导热过程的傅里叶定律对于下列哪种材料中不适用()。
A 、钢铁生铁块
B 、树木原材料
C 、煅烧前的干泥砖
D 、锻打后的金属
【正确答案:B】
导热过程的傅里叶定律适用于各向同性材料,如ACD三项。而树木原材料沿不同方向的导热系数不同,树木原材料沿纤维方向导热系数的数值比垂直纤维方向的数值高1倍,为各向异性材料。
只适用于各向同性物体的导热。
对于各向同性物体,傅里叶定律表达式为q=-IgradZ=-2—ndn傅里叶定律表明,导热热流密度的大小与温度梯度的绝对值成正比,其方向与温度梯度的方向相反。因此傅里叶定律只适用于各向同性物体的导热,而不适用于各向异性物体的导热。
傅立叶定律是传热学中的一个基本定律。傅里叶定律的文字表述:在导热现象中,单位时间内通过给定截面的热量,正比例于垂直于该界面方向上的温度变化率和截面面积。
傅立叶定律是法国著名科学家傅立叶在1822年提出的一条热力学定律。该定律指在导热过程中,单位时间内通过给定截面的导热量,正比于垂直于该截面方向上的温度变化率和截面面积,而热量传递的方向则与温度升高的方向相反。
近代的观点把这种能量传输归因于原子运动导致的晶格波造成的。在非导体中,能量传输只依靠晶格波进行;在导体中(比如 银、铁),除了晶格波还有自由电子的平移运动。用来衡量不同物体导热能力的物理量就是热导率。
傅立叶定律的意义:
傅立叶定律是基于傅立叶定律以及忽略惯性力的热子气守恒方程,求得热子气粘性力的表达式。与此同时,从式可以看到傅立叶导热定律是反映了热子气压力与粘性力的平衡,是热子气动量方程在忽略惯性力条件下的一种近似。
傅立叶导热定律本质上是忽略惯性力条件下的热子气的压力梯度与粘性力的平衡方程;当惯性力可以忽略时,热子气的动量守恒方程退化为傅立叶导热定律。在极低温或极高热流密度时傅立叶导热定律不再适用。