是誰偷了水的熱?-傳導、對流、輻射

科展類別
臺灣國際科展
屆次
2004年
科別
物理科
學校名稱
高雄市立五福國民中學
指導老師
黃慧龍、林素華
作者
蘇培豪

摘要或動機

在研究水的降溫過程中,經由探討得知散熱速率與溫度有關,而根據理化課本第五章的觀念,熱量的傳遞共分為傳導、對流及輻射三種方式,因此我們根據原理歸納出,散熱速率和溫度的關係式為R(T) = K1T+K2T4-K0(詳見P.11)。接下來,我們從散熱速率對溫度的關係曲線,找出K1、K2及K0,以探討環境條件不同時,熱量傳遞方式所產生的變化。



從實驗結果我們發現,水量越少降溫速率越快,但實際上,水量少傳導和輻射的散熱面積也較小,傳導和輻射散熱的速率隨之降低,因此散熱速率反而較低。此外,我們根據降溫速率、散熱速率和溫度的關係圖及K1、K2
的變化,探討容器厚度、空氣流速、溶液與燒杯外壁顏色不同時,散熱速率的變化,並分析在不同的條件狀態下,熱量傳遞方式的改變。最後,藉由乙醇比熱之測量,進一步驗證所推導的公式。

In the research of cooling down in temperature of water, we realized that the speed
of radiation relates to temperature. According to the concept in chapter 5 of Physics,
the conveyance of thermal can be divided into three ways which are Conduction, Convection,
and Radiation. Therefore, we can conclude the relationship between radiation speed
and temperature as R(T) = K1T+K2T4-K0 (see chapter 11). We can find K1, K2 and K0

from the relation curve of radiation speed and temperature to probe into the changes
of different thermal conveyances under different environmental condition.



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