热交换器通过蒸汽进行间接加热。加热蒸汽冷凝式放出潜热，成为冷凝水而排出，有时冷凝水还可以降到更低的温度以放出更多的热量。

C 换热器的类型

根据结构形状，换热器可以分为蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器、板式换热器、夹套是换热器特殊式换热器。根据用途可以分为加热器、冷却器、预热器、冷凝器和再沸器等。按材料可以分为金属材料和非金属材料换热器。

现在介绍一下冶金工业中常用的热风炉，热风炉是一种蓄热式换热器。热风炉供给高炉的热量约占炼铁耗热的1∕4。目前的风温水平一般为1000∽1200℃，高的为1250∽1350℃，最高的可达1450∽1550℃。高温风是高炉最廉价、利用率最高的能源，风温每提高100℃，约降低焦比4%∽7%，提高产量2%。

热风炉的主要作用是把鼓风加热到高炉要求的温度，是一种按蓄热的原理工作的热交换器。蓄热是热风炉是循环周期工作的，它的一个循环周期可以分为燃烧阶段和送风阶段。热风炉的分类

1.内燃式热风炉

内燃式热风炉包括燃烧室、蓄热室两大部分，并由炉基、炉底、炉衬、炉箅子、支柱等构成。

2.外然式热风炉

外然式热风炉是由内燃式热风炉演变而来的。它的燃烧室设于蓄热室之外，二者在两个室的顶部以一定的方式连接起来。

外然式热风炉的优点是，取消了燃烧室和蓄热室的隔墙，使燃烧室和蓄热室各自独立，从根本上解决了温差、压差造成的砌体破坏。由于圆柱形砖墙和蓄热室的断面得到了充分利用，与内燃式比起来，在相同的加热条件下，外然式热风炉与砌墙直径都较小，故结构稳定。此外，它受热均匀，结构上都有单独膨胀的可行性，稳定性大大提高。由于两室都做成圆形断面，炉内气流分布均匀，有利于燃烧和热交换。

3顶燃式热风炉

所谓顶燃式热风炉，就是只燃烧器安装在热风炉炉顶，在拱顶空间燃烧，不需要专门的燃烧室，又称无燃烧式热风炉。

顶燃式热风炉对比外然式热风炉，有不少优点：

a． 投资小，可节省大量的钢材和耐火材料。

b． 拱顶结构简单，而且均匀对称，对于砖的制造和施工都有利

c． 砌砖结构简单，可节省大量的异形砖，对于砖的制造和施工都有利。

d． 钢结构简单，可以避免应力集中，因而可以避免或减少晶间应力腐蚀可能性。

3.球式热风炉

球式热风炉是用自然堆积的耐火小钱代替格子砖。它蓄热多，有较大的热交换能力，热效率较高，易于获得高风湿。此外，球式热风炉加热面积大，热交换好，风温高，体积小，节省材料，节约投资，施工方便，建设周期短。

总结：无论是有色冶金还是黑色冶金，无论是火法，湿法还是电解法冶金，都只有各种冶金设备的共同作用下才可以完成。其中，传热设备起着及其关键多作用，如果没有先进的传热设备的帮助，冶金工业不可能有今天的成绩，更不会有长足的发展。

参考文献：?冶金设备?