牛顿传热定律公式有:
1. 传热速率方程式:Q = αFΔT,表示在单位时间内通过单位面积传递的热量。
2. 傅立叶定律:热流密度 J = - α × 面积,表示热流密度与温度梯度成正比,与面积成正比。
此外,还有斯忒藩-玻尔兹曼定律和兰金定理等传热学中的重要公式与牛顿传热定律密切相关。
牛顿传热定律公式为:Q = αΔT,其中Q为热量,α为传热系数,ΔT为温度变化。下面给出一个例题,用于说明如何应用牛顿传热定律公式。
假设在一个封闭的房间里,有一个铜质加热器和一个铝质散热器,它们之间用一段均匀的铜管连接。房间内的空气初始温度为30℃,加热器温度为200℃。已知铜的导热系数为380 W/m·K,空气的导热系数为0.025 W/m·K。求加热器工作1小时后,房间内空气的温度变化。
解:
1. 首先,我们需要确定传热过程中的几个量:
α = 380 W/m·K (铜导热系数)
ρ = 1.2 kg/m³ (空气密度)
c = 1.0 J/(kg·K) (空气比热容)
ΔT = 30℃ - 273℃ (初始温度与环境温度之差)
t = 1小时 = 3600秒
2. 根据牛顿传热定律公式Q = αΔT,可计算热量Q:
Q = αΔT = 380 W/m·K × (273℃ - 30℃) × 1m³ = 9660 J
3. 加热器工作1小时后,房间内空气的温度变化ΔT为:
ΔT = (t₁ - t₀) = (373℃ - 360℃) = 13℃
所以,加热器工作1小时后,房间内空气的温度变化为13℃。
这个例子展示了如何应用牛顿传热定律公式来计算热量和温度变化。在实际应用中,可以根据具体情况调整参数,例如传热系数、导热系数、比热容等,以得到更准确的结果。