题目
通过三层平壁的稳态热传导过程,各层界面接触均匀,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃,则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为( )A. R1> (R2+R3)B. R1C. R1= (R2+R3)D. 无法确定
通过三层平壁的稳态热传导过程,各层界面接触均匀,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃,则第一层热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小关系为( )
A. R1> (R2+R3)
B. R1< (R2+R3)
C. R1= (R2+R3)
D. 无法确定
题目解答
答案
C. R1= (R2+R3)
解析
步骤 1:理解热传导过程
在稳态热传导过程中,热量通过各层平壁从高温侧传递到低温侧。热阻是描述热传导过程中热量传递阻力的物理量,它与材料的热导率、厚度和面积有关。
步骤 2:计算热阻
热阻R与材料的热导率λ、厚度δ和面积A的关系为:R = δ / (λA)。在稳态热传导过程中,通过各层的热流量Q是相同的,即Q = ΔT / R,其中ΔT是温度差,R是热阻。
步骤 3:分析热阻关系
根据题目,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃。因此,第一层的温度差为120℃ - 80℃ = 40℃,第二层和第三层的温度差为80℃ - 40℃ = 40℃。由于热流量Q是相同的,所以第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的总和相等,即R1 = R2 + R3。
在稳态热传导过程中,热量通过各层平壁从高温侧传递到低温侧。热阻是描述热传导过程中热量传递阻力的物理量,它与材料的热导率、厚度和面积有关。
步骤 2:计算热阻
热阻R与材料的热导率λ、厚度δ和面积A的关系为:R = δ / (λA)。在稳态热传导过程中,通过各层的热流量Q是相同的,即Q = ΔT / R,其中ΔT是温度差,R是热阻。
步骤 3:分析热阻关系
根据题目,第一层两侧面温度分别为120℃和80℃,第三层外表面温度为40℃。因此,第一层的温度差为120℃ - 80℃ = 40℃,第二层和第三层的温度差为80℃ - 40℃ = 40℃。由于热流量Q是相同的,所以第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的总和相等,即R1 = R2 + R3。