题目
【热传导】在一维稳态多层平壁热传导时,各层的温度差正比于各层的__________。A. 导热系数B. 密度C. 热阻D. 传热面积
【热传导】在一维稳态多层平壁热传导时,各层的温度差正比于各层的__________。
A. 导热系数
B. 密度
C. 热阻
D. 传热面积
题目解答
答案
C. 热阻
解析
考查要点:本题主要考查多层平壁一维稳态热传导中的温度分布规律,重点理解热阻叠加原理及其与温度差的关系。
解题核心思路:
在多层平壁热传导中,热流密度连续性(各层热流密度相等)是关键。根据热阻定义,总热阻为各层热阻之和,而温度差与热阻成正比,因此需明确各层热阻的计算公式及温度差的分配规律。
破题关键点:
- 热流密度相等:稳态条件下,各层的热流密度$q$相同。
- 温度差公式:每层的温度差$\Delta T_i = q \cdot R_i$,其中$R_i$为该层热阻。
- 热阻叠加:总温度差$\Delta T_{\text{总}} = \sum \Delta T_i = q \cdot \sum R_i$,故各层温度差正比于各自的热阻。
在一维稳态多层平壁热传导中,热量传递满足以下关系:
- 热流密度连续性:各层的热流密度$q$相等,即$q = \frac{\Delta Q}{\Delta t} = \frac{kA \cdot \Delta T}{\delta}$。
- 热阻叠加原理:总热阻$R_{\text{总}} = \sum R_i = \sum \frac{\delta_i}{k_i A}$,其中$R_i$为第$i$层的热阻。
- 温度差分配:每层的温度差$\Delta T_i = q \cdot R_i$,因此温度差与热阻成正比。
选项分析:
- A. 导热系数:导热系数$k$是热阻的倒数因子,温度差与$k$成反比,排除。
- B. 密度:密度与热传导无直接关系,排除。
- C. 热阻:由$\Delta T_i = q \cdot R_i$可知,温度差正比于热阻,正确。
- D. 传热面积:传热面积$A$是热阻的分母因子,温度差与$A$成反比,排除。