一年四季,春夏秋冬,温度变化无处不在,他到底有什么规律呢?先思考这样一个问题: 对于体积相同形状不同的同种物体,什么形状最能减少热量损失的?
工具/原料
一个细心的大脑
方法/步骤
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推导物体的热传导方程时,需要利用能量守恒定律和关于热传导的Fourier定律
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热传导的Fourier定律定律(用自己的语言组织):
方法/步骤2
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通过热传导方程的推导过程,我们还可以得到一个有意思的结论:对于体积相同形状不同的同种物体,球形是最能减少热量损失的。
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解释:因为对于体积相同的同种物体,用内部热源将其从室温升高到相同的某一温度,其所需的热量是一致的,但是根据傅里叶积分公式,如果物体表面积的增加,那么它的面积分量也会增加,从而导致其散热更快,在相同时间内,其热量损失越多。这可以解释自然界的许多现象。
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