题目
()定律是描述热传导的基本定律,其数学表达式为(),式中负号表示热流方向和温度梯度方向()
()定律是描述热传导的基本定律,其数学表达式为(),式中负号表示热流方向和温度梯度方向()
题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查对热传导基本定律的掌握,包括定律名称、数学表达式及其物理意义的理解。
解题核心思路:
- 定律名称:需明确热传导的基本定律是傅立叶定律。
- 数学表达式:需准确写出热流密度与温度梯度的关系式,注意符号和物理量的含义。
- 负号意义:需理解负号表示热流方向与温度梯度方向相反。
破题关键点:
- 回忆热传导基本概念,傅立叶定律是唯一描述热传导的宏观定律。
- 温度梯度方向为温度升高的方向,而热流方向始终与之相反,这是负号的物理意义。
第一空:定律名称
热传导的基本定律由傅立叶提出,称为傅立叶定律。该定律定量描述了热流密度与温度梯度的关系。
第二空:数学表达式
傅立叶定律的数学表达式为:
$Q = -kA \dfrac{dT}{dy}$
其中:
- $Q$ 是单位时间内通过某一截面的热量(热流);
- $k$ 是材料的导热系数;
- $A$ 是截面积;
- $\dfrac{dT}{dy}$ 是温度梯度(温度随空间的变化率);
- 负号表示热流方向与温度梯度方向相反。
第三空:负号的意义
负号表明热流方向始终与温度梯度方向相反。温度梯度方向指向温度升高的方向,而热流方向是从高温到低温,因此两者方向相反。