公用設備工程師-專業(yè)基礎（暖通空調(diào)、動力）-傳熱學-2.1導熱理論基礎

公用設備工程師-專業(yè)基礎（暖通空調(diào)、動力）-傳熱學-2.1導熱理論基礎[單選題]1.導熱過程的傅里葉定律對于下列哪種材料中不適用()。[2016年真題]A.鋼鐵生鐵塊B.樹木原（江南博哥）材料C.煅燒前的干泥磚D.鍛打后的金屬正確答案：B參考解析：導熱過程的傅里葉定律適用于各向同性材料，即導熱系數(shù)與方向無關。鋼鐵生鐵塊、煅燒前的干泥磚、鍛打后的金屬均為各向同性材料，而樹木原材料沿不同方向的導熱系數(shù)不同，樹木原材料沿纖維方向?qū)嵯禂?shù)的數(shù)值比垂直纖維方向的數(shù)值高1倍，為各向異性材料。[單選題]3.空氣的熱導率及黏度隨溫度升高而變化的關系為()。[2019年真題]A.熱導率和黏度均上升B.熱導率和黏度均下降C.熱導率不定，黏度下降D.熱導率不變，黏度下降正確答案：A參考解析：氣體的熱導率隨溫度的升高而增大，液體的熱導率隨溫度的升高而下降；液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度隨溫度升高而增大。因此，溫度升高，空氣的熱導率及黏度均上升。[單選題]4.當天氣由潮濕變?yōu)楦稍飼r，建筑材料的熱導率可能會出現(xiàn)()。[2014年真題]A.木材、磚及混凝土的熱導率均有明顯增大B.木材的熱導率下降，磚及混凝土的熱導率不變C.木材、磚及混凝土的熱導率一般變化不大D.木材、磚及混凝土的熱導率均會下降正確答案：D參考解析：像木材、磚、混凝土等多孔介質(zhì)材料，在潮濕情況下細孔中會有大量的液態(tài)水出現(xiàn)。由于水分的滲入，會發(fā)生水分從高溫區(qū)向低溫區(qū)遷移而傳遞熱量的現(xiàn)象，致使導熱系數(shù)較大。而干燥后的細孔中全是空氣，液態(tài)的熱導率大于氣態(tài)的熱導率，因此當天氣由潮濕變?yōu)楦稍飼r，整體的熱導率會下降。[單選題]5.純金屬的熱導率一般隨著溫度的升高而()。[2013年真題]A.不變B.上升C.下降D.先上升然后下降正確答案：C參考解析：對于大多數(shù)純金屬，熱導率隨溫度升高而下降；對于大部分合金，熱導率則隨溫度升高而上升，如圖2-1-1所示。圖2-1-1純金屬熱導率隨溫度變化關系[單選題]6.下列說法正確的是()。[2011年真題]A.空氣熱導率隨溫度升高而增大B.空氣熱導率隨溫度升高而下降C.空氣熱導率隨溫度升高而保持不變D.空氣熱導率隨溫度升高可能增大也可能減小正確答案：A參考解析：導熱系數(shù)是物質(zhì)的一個重要熱物性參數(shù)，其值表征物質(zhì)導熱能力的大小。通常，影響導熱系數(shù)的主要因素是物質(zhì)的種類和溫度。氣體導熱系數(shù)在通常壓力范圍內(nèi)變化不大，因而一般把氣體的導熱系數(shù)僅僅視為溫度的函數(shù)，空氣的熱導率隨溫度升高而增大。[單選題]7.下列材料的熱導率λ正確的排列為()。[2010年真題]A.λ木材＜λ鋼鐵＜λ混凝土＜λ純鋁B.λ木材＜λ混凝土＜λ純鋁＜λ鋼鐵C.λ混凝土＜λ木材＜λ鋼鐵＜λ純鋁D.λ木材＜λ混凝土＜λ鋼鐵＜λ純鋁正確答案：D參考解析：金屬導熱系數(shù)一般為12～418W/（m·K），普通鋼筋混凝土的導熱系數(shù)為1.74W/（m·K），木頭的導熱系數(shù)為0.04～0.4W/（m·K），可知金屬的導熱系數(shù)要大于混凝土，混凝土的導熱系數(shù)大于木材。金屬的導熱機理為自由電子的運動，如果金屬中含有雜質(zhì)，則因破壞晶格的完整性而于擾了自由電子的運動，使導熱系數(shù)減小，因此純金屬的導熱系數(shù)大于合金，即純鋁的導熱系數(shù)大于鋼鐵導熱系數(shù)。綜上所述，λ木材＜λ混凝土＜λ鋼鐵＜λ純鋁。[單選題]8.如果室內(nèi)外溫差不變，則用以下材料砌成的厚度相同的四種外墻中，熱阻最大的是()。[2005年真題]A.干燥的紅磚B.潮濕的紅磚C.干燥的空心紅磚D.潮濕且水分凍結的紅磚正確答案：C參考解析：保溫材料要求使用材料的熱阻盡量大，導熱系數(shù)盡量小。干磚的導熱系數(shù)為0.35W/（m·K），而濕磚的導熱系數(shù)可達1.0W/（m·K），水的導熱系數(shù)比較大，因此，干磚的導熱系數(shù)小，熱阻大，保溫性好。空氣的導熱系數(shù)為0.02W/（m·K），是熱的不良導體，因此，保溫磚做成空心后，磚內(nèi)夾雜的空氣增大了導熱熱阻，同時也增加了對流熱阻，保溫性能加強，而且也滿足了建筑節(jié)能的要求。因此ABCD四個選項中，干燥的空心紅磚的熱阻最大，潮濕且水分凍結的紅磚的熱阻最小。[單選題]9.一固體壁面與流體相接觸，內(nèi)部的溫度變化遵循熱傳導方程，其邊界條件為()。[2009年真題]A.B.C.D.正確答案：A參考解析：由題目可知，本題邊界屬于第三類邊界條件。第三類邊界條件為：給定邊界周圍流體溫度tf和邊界面與流體之間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h。利用第三類邊界條件，可得對流邊界條件式為：－λ（?t/?n）w＝h（tw－tf）。[單選題]10.在穩(wěn)態(tài)常物性無內(nèi)熱源的導熱過程中，可以得出與導熱率（導熱系數(shù)）無關的溫度分布通解，t＝ax＋b，其具有特性為()。[2018年真題]A.溫度梯度與熱導率成反比B.導熱過程與材料傳導性能無關C.熱量計算也與熱導率無關D.邊界條件不受物理性質(zhì)影響正確答案：D參考解析：A項，由于grad＝（?t/?n），t＝ax＋b，因此溫度梯度grad與熱導率λ無關。BC兩項，＝－λgrad＝－λ（?t/?n），因此導熱過程除了與溫度場有關，還與熱導率λ有關。影響導熱系數(shù)λ的主要因素是物質(zhì)的種類和溫度。D項，邊界條件受外界換熱環(huán)境影響，而不受物理性質(zhì)的影響。[單選題]11.如圖2-1-2所示，有一長圓柱，兩端溫度是t0，其導熱系數(shù)為λ，圓柱的外柱周圍是完全絕熱的，圓柱內(nèi)部具有熱流強度為qv的均勻內(nèi)熱源。正確描述這圓柱內(nèi)穩(wěn)態(tài)溫度分布的微分方程式()。[2006年真題]圖2-1-2A.d2t/dx2＋qV＝0B.C.λd2t/dr2＋qV＝0D.λd2t/dx2＋qV＝0正確答案：B參考解析：一維柱坐標系下的導熱微分方程表達式為：本題是柱坐標系下沿半徑方向有內(nèi)熱源的一維的穩(wěn)態(tài)導熱，則?t/?τ＝0，故導熱微分方程為：[單選題]12.傳熱的基本方式是()。A.導熱、對流和輻射B.導熱、對流換熱和輻射C.導熱、對流和輻射換熱D.導熱、對流換熱和輻射換熱正確答案：A參考解析：根據(jù)傳熱機理的不同，傳熱的基本方式分為三種，即導熱（或熱傳導）、對流（或熱對流）和輻射（或熱輻射）。[單選題]13.導熱可以發(fā)生在下列幾種情況中的()。A.僅固體B.僅液體C.固體、液體及氣體D.僅氣體正確答案：C參考解析：導熱是依靠分子、原子等微觀粒子的熱運動進行的熱量傳遞，可發(fā)生在任何物質(zhì)中。[單選題]14.按照導熱機理，在水的三種狀態(tài)下，其中()的熱導率最小。A.冰B.液態(tài)水C.水蒸氣D.冰水混合物正確答案：C參考解析：同種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下導熱率也不相同。一般情況下，物質(zhì)固相熱導率＞液相熱導率＞氣相熱導率。因此，在水的三種狀態(tài)下，水蒸氣的熱導率最小，冰的熱導率最大。[單選題]15.在一般情況下，與固體材料的導熱系數(shù)有關的因素是()。A.溫度、密度、濕度B.溫度、壓力、密度C.壓力、濕度、溫度D.溫度、壓力、體積正確答案：A參考解析：導熱系數(shù)是物質(zhì)的一個重要熱物性參數(shù)，其值表征物質(zhì)導熱能力的大小。通常，影響導熱系數(shù)的主要因素是物質(zhì)的種類和溫度，壓力不影響導熱系數(shù)，則答案選擇A項。[單選題]16.關于材料的熱導率，下列哪個說法是正確的()。A.一般情況下，物質(zhì)固相熱導率＞液相熱導率＞氣相熱導率B.熱導率與溫度成線性關系C.物質(zhì)的熱導率因物質(zhì)種類而異，與其他因素無關D.物質(zhì)的導熱機理是相同的正確答案：A參考解析：AD兩項，不同狀態(tài)的物質(zhì)有不同的導熱機理：氣體依靠分子熱運動和相互碰撞來傳遞熱量；非導電固體通過晶格結構來傳遞熱量；金屬導熱主要靠自由電子；液體依靠不規(guī)則的彈性振動傳遞熱量。同種物質(zhì)在不同的狀態(tài)下導熱率也不相同。一般情況下，物質(zhì)固相熱導率＞液相熱導率＞氣相熱導率。B項，在一定溫度范圍內(nèi)，熱導率可近似認為是溫度的線性函數(shù)，但并不是對所有溫度范圍內(nèi)都適用。C項，熱導率屬于材料的熱物性參數(shù)，通常，影響導熱系數(shù)的主要因素是物質(zhì)的種類和溫度。[單選題]17.冬天的時候，棉被經(jīng)過白天晾曬，晚上人蓋著感覺暖和，是因為()。A.棉被中蓄存了熱量，晚上釋放出來了B.棉被內(nèi)表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)減小了C.棉被變厚了，棉被的導熱系數(shù)變小了D.棉被外表面的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)減小了正確答案：C參考解析：棉被經(jīng)過晾曬以后，棉絮松散了，可使棉花的空隙里進入更多的空氣。而空氣在狹小的棉絮空間里的熱量傳遞方式主要是導熱，由于空氣的導熱系數(shù)較小，因此具有良好的保溫性能。而經(jīng)過拍打的棉被變厚了，可以讓更多的空氣進入，棉被