题目
三层圆筒壁稳态热传导过程,第三层(最外层)材料的热导率(导热系数)小于第二层(中间层)的热导率,且第三层与第二层厚度相同。在其它条件不变时,若将第二层和第三层的材质互换,则导热量将( )、第二层和第三层的界面温度将( )。正确答案为 。A. 增大,减小B. 减小,减小C. 增大,不变D. 减小,增大
三层圆筒壁稳态热传导过程,第三层(最外层)材料的热导率(导热系数)小于第二层(中间层)的热导率,且第三层与第二层厚度相同。在其它条件不变时,若将第二层和第三层的材质互换,则导热量将( )、第二层和第三层的界面温度将( )。正确答案为 。
A. 增大,减小
B. 减小,减小
C. 增大,不变
D. 减小,增大
题目解答
答案
B. 减小,减小
解析
步骤 1:理解热传导过程
在稳态热传导过程中,热流通过圆筒壁的传导量与热导率、厚度和温度差有关。热导率越大,热传导量越大;厚度越大,热传导量越小;温度差越大,热传导量越大。
步骤 2:分析互换材料的影响
假设第二层的热导率为 \( k_2 \),第三层的热导率为 \( k_3 \),且 \( k_2 > k_3 \)。互换材料后,第二层的热导率变为 \( k_3 \),第三层的热导率变为 \( k_2 \)。由于热导率与热传导量成正比,因此第二层的热导率减小,第三层的热导率增大,导致热传导量减小。
步骤 3:分析界面温度变化
由于第二层的热导率减小,热传导量减小,因此第二层和第三层的界面温度将减小。这是因为热传导量减小,导致第二层的温度下降,从而影响第三层的温度。
在稳态热传导过程中,热流通过圆筒壁的传导量与热导率、厚度和温度差有关。热导率越大,热传导量越大;厚度越大,热传导量越小;温度差越大,热传导量越大。
步骤 2:分析互换材料的影响
假设第二层的热导率为 \( k_2 \),第三层的热导率为 \( k_3 \),且 \( k_2 > k_3 \)。互换材料后,第二层的热导率变为 \( k_3 \),第三层的热导率变为 \( k_2 \)。由于热导率与热传导量成正比,因此第二层的热导率减小,第三层的热导率增大,导致热传导量减小。
步骤 3:分析界面温度变化
由于第二层的热导率减小,热传导量减小,因此第二层和第三层的界面温度将减小。这是因为热传导量减小,导致第二层的温度下降,从而影响第三层的温度。