大连理工大学843传热学考研历年真题汇总分类——简答题08

843传热学简答题08大连理工大学2.人造地球卫星在返回地球表面时为何容易被烧毁？答：卫星在太空中正常运行时，其表面的热量传递方式主要依靠与太空及太阳等星体的辐射。而在卫星返回地面的过程中，由于与大气层之间的摩擦，产生大量的热量，无法及时散失，因而被烧毁。3.北方深秋季节的清晨，树叶叶面上常常结霜。试问树叶上下表面的哪一面结霜？为什么？答：霜会结在树叶的上表面。因为清晨，上表面朝向太空，下表面朝向地面。而太空表面的温度低于0℃，而地球表面温度一般在0℃以上。由于相对树叶下表面来说，其上表面需要向太空辐射更多的能量，所以树叶下表面温度较高，而上表面温度较低且可能低于零度，因而容易结霜。4.何为热辐射？热辐射的波长主要是在哪个范围？当温度升高时，辐射能最大的波长向哪个方向移动？答：由于热的原因而产生的电磁波辐射称为热辐射。热辐射的波长主要集中在0.1~100μm。根据维恩位移定律𝜆𝑚𝑇=2.8976×10−3𝑚∙𝐾，当温度升高时，辐射能最大的波长向短波方向移动。补：太阳辐射的波长主要集中在0.2~2μm。5.什么是物体的发射率？如何提高物体的发射率？答：发射率表示，实际物体的辐射力E与同温度下黑体的辐射力𝐸𝑏的比值，即ε=𝐸𝐸𝑏。制成粗糙表面；使表面受氧化作用。6.表面发射率是物体表面的物性参数，表面吸收比是否也是物体表面的物性参数呢？为什么？答：不是。实际物体表面吸收比取决于两方面的因素：吸收物体本身的情况（种类、温度、表面状况）和投入辐射的特性。7.试解释蔬菜塑料大棚温室效应的传热学原理。843传热学简答题08大连理工大学答：塑料薄膜对辐射能吸收具有选择性，它对太阳的短波辐射的穿透比很大，而大棚内物体发生的长波辐射却被阻隔在棚内，因而产生温室效应。8.何为光谱吸收比？在不同光源的照射下，物体常呈现不同的颜色，如何解释？答：物体吸收某一特定波长辐射能的百分数称为光谱吸收比。物体的颜色是由于选择性的吸收与辐射。不同光源的光谱不同波长不同，导致光谱吸收比发生变化，从而使选择性的吸收与辐射发生变化，所以物体呈现不同颜色。9.太阳灶的吸热面涂料的光谱吸收比有何特性？试画出光谱吸收比随波长的变化。答：太阳灶的吸热面涂料油漆应具有高的对太阳辐射的吸收比，而本身的发射率很低。在短波（如λ3μm）部分吸收比α(λ)=1，而在长波部分（λ3μm），α(λ)=0。这样吸收太阳能，而向外辐射散热却为零。10.某些黑度较高的物体（如雪），有时看起来却近于白色，为什么？答：黑度即是发射率。黑度越高即发射率越高，但其吸收比可能很低，几乎全部反射可见光，它就呈白色。11.“善于发射的物体必善于吸收”，即物体辐射力越大，其吸收比也越大。你认为对吗？答：基尔霍夫定律对实际物体成立必须满足两个条件：物体与辐射源处于热平衡，辐射源为黑体。也即物体辐射力越大，其对同样温度的黑体辐射吸收比也越大，善于发射的物体，必善于吸收同温度下的黑体辐射。所以上述说法不正确。12.基尔霍夫定律何时𝛔=𝛆，灰体需要这个条件吗，为什么？答：对于与黑体处于热平衡时，σ=ε。灰体不需要这个条件，因为灰体的吸收比与波长无关，且其发射率是物性参数。13.你认为下述说法：“在无加热源条件下，常温呈红色的固体表示此物体在常温下红色光的单色发射率较其他色光（红、绿、蓝）的单色发射率高。”对吗？为什么？843传热学简答题08大连理工大学答：不对。因为常温下我们所见到的物体的颜色，是由于物体对可见光的反射造成的。红色物体是由于它对其他色光吸收率较大，对红光的吸收率较小而反射率较大。根据基尔霍夫定律，ε(λ)=α(λ)，故常温下呈红色的物体，其常温下的红色光的单色发射率较其他色光的单色发射率较小。14.在波长𝛌𝟐𝛍𝐦的短波范围内，木板的光谱吸收比小于铝板，而在波长𝛌𝟐𝛍𝐦范围内则相反。在木板和铝板同时长时间放在太阳光下，哪个温度高，为什么？答：波长小于2μm时，太阳光的辐射能量主要集中在此波段，而对常温下的物体，其辐射波长一般大于2μm。在同样的太阳条件下，铝板吸收的太阳能多，而与此同时，其向外辐射的能量却少于木板。（在长波范围内，铝板吸收比小于木板，由基尔霍夫定律，其发射率亦小于木板）。因此，铝板温度高。15.为什么太阳灶的受热面要做成粗糙的黑色表面，而室内的辐射采暖板不必涂成灰色？答：太阳灶目的是吸收太阳能。粗糙的表面能够尽可能多的吸收来自不同角度的辐射能，黑色表面具有较高的对太阳辐射的吸收比，这样可尽可能多吸收太阳能。对于辐射采暖板，其表面温度不高，大部分辐射位于长波范围，此时α(λ)低。由基尔霍夫定律，ε(λ)=α(λ)，反而阻碍其散热，因此不必涂成灰色。16.为了增强散热，室外电力变压器的外壳上油漆的颜色是深一点好，还是浅一点好？如放在室内，对油漆颜色的要求有无变化？答：浅一点好。要增强散热，须尽可能少地吸收外界热量，而尽可能多地向外释放热量。因此外壳上油漆应取较浅的颜色，从而使吸收的可见光能量较少，而向外发射的红外线较多。有变化。在室内，变压器可当作灰体，此时对油漆颜色无要求。17.有一台放置于室外的冷库，从减小冷库冷量损失的角度出发，冷库外壳颜色应涂成深色还是浅色？843传热学简答题08大连理工大学答：要减少冷库冷损，须尽可能少地吸收外界热量，而尽可能多地向外释放热量。因此冷库应取较浅的颜色，从而使吸收的可见光能量较少，而向外发射的红外线较多。18.在辐射传热中假想灰体有何实际意义？答：由于实际物体与黑体相差较远（ε1,α1,α(λ)≠C），用黑体规律计算实际物体辐射能量有困难，而灰体（一般α1，α(λ)=C）与实际物体相近（实际物体与灰体相比，α(λ)≠C）。在红外线范围内实际物体α(λ)变化不大，可视为常数（近似），即实际物体在红外线范围内可视为灰体。这时实际物体辐射换热计算带来很大的方便。由此看来，引用灰体的概念有很大的现实意义。19.普朗克定律的图示。答：温度愈高，同一波长下的光谱辐射力愈大；在一定的温度下，黑体的光谱辐射力在某一波长下具有最大值；随着温度的升高，取得最大值的波长愈来愈小，即在λ坐标中的位置向短波方向移动。