溫度變化和熱量的關系精選(九篇)

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第1篇：溫度變化和熱量的關系范文

溫度表示物體的冷熱程度,它是一個狀態量,所以只能說“物體的溫度是多少攝氏度或達到多少攝氏度”。不能說“有”、“沒有”或“含有”等,兩個不同狀態問可以比較溫度的高低。溫度是不能“傳遞”和“轉移”的。

內能是能量的一種形式。它是物體內部所有分子做無規則運動的動能與勢能的總和,一切物體都有內能,內能也是一個狀態量,它只能說“有”或“具有”,不能說“無”,內能大小與物體的質量、體積、溫度及構成物體的物質種類都有關系,初中階段主要掌握內能與溫度的關系,一個物體溫度升高時,它的內能增大,溫度降低時,內能減小,切記“溫度不變時。它的內能一定不變”是錯誤的,如晶體熔化、液體沸騰時,溫度保持不變,但要吸熱,內能增加。

例1 (2010年莆田)下列關于內能的說法中正確的是( )

A　靜止的物體沒有內能

B　0℃以下的物體沒有內能

C　內能和機械能是同一種形式的能量

D　內能與物體的溫度有關

錯選:A、B

解析:一切物體都有內能,說明一切物體在任何條件下都有內能,與物體是否運動、溫度的高低無關,故選項A、B錯誤;內能和機械能不是同一種形式的能量,故選項C錯誤

答案:D

易錯點2:內能與熱量

熱量指在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少,它反映了熱傳遞過程中,內能轉移的數量,是內能轉移多少的量度,是一個過程量,要用“吸收”或“放出”來表述而不能用“具有”或“含有”。

物體吸收熱量,內能增加,物體放出熱量,內能減少,因此物體吸熱或放熱,一定會引起內能的變化,但物體的內能改變了,物體卻不一定吸收或放出熱量,這是因為改變物體的內能有兩種方式:做功和熱傳遞,即物體的內能改變了,可能是由于物體吸收(或放出)了熱量,也可能是外界對物體做了功(或物體對外做了功)

例2(2010年蘭州)關于溫度、熱量和內能,以下說法正確的是( )

A　溫度低的物體可能比溫度高的物體內能多

B　物體內能增加,溫度一定升高

C　物體內能增加,一定要從外界吸收熱量

D　物體溫度升高,它的熱量一定增加

錯選:B、C、D

解析:A選項正確,因為內能大小與物體的質量、體積、溫度及構成物體的物質種類都有關系:B選項錯誤,物體的內能增加但溫度不一定升高(如:冰的熔化過程);C選項錯誤,物體內能增加,也可能是外界對物體做功;D選項錯誤,熱量是物體在熱傳遞過程中內能變化的量度,熱量不是狀態量。

答案:A

易錯點3:熱量與溫度

物體吸收或放出熱量,溫度不一定變化,這是因為物體在吸熱或放熱的同時,如果物體本身發生了物態變化(如冰的熔化或水的凝固),這時,物體雖然吸收(或放出)了熱量,但溫度卻保持不變。

物體溫度改變了,不一定要吸收或放出熱量,也可能是由于外界對物體做功(或物體對外做功)使物體的內能變化了。溫度改變了。

例3(2010年臨沂)關于溫度、熱量和內能,下列說法正確的是( )

A　溫度高的物體內能一定大

B　物體的內能與溫度有關。只要溫度不變,物體的內能就一定不變

C　內能小的物體也可能將熱量傳給內能大的物體

D　物體的溫度越高,所含熱量越多

錯選:A、B、D

解析:因為內能大小與物體的質量、體積、溫度及構成物體的物質種類都有關系,所以溫度高的物體內能不一定大。故選項A錯誤;溫度不變,物體的內能可能增加(如:冰的熔化過程),故選項B錯誤;熱量是物體在熱傳遞過程中內能變化的量度,熱量不是狀態量,故選項D錯誤。

答案:C

易錯點4:比熱容

好多同學對比熱容的概念、物理意義及其影響因素的理解容易出錯,誤認為物體質量越大,比熱容越大,認為比熱容與吸熱多少有關,與溫度有關,以至在解題過程中出現錯誤。

例4(2010年菏澤)把一鐵塊放在火爐上加熱一段時間后,下列物理量中不變的是( )

A　鐵塊的體積 B　鐵塊的密度

C　鐵塊的內能 D　鐵塊的比熱容

錯選:A、B、C

解析:比熱容是物質的特性之一,它的大小只取決于物質的性質,而與物體的質量、形狀、溫度、吸熱多少、放熱多少等因素無關,故鐵塊的比熱容不變,把一鐵塊放在火爐上加熱一段時間后,鐵塊的體積增大,質量不變,故密度變小;鐵塊的溫度升高。其內能增加。

答案:D

易錯點5:熱機的工作過程

在內燃機的一個工作循環中,對完成的沖程個數、飛輪的轉數及做功次數的分析易出錯。

例5(2010年常州)汽油機的一個工作循環由____個沖程組成,其中對外做功_____次,在壓縮沖程中,氣體的溫度升高,這是通過______的方式增加內能,為了不讓汽油機在工作時溫度升得太高,在設計制造時,汽缸外有一個水套,讓汽缸被水包圍著,這是通過_____的方式減少汽缸內能,用水來冷卻汽缸是因為水的_______較大。

錯解:部分同學不會答幾個沖程,做功幾次,

解析:錯解原因是:理不清一個工作循環中,完成的沖程個數、飛輪的轉數及做功次數的關系,其實,無論是汽油機還是柴油機,一個工作循環中都包括四個沖程,活塞往復運動2次,飛輪轉動2圈,對外做功1次,在壓縮沖程中,氣體的溫度升高,這是通過做功的方式增加內能,汽缸外有一個水套,讓汽缸被水包圍著,這是通過熱傳遞的方式減少汽缸內能,用水來冷卻汽缸是因為水的比熱容較大。

答案:四　一　做功　熱傳遞　比熱容

易錯點6:熱機效率

在理解熱機效率時誤認為做的有用功越多,效率就越高,熱機消耗的燃料越少,效率就越高,有時將熱機效率與功率混淆。

例6關于熱機的效率,下列說法中正確的是( )

A　熱機做的有用功越多,效率一定越高

B　熱機消耗的燃料越少,效率一定越高

C　熱機做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高

D　熱機做功越快,效率一定越高

錯選:A、B、D

解析:錯選原因是:不理解機械效率概念,熱機的效率是指用來做有用功的那部分能量與燃料燃燒放出的總能量之比,即η=W有用/Q,在熱機所做的有用功一定時,消耗的燃料越少,效率就越高;在消耗的燃料一定時,熱機所做的有用功越多,效率就越高。故選項A、B錯誤;熱機做功越快,功率越大,但效率不一定越高,故選項D錯誤

答案:C

易錯點7:熱值

對“熱值是燃料本身的一種特性”不理解,誤認為熱值與燃料燃燒放出的熱量、燃料的質量等有關,因此造成錯解。

例7(2010年蘭州)關于燃料的熱值,以下說法中正確的是(　)

A　燃料的熱值與燃料的種類有關系,與燃料的質量和燃燒狀況無關

B　燃燒1 kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值

C　燃料燃燒時,質量越大,熱值越大

D　燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小

錯選:B、C、D

第2篇：溫度變化和熱量的關系范文

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關鍵詞：熱滴定法；中和熱；直線外推法；氫氧化鈉；鹽酸

文章編號：1005?C6629（2014）7?C0059?C04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

中和熱是指在標準狀況下，酸與堿的稀溶液發生中和反應生成1 mol水時的反應焓變。中學實驗“中和熱的測定”[1]是用保溫杯式簡易量熱計測量50mL、0.50 mol/L的鹽酸和50mL、0.55 mol/L的氫氧化鈉溶液混合時產生的最大溫度變化；在計算中近似認為酸堿溶液的密度和熱容與純水相同，并忽略實驗裝置的比熱容。這個實驗方法只重復測量一組定量的鹽酸和稍微過量的氫氧化鈉溶液反應前后的溫度變化。由于實驗過程中的熱量散失等因素使求得的中和熱比理論值要小。有人提出[2]把鹽酸和氫氧化鈉溶液的濃度改為0.25M和0.27M左右，就能減少由“（1）酸、堿濃度大，電離度不能達到100%，酸堿中和時產生的熱量一部分用去補償未電離分子的離解熱；（2）濃度較大的溶液的密度、比熱跟純水相差較大”這兩個原因所造成的誤差，實驗效果較好，基本上達到了理論值。

科學的定量實驗方法是把要測量的量作為因變量，影響它的因素作為自變量，通過改變自變量測得一系列的因變量。由因變量對自變量畫趨勢線，通過趨勢線預測在特定點的因變量的值。測量和計算酸堿中和熱，因變量是溫度或溫度升高值ΔT，自變量是酸或堿溶液的體積（或相對用量），這種方法被稱為熱滴定法[3～5]，是國際A-Level和IB課程中的常規實驗[6～7]。

1 熱滴定法測中和熱

熱滴定法的原理是將酸一份一份地加入到固定體積的堿溶液中（或反之），隨著酸加入量的增多，釋放的熱量越多，溫度升高；當酸過量時，產生的熱量基本不變，但溶液總體積增加，溫度開始下降（ΔT減小，但仍為正值）。做溫度對酸的體積的趨勢線，在溫度上升和下降之間產生一個尖銳的斷點，斷點前后的兩條線外推找到交叉點就是滴定終點，這一點的ΔT是酸堿恰好中和時的最大溫度變化。由交叉點的ΔT和酸的體積可以計算酸堿中和熱和未知濃度。

文獻指出[8～10]，在理想的沒有熱量損失的體系中，溫度應該呈現直線的上升和下降（如圖1a）：

由于熱量散失、酸堿初始溫度不一致、溶液混合時熱量變化、機械攪拌等因素使實際測得的溫度隨時間變化不是直線，尤其是因不完全電離使反應不能按計量比進行完全時，在接近滴定終點的區域呈現曲線（如圖1b）[11]；對于強酸與強堿的滴定應接近直線和有明顯的斷點。文獻上[12]建議盡量使用濃度較大的酸和堿（2.0M鹽酸，1.5M氫氧化鈉），以保證溫度上升明顯，減少溫度測量的相對誤差。

通過多次學生實驗，我們發現按照文獻上規定的溶液濃度和方法操作，測得的溫度隨酸體積的增加不是直線，而是曲線，在滴定終點前后不產生尖銳的斷點，因此外推交叉計算中和熱產生很大的誤差。

經過探索，我們在傳統的熱滴定法基礎上有兩個改進：一是同時改變酸和堿的體積，保持總體積不變，測量溫度變化ΔT，測得滴定終點前后的兩條直線延長交叉得到滴定終點；二是為了減少過量的酸或堿稀釋放熱。我們在嘗試用約2M的鹽酸與1.80M的氫氧化鈉反應之后，把酸和堿的濃度都減半，即1M的鹽酸與0.9M的氫氧化鈉反應。考慮到我們的方法是改變酸的體積測一系列的點，如采用文獻[13]建議的酸堿濃度0.25M，溫度的測量誤差大。本實驗測得的中和熱數據與文獻上標準中和熱數據接近。

2 實驗裝置、試劑和用品

約1.0 mol?L-1 HCl、0.90 mol?L-1 NaOH溶液（準確濃度）（兩種溶液配制之后在室溫下放置，與室溫達到熱平衡）

量熱計：內層塑料保溫杯（150mL）用隔熱材料固定在一個大燒杯里；50mL聚四氟乙烯滴定管2支；25mL移液管1支；精密溫度計（0～50℃，最小刻度0.1℃），用鐵夾固定使溫度計水銀頭插入液面以下，但不觸及量熱計底部[14]；吸水紙

3 傳統的熱滴定法

3.1 實驗步驟

（1）用移液管量取25.0mL的堿溶液放入量熱杯，測量穩定的初始溫度。

（2）從滴定管加入約5.0mL的酸溶液到量熱杯，準確讀取滴定管讀數；旋轉量熱杯使溶液呈渦旋，迅速記錄最高溫度。

（3）迅速加入第二份約5.0mL的酸溶液，重復（2），一份一份地加入酸直到酸的總體積為50mL。

顯然，溫度隨著酸的體積增加是曲線而不是直線關系，可能的原因是：每次加入5mL酸溶液后停下來渦旋讀取最高溫度，從第二組數據開始酸溶液不是一次性加入，有熱量散失。酸的體積越大，溫度升得越高，熱量損失越多。

為了減少熱量損失，我們改進以上方法，即在固定體積的堿溶液（25.0mL）中一次性加入一定體積的酸溶液后渦旋使溶液混合，讀取最高溫度；傾倒溶液，用蒸餾水清洗并吸干量熱杯。重復實驗，改變酸的體積（5.0～45.0mL，5.0mL等間隔）。數據記錄見表2。

做溫度升高ΔT對鹽酸體積的趨勢線；同時根據表1中的數據計算出ΔT，把數據合并到同一張圖中，得到圖3。

在滴定終點左右，用第二種方法顯然測得了較高的ΔT，但是ΔT與鹽酸體積仍然是曲線關系。分析原因是：在滴定終點之前隨著酸溶液的體積增加，釋放的熱量越多；但是溶液的總體積也增加，增加的熱量釋放到了總體積逐漸增大的溶液里，因此ΔT低于預測的直線關系；在滴定終點之后釋放的熱量不變，體積線性增加，根據Q=cVΔT，ΔT與總體積成反比，呈漸近線。在酸過量前后沒有尖銳的斷點，兩條曲線外推交叉誤差很大，不能用于準確計算中和熱。

如果固定溶液的總體積從理論上可以得到ΔT與酸的體積的直線關系。我們嘗試了加水控制溶液的總體積不變，理論上是一條溫度上升的直線與一條溫度恒定的直線之間有一個斷點。但測得的ΔT不穩定，因為一是需要加三種液體，實驗時間長熱量散失多，另外酸、堿溶液和水的初始溫度有差別，溶液稀釋有熱量變化等因素都可能影響溫度變化。

若同時改變酸和堿溶液的體積，即在增大酸的體積的同時減小堿溶液的體積以便保持總體積不變。從理論上線性增加的熱量被釋放到相同體積的溶液里，溫度變化應該是線性增加的。進一步改進的實驗如下。

4 改進的熱滴定法

4.1 實驗步驟

（1）將堿溶液加入第一支滴定管，從滴定管中加45.0mL溶液至量熱器。測量穩定的初始溫度，記錄到表3中。

（2）將酸溶液加入第二支滴定管，快速滴加5.0mL溶液至量熱器。

（3）旋轉量熱杯使溶液成渦旋，記錄溶液的最高溫度。

（4）傾倒溶液，用蒸餾水清洗量熱杯，再用吸水紙吸干量熱杯中的水滴。

（5）重復以上實驗步驟，分別改變堿溶液的體積為40.0mL、35.0mL、30.0mL、25.0mL，迅速加入酸溶液，體積分別為10.0mL、15.0mL、20.0mL、25.0mL。

（6）改變加入酸堿的順序：即先加酸溶液，體積分別為30.0mL、35.0mL、40.0mL、45.0mL，測量酸溶液的初始溫度，然后分別加入20.0mL、15.0mL、20.0mL、5.0mL的堿溶液，渦旋并測量最高溫度。記錄實驗數據到表3中。在表中加上了第（6）步的操作既可以避免測量少量溶液的溫度產生的誤差大，又可避免從滴定管加入較大體積的溶液產生的熱量散失。

4.2 數據處理

繪制溫度變化ΔT（℃）隨稀鹽酸體積的趨勢線（圖4）。除了最高ΔT的點，在滴定終點前后都得到了很好的直線關系，并且兩條直線分別能包括到（0，0）和（50，0）的點。我們對最高溫度點重復實驗，結果會產生0.1℃的差別。把兩條直線向中間延長得到交叉點，讀取交叉點的橫縱坐標，即為酸和堿恰好發生反應時鹽酸的體積Vend=24.30mL和溫度變化ΔT=6.15℃。

實驗測得的中和熱與由ΔHθf計算[15]的強酸和強堿的標準中和熱-55.9 kJ?mol-1接近。為了驗證熱滴定法的準確性，我們做了酸堿中和滴定，選用酸堿指示劑如酚酞，測得滴定25.0mL的堿溶液所需鹽酸溶液的平均體積為24.20mL，這與熱滴定法直線交叉得到的滴定終點的Vend結果比較接近。

5 結論

我們重復了傳統的熱滴定法，結果溫度變化ΔT與鹽酸的體積是曲線關系，與文獻上所示的理想的直線關系不符。從理論上分析，在滴定終點之前不斷增加的熱量釋放到了總體積增大的溶液里，因此ΔT低于預測的直線關系；在滴定終點之后相同的熱量釋放到總體積增大的溶液里，ΔT與總體積成反比，呈漸近線。我們改進了熱滴定法，即在增大稀鹽酸體積的同時，減小堿溶液的體積，保持總體積不變，測量溶液混合前后溫度變化。實驗結果ΔT與鹽酸的體積呈直線關系，兩直線之間有尖銳的斷點。兩條直線的外推交叉點得到的鹽酸體積與滴定法測得的結果只有0.1mL的誤差；計算的中和熱比理論的標準中和熱只低0.3 kJ?mol-1。改進的熱滴定法理解容易，方法嚴謹，符合科學的定量測量方法。

參考文獻：

[1]化學（選修4），化學反應原理[M].人民教育出版社，2007：5.

[2][13]吳立玲.怎樣做好“中和熱的測定”？[J].化學教學，1980，（1）：31.

[3][8][11] http：//en.wikipedia.org/wiki/Thermometric_titration.

[4][6][9][12][14] http：//rsc.org/learn-chemistry/wiki/ TeacherExpt：A_thermometric_titration.

第3篇：溫度變化和熱量的關系范文

一、物體的內能

（1）物體內部所有分子由于熱運動而具有的動能和分子之間勢能的總和叫做物體的內能，內能是指物體內所有分子具有的能量，而不是指單個分子的能量。

①內能是指物體的內能。

②一切物體在任何情況下都具有內能。

③內能具有不可測量性，即不能準確地知道一個物體的內能的具體數字。例1：下列關于物體保內能的幾種說法中錯誤的是（C）

A、水具有內能，冰塊沒有內能。

B、水蒸氣具有的內能一定比水具有的內能大。C、一杯水的溫度越高，它具有的內能越大。D、一杯水放在高處比放在低處具有的內能大。習題1、關于內能的概念，下列說法錯誤的是（）

A、任何物體都具有內能B、0℃冰不具有內能

C、物體內所有分子的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能D、內能和機械能的單位都是焦耳

（2）決定物體內能大小的因素主要是物體質量、溫度和體積，因為質量決定了分子的數目，溫度決定了分子熱運動的快慢，而體積與分子勢能有關。同一物體條件下：

①同體積：溫度越高，內能越大，溫度越低，內能越小。②同質量：溫度越高，分子熱運動越激烈，內能越大。例2、關于溫度、內能和熱量，下列說法正確的是（）A、物體的內能越多，放熱一定越多B、溫度相同的物體，其內能一定相等C、物體的內能增加，一定要吸收熱量D、晶體融化時溫度不變，其內能一定增加溫度影響物體的內能是重要考點（3）內能與機械能的區別與聯系

2①內能是物體內部所有分子由于熱運動而具有的動能和分子之間勢能的總和（微觀）；機械能是整個物體做機械運動時具有的動能和勢能的總和（宏觀）。

②物體的內能與溫度密切相關；物體的機械能與溫度無關。

③物體的內能大小取決于物體的質量、體積和溫度，一切物體在任何情況下都具有內能，物體內能永不為零；物體的機械能大小取決于物體的質量，相對位置和速度，在一定條件下，機械能可能為零。

④機械能和內能可以相互轉化。

（4）內能的國際單位是焦耳，簡稱焦，用“J”表示。

例3：某同學騎自行車下一長坡時，在途中由于車速過快，于是捏緊剎車，降低車速，保持安全速度勻速行至坡底，下車檢查，發現剎車片發燙，有關此過程的說法正確的是（）

A、剛下坡時，是動能轉化為重力勢能B、勻速下行時，是重力勢能轉化為動能C、勻速下行時，機械能保持不變D、剎車片發燙，是做功改變了內能

二、改變物體內能的兩種途徑：做功和熱傳遞，這兩種方式是等效的（1）做功改變物體的內能，實質是內能和其他形式的能的相互轉化，對物體做功，它的內能增加，是其他形式的能轉化為內能；物體對外做功，它的內能減少，是內能轉化為其他形式的能。

常見的對物體做功的四種方法：

①壓縮體積，物體內能會增加。如打氣筒打氣。②摩擦生熱，物體內能會增加。如磚木取火。③鍛打物體，物體內能或增加。如鍛打刀劍。④彎折物體，物體內能會增加。如彎折細鐵絲。

（2）用熱傳遞的方式改變物體的內能，實質是內能在物體間的轉移，能的形式不變，物體吸收了熱量，它的內能就增加，物體放出了熱量，它的內能就減少。熱傳遞的三種方式：熱傳導，對流，熱輻射。

3熱傳遞的條件：

1.物體間存在溫度差，傳遞到溫度一致時。

2.高溫物體向低溫物體傳遞內能（即熱量），溫度降低，低溫物體吸收能量，溫度升高。

考點：做功和熱傳導在改變物體的能內上是等效的例：以下取暖方式中，通過做功增加內能的是（）

A、冬天曬太陽B、圍坐火爐旁C、用嘴向手“哈氣”D、雙手用力對搓習題：下列實例中，通過做功的方式改變物體內能的是（）A、兩手相互摩擦，手的溫度升高B、用煤氣爐給水加熱，水的溫度升高C、把蔬菜放進冰箱，蔬菜的溫度降低D、在陽光照射下，公園里石凳的溫度升高

三、熱量：

（1）熱量本身不是能量，不能說某個物體具有多少熱量，也不能比較兩個物體熱量的大小。

（2）熱量是物體在熱傳遞過程內能的變化量，所以說它是一個過程量，是內能變化的量度，若無熱傳遞發生，則不存在熱量。

（3）熱量的多少與物體內能的多少、溫度的高低沒有關系。（4）熱量的單位是焦耳，熱量通常用Q表示。1、熱量、溫度與內能的區別和聯系

區1.熱量是過程量，只能說“吸收”或“放出”，而不能說“具有”或“含有”。2.溫度是狀態量，通常說“溫度是多少攝氏度”，而不能說“傳遞”或“轉移”。

別3.內能是狀態量，通常說“具有”或“含有”。

4

考點聯系：在不發生物態變化時，一個物體吸收了熱量，它們的內能增加，溫度升高；一個物體放出了熱量，它的內能減少，溫度降低。在發生物態變化時，物體吸收了熱量，內能增加，溫度可能不變；物體放出了熱量，內能減少，溫度可能不變。

例題：關于溫度、熱量和熱量，下列說法正確的是（）A、物體的溫度越高，所含熱量越多B、溫度高的物體，內能一定大C、0℃的冰塊，內能一定為零

D、溫度相同的兩物體間不會發生熱傳遞2、物質的吸熱與其質量、溫度變化的關系

（1）同種物質當質量一定時，吸收的熱量跟溫度的升高成正比。（2）同種物質當升高相同的溫度時，吸收的熱量跟它的質量成正比。四：熱值

1.定義：1kg某種燃料在完全燃燒時時所放出的熱量。2.符號：用q表示3.單位：J/kg或J/m3

4.物理意義：q木炭=3.4×107

J/kg表示：1kg木炭完全燃燒時所放出的熱量是3.4×107J

5.公式：Q=qm（固體、液體）變形公式：m=；q=。Q=qV（氣體）變形公式：V=；q=。

6.說明：燃料的熱值是燃料的一種特性，它只與燃料的種類有關，而與燃料的質量、體積、熱量、燃燒情況都無關。

例：下列關于熱值的說法中，正確的是（）

A、燃料的熱值與燃料的種類有關系，與燃料的質量和燃燒狀況無關B、燃燒1kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值C、燃料燃燒時，質量越大，熱值越大

D、燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小習題：1、關于熱量和熱傳遞，下列說法正確的是（）

A.溫度高的物體含的熱量一定多B.比熱大的物體含有的熱量一定多

C.熱總是從含有熱量多的物體傳遞到含有熱量少的物體D.熱總是從溫度高的物體傳向溫度低的物體

姓名：成績：

九年級物理隨堂練習1

1.下列說法中正確的是()A.靜止在地面上的冰塊沒有內能

B.空中飛行的飛機比地面上靜止的火車的內能多C.動能大的物體內能一定大

D.自然界中任何狀態下處于任何位置的物體都有內能2.關于物體的內能，下列說法不正確的是（）A．曬太陽使身體變暖，是通過熱傳遞改變內能的B．熱量總是從內能大的物體傳給內能小的物體C．一塊0℃的冰熔化成0℃的水，內能增加D．物體吸收熱量，內能增大，溫度不一定升高

3.下面列舉的現象中，由于做功使物體的內能發生改變的是（）A.酒精涂在手背上覺得涼B.把鐵釘釘進墻里，鐵釘變熱

C.水被太陽曬熱D.燒紅的鐵塊放在冷水中，鐵塊溫度降低4.下列實例中，屬于用熱傳遞的方法改變物體內能的是（）A.地球外的石塊，墜入地球的大氣層，成為流星B.涼雞蛋泡在熱水中溫度升高

6C.兩手相互摩擦，手心發熱D.鋸木頭時，鋸條變得燙手5.關于熱量，下列說法正確的是（）A．熱水比冷水含有的熱量多B．一大桶水比一小桶水含有的熱量多C．一個物體內能越多，含有的熱量越多D．熱量是熱傳遞過程中內能的改變量

6.關于溫度、熱量和內能的說法中不正確的是（）

A．0℃的冰塊也有內能B．溫度高的物體，內能一定大C．物體吸收熱量，溫度不一定升高D．物體吸收熱量，內能一定增大7.由于國際原煤價格上漲，少數不法商人把—種黑色石頭摻在優質煤中高價出售．客戶為了不上當受騙，辨別煤中是否摻雜的最恰當方法是檢測下面（）A.質量B．溫度C.熱值D.比熱容8.關于燃料的熱值，以下說法中正確的是（）

A．燃料的熱值與燃料的種類有關系，與燃料的質量和燃燒狀況無關B．燃燒1千克某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值C．燃料燃燒時，質量越大，熱值越大

D．燃料不完全燃燒時的熱值比完全燃燒時的熱值小

9.改變物體的內能有兩種方式:做功和熱傳遞•下列現象中是用哪一方式改變物體的內能:

(1)用打氣筒給自行車輪胎打氣，氣筒壁會發熱，這是___________使氣筒的內能改變。

(2)原始人鉆木取火，是屬于_______________使木頭的內能改變。(3)冰塊在陽光下熔化成水，是______________使冰塊的內能改變。

第4篇：溫度變化和熱量的關系范文

1. 正確理解功與能的關系

我們知道物體具有能量的大小可通過能夠做功的多少來衡量.在理解功與能關系時需要注意下列兩點：（1）具有能的物體，不一定都處在做功的過程中.如：懸掛著的鋼球，它雖沒有做功，但它具有重力勢能.（2）做功的過程，一定伴隨著能量的變化.如飛行的子彈穿越雞蛋的過程中，子彈對雞蛋做了功，子彈的能量就會減小，子彈做了多少功，就減少多少能量.

2. 正確分析物體機械能的變化

分析機械能的變化時，應從影響動能和勢能的各個因素的變化情況著手分析，綜合考慮各部分能量的變化情況，作出正確的判斷.

例1對在平衡力作用下正在下落的物體而言，下列說法正確的是（）

A. 動能和重力勢能都不變

B. 動能和重力勢能都變大

C. 動能不變，重力勢能變大

D. 動能不變，重力勢能變小

解析首先我們應該明白物體在平衡力作用下作勻速運動，其次，物體正在下落即物體的高度發生變化.由于物體的質量與速度均不變，故動能不變.而物體的高度在變小，所以物體的重力勢能在變小.答案：D

3. 正確認識內能、溫度和熱量

溫度表示物體的冷熱程度，是大量分子無規則運動劇烈程度的標志.它是一個狀態量.而內能是物體內所有分子無規則運動的動能和分子勢能的總和.內能與溫度的關系是：物體溫度升高，內能增大；物體溫度降低，內能減小.

熱量是物體在熱傳遞過程中，轉移能量的多少.熱量是過程量，只能用“吸收”或“放出”來表述，不能用“具有”或“含有”表述.

4. 正確認識做功和熱傳遞

做功改變物體內能的實質是內能與其他形式能之間的相互轉化.對物體做功，物體內能增加；物體對外做功，內能減少.熱傳遞改變物體內能的實質是內能的轉移.低溫物體吸收熱量后，溫度升高，內能增加；高溫物體放出熱量后，溫度降低，內能減少.這兩種方式在改變物體內能時是等效的.

例2下列關于溫度、內能、熱量的說法，正確的是（）

A. 物體溫度越高，它含有的熱量就越多

B. 要使物體的內能增加，不一定要吸收熱量

C. 物體內能增加，它的溫度就一定升高

D. 物體溫度不變，內能不變

解析要正確作出判斷，第一要理解溫度、內能、熱量這三者的關系，其二是搞清每個概念的表達方式，再次是理解改變物體內能的方式.答案：B.

5. 汽油機的一個工作循環包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程.在壓縮沖程中，將機械能轉化為內能；在做功沖程中，將內能轉化為機械能.

例3一臺四沖程汽油機曲軸轉速是1800r/min，此汽油機每秒鐘完成個工作循環，個沖程，對外做次功.

解析汽油機一個工作循環曲軸旋轉兩圈，一個工作循環有四個沖程，對外做功一次.此汽油機轉速為30r/s所以每秒完成15個工作循環，60個沖程，對外做功15次.

二、 自主探究

在本章的探究活動中，可體驗到“控制變量法”、“轉換法”在探究中的應用.在學習過程中應特別重視實驗中探究方法.下面結合實例，讓同學們體會每個實驗所探究的問題和探究的問題的基本方法.

1. 探究物體的動能與什么因素有關

① 動能大小和哪些因素有關？ （提出問題并作出猜想）

② 如何通過實驗探究影響動能大小的因素？（設計實驗并注意控制變量）

③ 實驗中如何判斷物體動能的大小？用了什么方法？（小車推動木塊移動距離不同小車對木塊做功多少不同小車動能大小不同.小車推動木塊前進距離越遠，說明小車具有的動能越大.轉換法）

④ 將質量不同的小車，從同一斜面同一高度滑下的目的是什么？這一步驟是為了探究動能大小與哪個因素的關系？（控制質量不同的小車撞擊木塊的速度相同；探究動能大小與小車質量大小的關系）

⑤ 將同一小車從同一斜面不同高度滑下的目的是什么？這一步驟是為了探究動能大小與哪個因素的關系？（控制小車質量相同，速度不同；動能與小車速度的關系）

2. 探究重力勢能與什么因素有關

① 重力勢能大小和哪些因素有關？（提出問題并作出猜想）

② 如何通過實驗探究影響重力勢能大小的因素？（設計實驗并注意控制變量）

③ 實驗中如何判斷物體具有的重力勢能大小？這里用的方法是什么？（木樁陷入沙中深度越大重錘對木樁做功越多重錘具有的重力勢能越大.轉換法）

3. 比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量

① 實驗運用什么研究方法？

② 實驗中要控制哪些物理量相同？

③ 實驗中如何控制單位時間內物質吸收的熱量相同？

④ 如何比較物質的吸熱本領？

三個探究活動都必須對以上問題分析透徹后再進行實驗并對實驗現象進行分析得出實驗結論.相信同學們體驗探究過程定會有很大收獲！

例4在探究“動能大小與哪些因素有關”的活動中，提供以下器材：中間有溝槽的木質軌道（如圖1甲，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較為光滑）、大小與溝槽相當的玻璃球、鐵球各一只、輕質彈簧、刻度尺各一個.

（1） 利用這套器材進行實驗時，可以通過比較

來比較小球動能的大小，這種方法叫（2） 為了探究動能與質量大小的關系，應讓玻璃球和鐵球分別從釋放.探究后得出的結論是：.

（3） 課外興趣小組活動中，物理老師曾經告訴同學們“質量一定時，重力勢能的大小與物體被舉起的高度成正比”.善于動腦的小明利用上述器材，設計了一個裝置如圖1乙的研究彈簧彈性勢能E與壓縮量x之間關系的實驗方案：

① 用某個小球將彈簧壓縮并測量出壓縮量x；

② 松手釋放小球并在木板上記下小球上沖到達的最高位置；

③ 用刻度尺測量出小球上升的高度h.設壓縮量x1=1.00 cm時，小球上升的高度h1，壓縮量x2=2.50 cm時，小球上升的高度h2，則h1＜h2（選填“＞”“＜”或“=”）.

（4） 若小球到達最高點時彈簧的彈性勢能全部轉化為重力勢能.分析下表實驗數據后發現彈簧的彈性勢能E與壓縮量x不成正比（選填“成”或“不成”）.

解析（1） 小球壓縮彈簧，對彈簧做功，做功的多少反映了小球動能的多少，彈簧被壓縮的程度越大，說明小球的動能越大.可以通過彈簧被壓縮的程度來反映小球動能的多少.這種方法叫“轉換法”.

（2） 要探究動能大小與質量的關系，由控制變量法可知：應該控制速度不變，讓質量變化.速度是通過起始點的高度來控制的，所以要控制兩球從同一高度滾下.實驗結論：速度相同時，質量越大，物體的動能越大.

（3） 壓縮量x1=1.00 cm時比壓縮量x2=2.50 cm時，彈簧的彈性形變小，彈性勢能就小，最終轉換成的重力勢能就少，所以上升的高度就低.故h1＜h2.

（4） 由表中數據知：當壓縮量由1.00 cm變為2.00 cm時，壓縮量變為2倍，而反映彈簧彈性勢能大小的小球的高度是從1.50 cm變成了5.99 cm，是原來的4倍，所以彈簧的彈性勢能E與壓縮量x不成正比.進一步分析，彈簧的彈性勢能E與壓縮量x的平方成正比.

例5通過探究讓我們認識到質量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量一般是不同的.文文同學打算比較質量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量．她準備了下列器材：鐵架臺、石棉網、燒杯、燈具、溫度計、水、煤油、菜籽油.

（1） 她在清點器材時，發現還缺少的測量工具是.

（2） 操作時的步驟大致如下：

a. 分別在兩個相同的燒杯中放入相同質量的水（約200 g）；

b. 取來煤油和菜籽油，將其分別放入裝置中的燈具中；

c. 同時點燃煤油和菜籽油，過1min記下溫度計初始溫度；

d. 直至其中一種燃料燒完，記下兩支溫度計的示數.

上述有多處需改進，請指出兩條改進后的方法：

（3） 通過正確操作,該實驗所測得的熱值與理論值相比,誤差較大,你認為誤差的主要原因

解析實驗應采用控制變量法，所以煤油和菜籽油的質量應相同。及時記錄初溫和末溫才能比較物質吸收的熱量，才便于比較兩種燃料的熱值大小。

答案（1） 托盤天平（2） ①取相同質量的煤油和菜籽油② 沒有加熱之前記下初始溫度直至兩種燃料燒盡，及時記錄溫度（3）燃料沒有完全燃燒和熱量在空氣中散失

三、 重視運用

本章知識在生活中有很多運用，這里只重點強調熱量的計算.

例6用燃氣灶燒水，燃燒0.5 kg的煤氣，使50 kg的水從20℃升高到70℃.已知水的比熱容為4.2×103J/（kg•℃），煤氣的熱值為4.2×107J/kg.求：

（1） 0.5 kg煤氣完全燃燒放出的熱量；

（2） 水吸收的熱量；

（3） 燃氣灶燒水的效率.

解析本題主要考察熱量的計算及熱效率問題，注意公式的正確運用.

（1） Q放=mq＝0.5 kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J

（2） Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）× 50 kg×（70℃-20℃）=1.05×107 J

（3） η=×100％＝×100％=50％

例7（2011 揚州）太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關信息.

其中太陽輻射功率是指1 h內投射到1m2面積上的太陽能.求：

（1） 水在10 h內吸收的熱量；

（2） 如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×l07 J/m3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收）

（3） 該太陽能熱水器的能量轉化效率.

解析本題主要考察熱量的計算及太陽能熱水器的能量轉化效率.注意了解太陽輻射功率的含義，注意解題的規范性.

（1） Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）× 100 kg×50℃=2.1×107J

（2） 由Q放=qV= 8.4×l07 J/m3×V=Q吸，得所需煤氣體積V=0.25 m3

（3） 10 h內吸收的太陽能：

Q′=1.68×106J/（m2•h）×2.5 m2×10 h=4.2×107J

第5篇：溫度變化和熱量的關系范文

[關鍵詞]熱計量方法；熱量表與熱量分配表；散熱器恒溫控制閥；合理計費；建筑節能

1.國外應用情況及我國發展現狀

國外發達國家的集中供熱系統均為動態的變流量系統，其調節與控制技術先進，控制手段完善，設備質量高。目前除西方發達國家已采用這一措施外，東歐各國及原蘇聯地區國家正逐步推廣。

我國由于現行的供熱收費體制是按面積收費，所以抑制了供熱節能的實現，同時造成了熱費收繳困難等問題。目前，隨著對供熱節能研究的深入，熱計量與溫度控制已經成為當前我國暖通行業關注與研究的熱點。

2.熱計量方法

目前，歐美國家按戶計量熱量使用的方法基本是以下三種：

2.1　直接測定用戶從供暖系統中用熱量。該方法需對入戶系統的流量及供回水溫度進行測量。采用的儀表為熱量表。該方法原理上準確，但價格較貴，安裝復雜，并且在小流量時，計量誤差較大。目前在法國、瑞典等國應用較多。

2.2　通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用戶的用熱量。該方法是利用散熱器平均溫度與室內溫度差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發式和電子式兩種。其中蒸發式熱分配表的特點是：價格較低，安裝方便，但計量準確性較差。目前在丹麥、德國廣泛采用。電子式熱量分配表的特點是：計量較準確、方便，價格比熱量計量表低，并且可在戶外讀值。目前在歐美受到歡迎。

2.3　通過測定用戶的熱負荷來確定用戶的用熱量。該方法是測定室內外溫度并對供暖季內的室內外溫差累積求和，然后乘以房間常數(如體積熱指標等)來確定收費。該方法采用的儀表為測溫儀表。但有時將記憶散熱器溫控閥的設定溫度作典型室內溫度而將某一基準溫度作室外溫度。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費的原則，用戶的熱費只與設定的或測得的室溫有關，而與實際用熱量無關因此開窗等浪費能源的現象無法約束，不利于節能。目前德國不允許采用，美國、法國有使用。

3.熱計量儀表

熱計量儀表有熱量表與熱量分配表兩種。

3.1熱量表：熱量表由一個熱水流量計、一對溫度傳感器和一個積算儀組成。儀表安裝在系統的供水管上，并將溫度傳感器分別裝在供、回水管路上。一段時間內用戶所消耗的熱量為所供熱水的流量和供回水的焓差的乘積對時間的積分。熱量表就是利用這個原理，用熱水流量計測量逐時的流量并用溫度傳感器測量逐時的供回水溫度，將這些數據輸入積算儀積分計算就能得出用戶所用的熱量。

3.2　熱量分配表：熱量分配表是通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用戶的用熱量的儀表。它的使用方法是：在集中供熱系統中，在每個散熱器上安裝熱量分配表，測量計算每個住戶用熱比例，通過總表來計算熱量；在每個供暖季結束后，由工作人員來讀表，根據計算，求得實際耗熱量。

以上兩種計量裝置相比較，熱量表測量比較準確、管理方便，但是價格比較貴、維修量大，室內系統一定要分戶成環，對舊有建筑多用的單管順流式和雙管式不適用，室內原有系統改造困難。熱分配表價格便宜、對系統沒有特殊要求，舊有系統改造比較適用，但是其結果受多種因素影響，試驗工作量大，計算復雜。

4.溫控設備

用戶室內的溫度控制是通過散熱器恒溫控制閥來實現的。散熱器恒溫控制閥是由恒溫控制器、流量調節閥以及一對連接件組成，其中恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫包。溫包可以感應周圍環境溫度的變化而產生體積變化，帶動調節閥閥芯產生位移，進而調節散熱器的水量來改變散熱器的散熱量。恒溫閥設定溫度可以人為調節，恒溫閥會按設定要求自動控制和調節散熱器的水量，從而來達到控制室內溫度的目的。

5.熱計量收費方法

城市供熱是由熱源、熱網、熱用戶(室內采暖系統)組成的龐大、封閉、復雜的循環系統，只要進入供暖期投入運行后，就必須連續運行，不能間斷；但是，按市場經濟規律要求，又必須按用戶的實際用熱多少進行公平交易，保證供熱。考慮到這兩方面因素，熱費計價辦法應分為兩個部分：固定開支與浮動開支。

固定開支為與能源產量沒有直接的比例關系，即用戶在完全沒有使用的情況下也必須付出的費用，主要由用于熱網正常運行的固定資產投資和供熱企業管理費用等組成。如土地使用、設備投資、維修管理、職工工資等。這些固定開支提供了用戶相應的使用功能，并不因為使用或停用、用的多少而變化。這部分投資應當按照用戶所占建筑面積均分或是在房價上集中體現出來。

浮動開支為熱量計費，是隨能源的產量而變化的部分，即能源產量越多，浮動開支越大。如燃料消耗、運行耗電、系統用水、廢料處理、職工加班費等。這部分費用需按照各用戶應通過冷熱量表計量的實際用能量進行分配。

在歐洲部分地區，供暖總費用分為兩部分收取，一部分是按面積收費，一部分是按計量收費；也有些地區供暖費全部按表計費。我國應該實行什么方式，還有待探討。

6.供熱計量與溫控的意義

第6篇：溫度變化和熱量的關系范文

為了克服地埋管地源熱泵占地和初成本高等缺點，夏才初等提出了一種將地源熱泵系統的地下管路直接植入地下工程的能源地下工程技術，但在地下工程施工過程中，大體積混凝土的澆筑與地基加固會產生大量的水泥水化熱，而混凝土及加固體與周圍土體的導熱系數較小，使得地溫恢復的速度非常緩慢（4年以上）［2］．地溫升高將會使得地源熱泵系統夏季工況的換熱效率降低．目前通過實驗及數值模擬等手段對混凝土水化放熱過程進行了大量研究，并得出了一些推薦值或經驗公式；朱伯芳提出用復合指數式表示水泥水化熱和混凝土絕熱溫升，并根據試驗資料給出參數的經驗值；Schindler通過半絕熱放熱試驗建立與水化溫度相關的熱率模型，分析了不同摻量粉煤灰和礦渣對水化過程的影響，并總結已有試驗數據，提出水化放熱累計量的計算公式；李明賢等通過實驗手段研究了混凝土水化熱對多年凍土地溫的影響，得到了樁基礎水化熱的擴散半徑．

劉俊等對地源熱泵土壤溫度的恢復特性進行了模擬與研究，得出了地源熱泵系統運營過程中冷熱負荷不均衡引起地溫變化以及地溫恢復的規律；閆曉娜等對地源熱泵U形埋管的土壤溫度場進行了模擬研究與實驗對比，得到了換熱器的傳熱半徑；曹詩定針對能源地鐵站主要熱交換構件提出了平面、柱面及球面的熱源模型，并給出相應的理論解或數值解；孫猛基于能量守恒原理建立了地下連續墻內埋管的傳熱模型理論并采用分離變量法和格林函數法給出了解析解，并初步研究了水化熱對圍護結構溫度場的影響；但并未開展水化熱對地埋管周圍地溫的影響研究；而地溫變化對地埋管換熱效果影響的研究尚不多見．本文依托上海市自然博物館能源地下工程項目，基于上述水泥水化放熱量求解方法以及地埋管周圍地溫場變化特性，開展研究地下工程中水泥水化熱對地埋管周圍地溫的影響；然后基于上述地下連續墻內埋管的傳熱理論研究地溫變化對地埋管夏季工況換熱效果的影響，從而得出水化熱對地源熱泵地埋管換熱效果的影響，為保障地源熱泵系統的高效運行提供相應指導．

1上海市自然博物館工程概況

上海自然博物館位于上海市靜安區雕塑公園中．地鐵13號線從其下部穿越．基坑開挖深度為17．5m，采用地下連續墻作為圍護結構．為了減小基坑施工對周圍建筑的影響，在基坑的局部區域采用攪拌樁進行地基加固，基坑內攪拌樁加固區域寬8m，內坑外攪拌區寬0．85m，加固范圍為從第一道圈梁至底板以下4m；圈梁至底板攪拌區的水泥參量為180kg•m－3，底板下部攪拌區的水泥參量360kg•m－3；D2型地下連續墻尺寸為1m×6m×38m，內襯墻厚度為0．6m，底板厚度為1．5m．地基加固平面如圖1所示．上海自然博物館采用地源熱泵系統來承擔建筑冬季熱負荷和部分夏季冷負荷．受場地限制，采用能源地下工程的理念將地源熱泵系統地埋管布置在地鐵連續墻內、自然博物館連續墻內以及自然博物館地下室范圍內的灌注樁內，如圖2所示．

2水泥水化熱對地溫的影響

通過Ansys數值模擬與現場實測地溫的變化來研究在地源熱泵系統投入使用時水泥水化熱對地溫的影響．數值模型依據上海自然博物館的D2－3地下連續墻與其周圍的加固土體（圖1）建立，同時現場測試該地下連續墻埋深25m和37m處地溫的變化．

2．1基本假設（1）假設埋深小于5m的初始地溫場由地表空氣對流換熱作用10年形成；（2）當地層埋深大于等于5m時，不考慮氣溫對地溫的影響，且認為地溫隨埋深成線性遞增；因為埋深5m處的地溫隨氣溫變化的振幅已衰減為地表的2．3％［10］；（3）不考慮混凝土與土體之間的接觸熱阻；（4）不考慮工程樁的水化熱，因為工程樁的有效面積比較小．

2．2計算模型二維計算剖面如圖3a所示，地下連續墻寬1m，地下連續墻左側（基坑外）土體寬度取20m，右側（基坑內）寬度取28m，地表以下取60m；計算模型如圖3b所示．

2．3熱物理參數為了簡化數值模型，將計算范圍熱物理性質相近的土層歸為同一土層，共分三層：軟土層（0～25m），硬土層（25～30m），承壓含水層（30～60m），并將各層內熱物理參數的平均值作為相應土層的熱物理參數值．各土層、攪拌樁及混凝土的材料熱物理參數見表1．

2．4邊界條件空氣與土體和混凝土之間屬于第三類邊界條件．（1）初始地溫場：通過數值計算10年時間的地表空氣對流換熱作用得到埋深小于5m的初始地溫場．對上海地區現有地溫測試數據進行擬合得到埋深大于等于5m的地溫函數。

2．5水化放熱模型由于水泥材料的水化熱釋放過程相對于地下工程的建設過程較短，所以，對地溫場起決定性作用的是水化熱總量，而與其水化放熱的模型關系相對較小．由此，混凝土與攪拌樁的水化熱模型均采用復合指數模型。2．6水化熱施加過程按照上海自然博物館的實際工況進行模擬．為了簡化模擬過程，水化熱每天施加一次，混凝土和土體與空氣的對流換熱每月進行一次，空氣溫度取每月的平均溫度，見表4．上海自然博物館埋管灌注樁（圖2）的有效深度為地下室底板以下0～45m，以此埋深范圍內的地溫變化來評判水化熱對地埋管換熱效果的影響．圖6是距地下連續墻一定范圍內地溫平均升高的情況，即距離地下連續墻2．85m處地溫的平均升高為2．2℃，距地下連續墻13m以內地溫的平均升高在1℃以上．圖7是在地源熱泵投入使用時沿深度方向的地溫分布曲線，即距離地下連續墻越近，地溫受到水化熱的影響越明顯，底板以下約10m處的地溫受水化熱影響最大．

3地溫升高對地埋管換熱效果的影響

3．1地溫升高對地埋管換熱效果影響的理論分析由牛頓冷卻定律可以得到單位時間對流換熱量。2．7計算結果對D2－3地下連續墻埋深25和37m處的溫度變化進行數值計算，并與實測數據對比．地下連續墻埋深25m處溫度的實測值與計算值偏差較大，如圖4所示；而埋深37m處兩者的數據較為吻合（圖5）．地基加固的區域為第一道圈梁至基坑底板以下4m（埋深21．5m），25m處測點的溫度受攪拌樁水化熱的影響較大，但實測值與理論計算值有一定的偏差，原因之一是攪拌樁施工質量受諸多因素的影響，相比地下連續墻其施工質量較難得到保證，如攪拌的均勻性，水泥凈漿摻入量會隨深度而不均勻，尤其是當深度較大時水泥凈漿摻入量較難保證。

3．2地埋管換熱效果的現場實測分析分別對上海自然博物館的D2－23和D3－1地下連續墻內埋管進行換熱能力測試．采用恒溫法測試地下連續墻內埋管的換熱效果．受水化熱的影響，在開始測試前地溫仍然維持在較高的溫度（平均值為29．5℃），為了保證一定的溫差，結合實驗條件，地下連續墻內埋管的進水溫度調整為38℃．實測進回水溫度變化曲線如圖8和圖9所示，實驗結果見表5．從D3－1測試數據可看出，開始試驗500min后進出水溫差接近穩定，此時進出口水溫差為3．1℃，換熱量為2．21kw，然后將進水溫度逐漸提高至39℃，進出口水溫差增加為3．4℃，換熱量為2．42kw，換熱量提高了9．50％．由式（8）計算該試驗工況中換熱量提高的變化率為11．76％，由于39℃的進水溫度在換熱量達到穩定期時已經歷了約650min，地埋管周圍的地溫會隨實驗的運行而升高，受現場實驗條件制約，此時的地溫仍按實驗前的平均地溫，因此由式（8）計算得到的換熱量變化率比現場實測的換熱量變化率大．

3．3地溫升高對地埋管換熱效果影響的數值分析將地埋管對流換熱問題由三維轉換成二維進行分析，然后基于Ansys軟件進行數值模擬．首先確定管內流體的平均溫度，然后計算流體出水溫度，從而得到地埋管的換熱量．

3．3．1基本假設（1）土層熱物理參數取不同埋深的平均值；（2）熱物理參數不隨溫度變化；（3）將系統運行12h之后的換熱量作為換熱效果的參考，因為地溫場在系統運行12h后達到穩定；（4）各個管內沿長度方向同一斷面的換熱量相同．

3．3．2計算模型根據D2－23段地下連續墻的埋管形式建立有限元模型，試驗時地下連續墻水平斷面有4根地埋管，取對稱模型，其中混凝土厚度為1m，基坑內、外土寬度體分別為1m和2m，模型寬度為3m，如圖10a所示．地埋管、混凝土和土體采用實體單元，在地埋管管壁附加表面效應單元，將熱對流邊界施加于表面效應單元上．計算模型如圖10b所示。

3．3．3熱物理參數模型中介質的熱物理參數見表6．

3．3．4邊界條件如圖10b中，模型左側為對稱邊界，其他邊界為恒溫邊界（溫度與地溫相同）；地埋管管內壁為熱流邊界．

3．3．5計算結果對D2－23地下連續墻進水溫度為38℃，平均地溫為29．5℃的實驗工況進行數值計算，得到的換熱量為2．63kw，現場實測結果為2．74kw（表5），兩者換熱量相差為4．0％．雖然有限元法不能準確地模擬熱響應試驗過程，但是用其計算溫度場穩定時地下連續墻內埋管換的熱量與試驗結果較為吻合．對進水溫度為35℃，地溫為17．6℃～30℃的試驗工況進行數值計算，得到系統在運行48h的換熱量，如圖11所示．圖中，R為相關系數。由上述計算可知上海自然博物館地源熱泵夏季工況地埋管總換熱量隨初始地溫升高而線性減小，且地溫升高1℃，換熱量減小5．76％，與式（8）計算所得的5．75％較為吻合．

3．4結果對比分析通過現場實測D3－1地下連續墻內埋管在進水溫度變化1℃時換熱量的變化，得到相應的換熱量的變化率，并與理論分析進行對比，驗證了式（8）的合理性，然后通過式（8）計算得到地溫變化1℃對上海自然博物館地源熱泵地埋管換熱量的影響．將現場實測D2－23地下連續墻內埋管的換熱量與數值計算進行對比，驗證了數值計算的合理性，然后通過數值計算得到地溫變化1℃對上海自然博物館地源熱泵地埋管換熱量的影響．

4結論

第7篇：溫度變化和熱量的關系范文

關鍵詞：蒸發囂 電子膨脹閃工調節特性 控制方法 獨立控制

電子膨脹閥――蒸發器聯合調節特性與控制策略

符號

CD――開度系數

Z――軸向長度，m

Te. Tc――蒸發、冷凝溫度，℃

Tin――室內溫度，℃

Tα――換熱器進口風溫，℃

Fi――壓縮機頻率，Hz

Gr――制冷劑流量，kg/s

Gα――風量，m3/h

Tsu――過熱度，℃

Tsb――過冷度，℃

Q――換熱量，kW

ρ――介質密度，kg/m3

P-壓力，Pa

h――介質焓，J/kg

A――管內截面積，m2

S――管內截面周長，m

A（z）――開度對應的截面積

d――管徑

τ――管內表面切應力，N/m2

q――熱流密度，W/m2

α――兩相流空泡系數

g――重力加速度，9.8m/s2

u――流速，m/s

Ov――電子膨脹閥開度

下標

l――液相制冷劑

v――汽相制冷劑

a――空氣

1.引言

隨著制冷空調技術的迅速發展，空調器正在從傳統的單室內機、單室外機的結構逐漸向單室外機多室內機及多室內機和多室外機系統發展，系統結構逐漸趨于復雜，具有代表性的變流量制冷系統（Variable Refrigerant Volume Air - conditioning System， 簡稱VRV）也從單元變流量制冷系統（SVRV）向多元變流量制冷系統發展（MVRV）[1-3]。對于多室內機的熱回收系統來說，室內機可能同時做冷凝器或蒸發器使用，而且隨著人民生活水平的提高，對室內熱舒適性也提出了更高的要求，傳統的一些控制方法已不能再適應新空調系統的需要。由于系統的復雜程度的增加，傳統的一些基于制冷空調系統整體的控制算法都由于其兼容性和可擴展性等因素而受到了很大的局限，因此各室內機和室外機獨立控制的思想已經被引入到制冷空調系統的控制之中，一些控制理論和算法如矩陣電子控制算法、人工神經元算法和模糊控制算法都已經被引用到實際的制冷空調系統中[4-8]。為使制冷空調系統能安全穩定的運行，除了在控制技術上提高之外，更要注重研究制冷空調系統本身的運行調節特性。本文在通過分析系統在制冷模式下電子膨脹閥開度、室內溫度、室內機風量、蒸發溫度、冷凝溫度等對室內機換熱的影響的基礎上，得出了室內機的調節特性，找出了對室內機制冷模式下更合理的控制策略。

2.數學模型

2.1 電子膨脹閥

電子膨脹閥是通過步進電機等手段使閥芯產生連續位移，從而改變制冷劑流通面積的節流裝置。研究表明，電子膨脹閥的流量特性可借鑒熱力膨脹閥的研究成果[9-12]，其模型描述為：

能量方程：

hin=hout

(1)

動量方程：

2.2 蒸發管路及蒸發器模型

2.2.1 管內制冷劑側穩態模型

在VRV空調系統中，由于膨脹閥可能設置在離蒸發器較遠的位置，節流后的兩相制冷劑沿膨脹閥后的管路進入蒸發器，所以在該段管路及蒸發器內部的大部分區域制　劑處于兩相流動狀態；當液體過冷度較小時，由于管道阻力及上升立管中重力的影響，液態制冷劑將會出現閃蒸，閃蒸之后管路內的流動也為氣、液兩相流動；當室內換熱器制熱采用其出口電子膨脹閥控制制冷劑過冷度時，膨脹閥之后的高壓液體管內仍然可能呈氣、液兩相狀態。在制冷空調領域內，蒸發管路內制冷劑兩相流呈環狀流[13，14]，故本文以環狀流建模。因制冷劑蒸發現象可能發生上述管段的任何位置，建模時必須在動量議程中考慮重力項。

能量守恒議程：

整理上述議程，分別得到氣、液兩相流的質量守恒方程和動量守恒方程。

質量守恒方程：

動量守恒方程：

式中　Ρtp=αρv+(1-α) ρl是微元管段中兩相流體單位容積的質量，稱為兩相流體的密度。

在式（3）～（5）中存在P、α、uv和u1四個未知數，方程無法封閉求解。傳統的方法采用空隙率經驗公式作為補充方程，使方程封閉。但目前還不存在公認準確的空隙率模型計算公式；本文采用文獻［4］所提出的兩相界面關系方程使方程封閉。

氣、液兩相界面關系方程：

在式（3）～（6）四個方程中，共有P、α、uv和u1四個未知數，方程組封閉可解。

2.2.2 空氣側換熱模型

因橫流蒸發器外側的空氣流速較低，一般Re＜2000，且蒸發器沿氣流方向的管排數較少，故忽略空氣側壓降，只考慮質量守恒和能量守恒方程。

質量守恒方程：

能量守恒方程：

3.調節特性

數值求解蒸發管路和電子膨脹閥的數學模型，可以得出系統的仿真特性。對于選定的系統來說，換熱器的幾何參數為定值，是一個不可調的參數。因此，影響電子膨脹閥－蒸發器部分換熱效果的因素主要有電子膨脹閥開度、換熱風量、冷凝溫度、蒸發溫度、室內環境溫度、換熱器幾何參數。

3.1 膨脹閥開度對蒸發器換熱量的影響

如圖1所示，當系統風量為600m3/h其他參數不變時，蒸發器換熱量隨膨脹閥相對開度的變化曲線。

圖1 換熱量隨膨脹閥相對開度變化曲線

當電子膨脹閥開度很小時，通過蒸發器的制冷劑流量也很小，制冷劑很容易在蒸發器內變成熱氣體，在蒸發器出口處有一定的過熱度，蒸發器兩端的制冷劑焓差基本為一定值。因為制冷劑流量隨電子膨脹閥開大而增加，在換熱條件仍能保證蒸發器出口制冷劑過熱時，出口制冷劑焓值變化不大，所以蒸發器的換熱量也隨流量的增加而逐漸增加。當膨脹閥繼續開大，制冷劑流量增大到一定程度以后，換熱條件已經不能使制冷劑出口有過熱度，出口已經處于兩相區，管外空氣側的流量和換熱系數基本為定值，制冷劑流量的增大造成出口干度的降低，但管內制冷劑的換熱系數會有所上升，因此，蒸發器換熱量只隨電子膨脹閥相對開度的增加略有上升。這說明，在蒸發器出口有過熱度的情況下，通過調節電子膨脹閥的開度來調節蒸發器的換熱量的效果是很明顯的，而當蒸發器出口已出現回液的情況下，通過調節電子膨脹閥的開度來調節蒸發器的換熱量收效甚微。

3.2 室內機風量對蒸發器換熱量的影響

換熱量隨室內機風量的變化曲線如圖2所示，當風量很小時，不能使管內的制冷劑完全蒸發，蒸發器出口有一定的回液，隨著風量的增加，管外的換熱系數也逐漸增加，空氣帶走的熱量增多，因此蒸發器出口處的制冷劑干度也逐漸增加，制冷劑在蒸發器進出口的焓差逐漸增大，在制冷劑流量不變的情況下，換熱量逐漸增大，當風量增大到一定程度以后，蒸發器內的制冷劑能夠完全蒸發，風量增加使制冷劑只能進行顯熱交換，出口焓值變化已經不大，所以換熱量隨風量增大而略有增加。

圖2 換熱量隨風量變化曲線

3.3 冷凝溫度對蒸發器換熱量的影響

在其他因素不變的情況下，冷凝溫度、冷凝壓力的變化主要通過影響制冷劑流量來影響蒸發器的換熱量，如圖3所示。隨著冷凝壓力的升高，電子膨脹閥的進出口壓差也隨著增大，在蒸發器能夠保證制冷劑完全蒸發的情況下，制冷劑流量的增加也就意味著蒸發器換熱量的增加。

圖3 換熱量隨冷凝溫度變化曲線

3.4 蒸發溫度對蒸發器換熱量的影響

在其他因素不變的情況下，蒸發溫度、蒸發壓力的變化從兩個方面來影響蒸發器的換熱量，一方面隨著蒸發溫度（蒸發壓力）的升高，電子膨脹閥的進出口壓差減小，使得通過電子膨脹閥的制冷劑流量減小；另一方面，蒸發溫度的升高，使得制冷劑與空氣的換熱溫差減小，也使換熱效果降低。兩個方面的因素共同使蒸發器的換熱量隨著蒸發溫度的升高而降低。如圖4所示。

圖4 換熱量隨蒸發溫度變化曲線

3.5 室溫對蒸發器換熱量的影響

室內溫度對蒸發器換熱量的影響如圖5所示。室內溫度就是蒸發器空氣側的入口溫度，當蒸發溫度一定時，室內溫度主要影響管內外的換熱溫差，由于經過蒸發器冷卻，空氣溫度最多只能降低到蒸發溫度，所以當風量一定時也決定了蒸發器的最大換熱量。當室內溫度很低時，蒸發器內的制冷劑不能完全蒸發，蒸發器出口有回液現象，隨著室內溫度的上升，換熱器的換熱量也逐漸上升，蒸發器出口的制冷劑干度也逐漸上升；當室內溫度上升至一定值時，制冷劑能夠完全蒸發，蒸發器出口有一定的過熱度，由于制冷劑溫度最高只能升到室內溫度，制冷劑的在蒸發器出口的焓值變化很小，換熱量隨室溫的增加略有上升。

圖5 換熱量隨室溫變化曲線

3.6 調節參數的聯合影響

影響蒸發器換熱量的參數中蒸發溫度和冷凝溫度是表征系統運行的參數，不能直接作為調節參數，室內溫度是被控對象；如果系統正常運行，還需要蒸發器出口制冷劑保持一定的過熱度以防止回液。因此，要控制的參數是室內溫度和過熱度，能作為調節參數的只有室內機風量和電子膨脹閥開度。室內機風量和電子膨脹閥開度對室內蒸發器的聯合影響結果如圖6所示。

圖6 制冷量、過熱度隨膨脹閥開度和室內機風量的變化曲線

電子膨脹閥和蒸發器聯合工作輸入、輸出狀態方程可以用下式來表示：

結合前面的分析可以發現：

(1) 當蒸發器出口制冷劑已經過熱時，因制冷劑出口焓值變化不大，電子膨脹閥所決定的制冷劑出流量是決定換熱量的主要因素；風量對換熱量不大，而對過熱度影響較大。各調節手段民對應的控制對象之間可近似認為是相互獨立的，此時B（t）是對角占優的。

(2) 當蒸發器出口為兩相流時，蒸發器空氣側進出口溫差基本為定值，換熱量主要由風量決定，電子膨脹閥開度對換熱量影響不大，但進、出口焓差與流量近似成反比，對出口干度的影響較大。室內機風量對過熱度同樣有較大的影響。此時B（t）是上三角矩陣。調節手段對控制對象的影響是有一定的耦合度的。

(3) 只要保證蒸發器出口為過熱狀態，就能實現調節手段與控制對象之間的獨立調控。而在制冷空調系統中，保證蒸發器出口過熱又是保證系統正常運行所必需的條件之一。所以在過熱度優先控制的模式下，獨立調節是可以實現的。

(4) 在蒸發器出口未過熱的情況下，調節風量和調節膨脹閥開度對過熱度有同等程度的影響。仍可以采用風量控過熱度優先的方法，同時用膨脹閥開度來改善風量對過熱度的調節，獨立控制與適當的耦合也能取得同樣效果。

根據上述分析，提出了風量Gα控制過熱度Tsu，電子膨脹閥開度Qυ控制室內溫度Tin的控制策略。

5.結論 在兩個優先原則下，可以實現室內機風量與電子膨脹閥開度對室內溫度與過熱度的解耦控制，獨立控制策略是可以實現的；獨立控制策略可用于復雜的系統，可對整個系統采用分布式控制模式；獨立控制策略便于實現模塊化，不會因系統形式的改變而對控制方法產生較大的影響；獨立控制策略有較強的可擴展性，不會由于系統的復雜而增加控制部分的成本。

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12 翁文，王瑾竹，蔣能照.電子膨脹閥的制冷劑流量特性的實驗研究.流體機械，1998；26（10）：58

13 石文星，邵雙全，彥啟森.電子膨脹閥-壓縮機聯合調節特性與控制策略.中國暖通空調制冷2000年學術年會學術文集，2000：184-188

第8篇：溫度變化和熱量的關系范文

關鍵字處理器；動態功耗；溫度監控

1引言

隨著CPU集成度和運行速度的不斷提高，其功耗也越來越大，導致CPU的運行溫度越來越高，并成為CPU技術發展的瓶頸。CPU的溫升不僅影響CPU技術的進一步快速發展，而且直接影響CPU的穩定性和使用壽命。如何抑制CPU的溫升和迅速降低CPU的溫度成為CPU設計和使用的一個重點。

CPU設計者主要從體系結構設計、集成電路半導體材料選擇、CPU內功能電路布局、CPU幾何尺寸等方面把握CPU的理論功耗和表面散熱途徑。CPU在完成設計并成為產品以后，在使用的過程中，它的實際功耗和散熱效率會因不同的使用環境而有所不同。CPU的使用環境包括周圍溫度、氣壓、通風、供電電壓、時鐘頻率、散熱措施、負荷特點等。本文重點討論各種溫控技術，并且給出解決降溫的各種措施。

2影響CPU溫升的因素

CPU的溫升取決于兩大方面，一個方面是CPU工作不斷產生的熱量累積；另一個方面是對CPU產生的熱量的導散。熱量增加和散熱不暢都會導致CPU的溫度上升，并造成對CPU的損傷。

CPU的熱量來源于它的功耗，根據CPU功耗與供電電壓和工作頻率的關系可以看到供電電壓和工作頻率是影響CPU溫升的兩個重要因素。

CMOS電路CPU的動態功耗為P=CV2f，其中C表示電路負載大小，V表示供電電壓，f為工作頻率。可見工作頻率f與芯片的動態功耗成線性正比例關系，供電電壓V的平方與芯片的動態功耗成線性正比例關系，對于一顆CPU來說，電壓越高，時鐘頻率越快，則功率消耗越大。因此，在能夠滿足功能正常的前提下，盡可能選擇低電壓工作的CPU能夠在總體功耗方面得到較好的效果。對于已經選定的CPU來講，降低供電電壓和工作頻率，也是一條節省功率的可行之路。

3CPU的溫控技術[1][4][5]

3.1外部溫度監控技術

對CPU溫度監控通過“外部監測”措施—即通過主板CPU插座下面的熱敏電阻來監測CPU工作時的溫度。CPU插座內采用立式或貼片式的熱敏電阻。整個監測過程全部是由主板來負責，熱敏電阻直接將所監測到的數據傳給主板上的溫控電路，如果監測到CPU的工作溫度超過在BIOS中的預設值時就會自動斷電關機或報警。采用此種方式的優點是體積小、價格低，使用方便，不過在監控處理器溫度時明顯存在缺陷，比如用此類監測方式得到的溫度往往是CPU底面的溫度，而不是內核溫度，溫度讀數是由監控芯片根據溫敏電阻的阻值變化計算得出，而且此類接觸式測試受外部環境影響較大。如果熱敏電阻與微處理器接觸不夠緊密，微處理器的熱量不能有效地傳送到，所測量溫度會有很大誤差。有些主板上采用SMD貼片熱敏電阻去測量微處理器溫度，其測量誤差比直立式熱敏電阻誤差更大，因為這種貼片元件很難緊密接觸到微處理器。故此類CPU溫控結果誤差性極大、反應不靈敏，所得結果僅僅只供參考。這就帶來了一個十分嚴重的問題∶表面溫度不能及時反映微處理器核心溫度變化，從而形成一個時間滯后的問題。因為核心溫度變化之后要經過一段時間才能傳送到微處理器表面。相比之下，表面溫度反應十分遲鈍，其升溫速度遠不及核心溫度，當核心溫度發生急劇變化時，表面溫度只有“小幅上揚”。Pentium4和AthlonXP等最新的微處理器，其核心溫度變化速度達30～50℃/s，核心溫度的變化速度越快，測量溫度的延遲誤差也越大。在這種背景之下，如果再以表面溫度作為控制目標，保護電路尚未做出反應，微處理器可能早已燒壞。因此曾提出“TemperatureOffsetCorrection”(溫度偏差修正)的CPU內核心溫度監測溫度修正方案來糾正此種CPU溫控所帶來的偏差。所謂“溫度偏差修正”就是指當系統采用外部測量法時，必須在測量結果的基礎上增加一個溫度偏差值：即BIOS中顯示的溫度值=實際測試值+溫度偏差值。這個偏差值由主板熱敏電阻、臨界溫度等因素來決定，當系統設定以后它就是一個常量(通過刷新BIOS可以改變這個值)。這些措施在一定程度上可以減小誤差值。但是，問題仍不能得到根本性解決，比如對于突發事件(如風扇脫落)所帶來的溫度急劇提升完全不能及時做出反應。為此我們考慮采用內部溫控技術。

3.2內部溫控技術

針對外部溫度監控技術的不足，CPU廠商在CPU內核里面加入了一個專門用于監測CPU溫度的熱敏二極管，將CPU溫度來引了“內部溫控”時代。在這里整個處理器溫度監控系統可分為外部控制型和內部控制型兩種基本結構。外部控制型監控系統，其實就是主板的溫度監控電路，它有三種基本存在形式∶一種是采用獨立的控制芯片，，這些芯片除了處理溫度信號，同時還能處理電壓和轉速信號；第二種形式是在BIOS芯片中集成了溫度控制功能；第三種形式是南橋芯片中集成溫度控制功能，目前新一代南橋芯片都有溫度監控功能。而內部控制型監控系統則是指CPU內核心中整合的熱敏二極管，這個熱敏二極管的正負兩極作為CPU兩個針腳直接來通過主板CPU插座和主板的溫度監控電路相連。在整個監控過程中，當CPU工作時，熱敏二極管就將感應到的數據變化傳輸給主板的溫控電路，由主板的一個特定邏輯運算電路通過所接收到的數據計算出CPU的內核溫度，如果計算出來的溫度高于預設溫度警戒線時，系統就會自動在瞬間切斷CPU核心電壓，使CPU停止工作并讓系統掛起來，從而可以很好地保護CPU不被燒毀。P2、P3及AthlonXP處理器都是采用了此種技術。這種方法反饋回來的溫度并不是很準確，往往要比CPU核心溫度低5度左右。為防止它的處理器過熱燒毀推出了S2K總線斷開技術：即當處理器內核溫度過高時，系統會發出一個HALT指令(HALT改指令的意思是在沒有要處理的指令和數據時將處理器掛起)，當CPU接收到HALT指令時，處理器會轉到相應的等待模式，這種模式只需要消耗較小的功率。

通過在CPU內核整合熱敏二極管來控溫已經是一種能很準確監控CPU核心溫度的方法了，而且配合主板的溫控電路就能即時保護過熱的CPU，使其不至于在風扇突然停轉或意外脫落時CPU被燒掉。但此類內部溫控技術存在一個弊端，那就是在CPU溫度過高時通過直接關閉電腦來達到保護的目的，這樣會導致數據因為未能及時保存而丟失，忽略了數據的價值往往要比一個CPU的價值要高的可能性。而且熱量不穩定可能導致系統不穩定，如果電腦死機或程序進入死循環，就會失去監控作用，也就無法保護微處理器了。

3.3熱量控制電路

為彌補第一代內部溫度監控技術的不足，Intel在Northwood核心P4中引入了第2代內部溫度監控技術—熱量控制電路(ThermalControlCircuit，英特爾又將它命名為熱量監視器(ThermalMonitoring))。P3、AthlonXP的溫控電路的特點是內部僅擁有一個熱敏二極管不同，而Northwood核心P4的熱量控制電路擁有兩套熱敏二極管。其中一套熱敏二極管偵測CPU的溫度值并傳輸給主板上的硬件監控系統，這套裝置像傳統的內部溫控技術一樣通過關閉系統來保護CPU，不過只是在緊急情況才會自動關閉。第二套熱敏二極管放置在CPU內核溫度最高的部位，幾乎觸及ALU單元，并作為熱量控制電路的一個組成部分。在CPU工作中，這兩套熱敏二極管的電阻會因溫度而變化，因此通過它的電流也會隨著CPU的核心溫度而變化，通過與內設參考電流的比較，系統能夠判斷當前電流是否達到了臨界點。如果CPU最熱的地方超過一定值，第二套熱量溫控裝置會發送一個PROCHOT#信號使熱量控制電路系統開始工作，通過減小CPU的負載來降溫，其實這套熱敏二極管起到波動調節作用。Pentium4的熱量控制機制并非是減少時鐘頻率，而是減少其輸出的有效工作頻率。當溫度正常的時候，ALUs(算術邏輯運算器)將會接受到一定的頻率。但當主板檢測到CPU的核心溫度達到一個特定的臨界值時，熱量控制電路就開始發送PROCHOT#信號，將空置的時鐘周期插入到正常的時鐘周期內，發送到CPU的調節信號如圖1所示。

圖1發送到CPU的調節信號

PROCHOT#激活的無效周期會將某些正常時鐘周期省略掉，使得最終發送給CPU邏輯運算單元的信號頻率就會有所降低，從而通過降低CPU的工作效能來達到降溫的目的。隨著溫度的降低，熱量控制電路將會開始減少空時鐘周期的數量以使CPU返回它原來的工作模式。只要CPU核心溫度比臨界值低1度時，熱量監視器就會停止發送過熱信號。熱量控制單元就會停止產生空的時鐘周期，CPU的性能也就恢復到正常值，過熱保護系統被激活只需十幾億分之一秒，我們還可以在Pentium4主板的BIOS中選擇超警戒溫度來進行控制。當處理器的任務周期(dutycycle)占全部周期的比例越大說明處理器的工作效率越高，其可以調節的比例在12.5%到87.5%之間，選擇的數值越小，則任務周期的比例越小，效率降幅反而越大，我們還可以利用PROCHOT#引腳功能保護主板的其它元件。當供電模塊的溫度超出警戒溫度時，監控電路輸出低電平到PROCHOT#，從而激活TCC，通過降低微處理器功耗來達到保護供電模塊及主板其它元件的目的。

4抑制CPU溫升的措施

4.1風冷散熱系統

風冷散熱系統由散熱片和風扇構成，判斷散熱片的好壞的重要依據是表面積的大小，采用眾多的鰭片來提高散熱效果。散熱片的內部和邊緣需要設置合理的導風通道，散熱片的切割面要磨光，以使其能與CPU表面完全結合。滾珠軸承的壽命、噪音、發熱量遠較含油軸承好。工作電壓為12v，耗電量在十瓦之內。不少人認為風扇轉速越高，那么在同一時間內，從CPU上帶走的熱量就越多，這樣CPU就越容易冷卻，事實并不是如此。如果風扇的轉速超過其標準值，那么風扇在長時間超負荷情況下運行時，從CPU上帶走的熱量就比在高速轉動過程中產生的熱量小，這樣時間運行得越長，熱量差也就越大，高速運轉的風扇不但不能起到良好的冷卻效果，反而使CPU溫度大幅提升；況且，散熱風扇的轉速越高，可能在運轉過程中產生的噪音就越大，嚴重的話可能讓風扇或者CPU報廢；另外，要想讓風扇高速運轉，還必須有較大的功率來提供動力源，而高動力源是從主板和電源中的高功率中獲得的，主板和電源在超負荷功率下就會經常引起系統的不穩定。所以，風扇轉速越高冷卻效果越好的說法是不成立的。從理論上分析，風扇功率越大散熱效果應該越好，但這樣的理論成立是在一定的前提之下的，也就是說在風扇的運行功率不超過額定運行功率的條件下，功率越大的風扇通常它的風力也越強勁，散熱的效果也越好。而風扇的功率與風扇的轉速又是直接聯系在一起的，也就是說風扇的轉速越高，風扇也就越強勁有力。不能片面地強調高功率，這需要同計算機本身的功率相匹配，如果功率過大，不但不能起到很好的冷卻效果，反而可能會加重計算機的工作負荷，從而會產生惡循環，最終縮短了CPU風扇的壽命。因此，用戶在選擇CPU風扇時，不能錯誤認為風扇功率大其散熱效果肯定會好，而應該根據夠用原則來選擇與自己電腦相匹配的風扇。并且在選擇好風扇之后能夠根據實際情況選擇合適的機箱，從而更好地降低CPU的溫度。

4.2半導體散熱系統

半導體制冷器由許多N型和P型半導體材料排列組成，N、P之間是銅、鋁等金屬材料，外面是絕緣和導熱良好的陶瓷片。通電后，電子由負極出發，經P型半導體吸收熱量，至N型半導體放出熱量。冷端接到CPU，熱端接到散熱片，由風扇將熱量排出。這種散熱系統消耗功率為10w至50w，增加了微機電源負擔，本身產生大量熱，容易造成半導體散熱片的高溫燒毀，低溫一面容易產生露。

4.3液氮散熱系統

液氮散熱系統的工作原理是將主板、CPU等部件密封于一個空間里并抽成真空，CPU被內部充滿液態氮的玻璃容器密封。進行類似水冷的循環散熱。，它的特點是冷卻能力強，但制造工藝復雜，容易結霜產生露水。

4.4軟件降溫

軟件降溫利用了CPU“空閑掛起”指令進行工作，從而實現了CPU的降溫及功耗的降低。“空閑掛起”就是指在一段時間內沒有接收到指令，CPU自動進入低耗能的休眠狀態，降溫軟件縮短了CPU進入休眠狀態的等候時間，從而減少了熱量的產生。降溫軟件占用約1%至3%的系統資源，使CPU下降3至10℃。但是當CPU進行實時多任務的工作時，CPU能夠得到“空閑掛起”的機會不大，這種情況下，軟件降溫的作用便失去了。

5結論

本文從CPU升溫的因素說起，接著詳細地介紹了當前幾種主要的CPU溫控技術，并分析每種溫控技術的優缺點，接著介紹了當前的幾種主要的CPU降溫措施。

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第9篇：溫度變化和熱量的關系范文

關鍵詞 熱量表；動態計量；誤差；工作原理

中圖分類號 TH81 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）101-0130-01

我國北方地區長期以來的采暖用熱都不是按照實際用熱量來進行計量收費的，而一般都是按照住宅面積收費，而用戶也不可以按照自身的實際需要來對用熱量進行調節，這樣一來，就嚴重造成了熱資源的浪費，用戶節能意識也較差，甚至有些用戶為了貪圖便宜，在可以不用暖氣的時候仍然把暖氣閥門打開或者將溫度設置較高。這種熱量的收費方式明顯就存在著不科學性和不合理性。而國外很多發達國家早已在二十世紀八十年代初就開始大規模應用熱量表，熱力公司計價收費的手段和依據也早已按照熱量表所顯示的實際用熱量來進行收取，據美國國家能源中心統計，采用熱量表之后，平均可以節能20%～30%。在我國目前的市場經濟體制下，現有熱量的收費制度已經完全不能滿足需要，國家建設部等相關部委也做出了規定，要求全面普及熱量表。

1 熱量表的工作原理

熱量表又稱熱能積算儀、熱能表，主要是用于對載熱液體在熱交換環路中所轉換或者所吸收熱量進行測量的儀器，可以有效地測量出供冷系統的吸熱量和供熱系統的供熱量，顯示熱量也是采用法定的計量單位。將流量計安裝在回流管上或者流體入口處發出脈沖信號，再將一對溫度傳感器分別安裝在通過載熱流體的下行管上和上行管上給出表示溫差的模擬信號，三路傳感器的信號就構成了熱量表采集數據，最后想要獲取熱交換系統中的熱量數據，采用積算公式即可。

建筑供暖將實行分戶計量，每戶家庭將安裝一塊熱量表，按照實際供熱量收費，家中再安裝一個溫控閥，可以調節溫度，用多少熱，就花多少錢。在冬天供暖季，保證房屋通風的情況下，住戶可通過手動改變溫控閥的溫度設定值，自主調節室內溫度，就好比用遙控器及時控制空調溫度一樣，在提高舒適度的同時還節約能源。但分戶計量不僅僅是裝個熱量表那么簡單，房屋的不同朝向、不同戶型和不同的位置，都會影響供熱的效果。熱和水、電不同，熱有傳導性，位于單元東西兩頭的房間和位于中間的房間，要達到同樣的室溫，其所需的熱量是不同的，因為兩頭的房屋有冷墻，因此需要更多的熱量才能夠達到相同的溫度。

熱量表在使用過程中，不可將管道上的閥門完全關閉，管道中長時間無熱水流過，易造成熱量表凍壞；熱能表為計量器具，必須按照國家標準的要求對其進行定期檢定，并在檢定時更換電池；換熱系統的水質要清潔、軟化、無污垢，以保證熱能表流暢運行、不被堵塞、損壞；熱量表必須安裝過濾器，并對過濾器進行定期清洗；換熱系統正常工作時，如果發現熱量表瞬時流量明顯減少，這說明過濾器內污垢過多使管道變窄，水流減小，這時應及時清理過濾器；熱量表的外部應有保護措施，如儀表箱體，防止人為破壞或意外損壞。

2 熱量表的動態計量特點

不管是國產的熱量表，還是進口的熱量表，其計算用戶系統散熱量的原理都是K系數法和焓差法兩種，這兩種原理都是基于國際建議OIML R75-1標準（由國際法制計量組織制定）和歐洲熱量表標準EN1434。計算換熱量的時候，無論是采用K系數法，還是采用焓差法，其所造成的誤差都不只是簡單的流量誤差和溫度誤差之和了，因為水的K系數、焓值、密度與溫度都不是簡單的線性關系。熱量表在實際運行過程中，其誤差與測量點的焓值、密度、流量、溫度密切相關 ，且計算十分繁瑣復雜。與焓差法相比，K系數與溫度的關系更加復雜，所以在計算數據時所涉及的數據量更大，所以一般為了方便，大多采用焓差法。

但是，這兩種熱量計算法都是在整個供熱系統趨于穩定時所得到的，但我們知道，在實際的供熱系統運行中，供水溫度和系統流量都很有可能出現連續變化或者階躍變化。在這種情況下，用戶系統散熱量就包括了時間的函數、溫度的函數、供熱系統流量的函數。且供熱系統從動態到穩態的過渡時間很長，所以一般都采用動態公式來計算累積熱量，而不采用穩態計算公式，目的就在于有效地避免誤差的產生。

熱量表一般分為三級表、二級表、一級表三個準確度等級，首先需要說明的是熱量表的最大允許誤差不能用一個固定的誤差數字來描述，比如2%或5%等等，因為即便同一準確度等級的熱量表，隨著工作條件不同，對它的誤差要求也是不同的。

由于整體式熱量表的各計量部件在邏輯上是不可分割的，所以它的最大允許誤差E必須由標準裝置一次性給出，它的誤差極限分別由下述公式給出：

3 熱量表動態計量誤差的特點

熱量表動態計量誤差的特點主要有以下一些：

1）當流量階躍量較小，而初始流量相同的時候，熱量表所對應的動態計量誤差較小；如果流量階躍量較大，且初始流量也不相同時，熱量表所對應的動態計量誤差就較大。

2）當初始流量不同，但是流量階躍量是相同的情況下，熱量表的動態計量誤差與初始流量的大小成反比，初始流量越小，則熱量表的動態計量誤差越大；初始流量越大，則熱量表的動態計量誤差越小。

3）熱量表動態計量誤差一般都只是存在于動態到穩態的過渡過程中，但是這個過渡時間往往需要三十分鐘以上，時間較長，所以應該想辦法采取相應的措施來予以修正。在對熱計量儀表進行標定時，應當采用整體標定的方法，這樣可以使熱量表標定的精度更高。

4）如果供熱系統的流量階躍量低于5kg/h的時候，那么一般來說，可以基本不考慮流量階躍量對于供熱系統的影響。但是如果高于5kg/h的時候，那么就必須考慮到所造成的誤差，及時予以修正。在修正該項誤差的過程中，應該加入一定的修正參數，按照相應的計算程序乘上與不同階躍量所相應的系數，以此在最大程度上降低流量測量值的影響。

4 結束語

總之，熱量表在熱量計量和節能減排中將會發揮出重要的作用，應該盡量降低熱量表的動態計量誤差，使其體現出較好的經濟價值和社會效益，值得大力發展。

參考文獻

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