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數(shù)學(xué)心

第九十六章 牛頓冷卻定律

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 175 2020-05-16 22:45:50

  1701年,牛頓望著一杯開水,在想:“冷和熱的本質(zhì)是什么?”

  牛頓開始思索,熱的東西都會慢慢變冷,而太冷的東西也會慢慢變熱。

  熱的冷的都會變成跟周圍一樣的溫度。

  牛頓繼續(xù)想,一旦這杯水的溫度高于外界,那從熱到冷,肯定有一個過程。

  “我要找到這種由熱變冷的數(shù)學(xué)過程!”

  然后牛頓一邊拿熱水,一邊拿溫度計放入熱水中,然后手里握著懷表。觀察每隔一段時間,把對應(yīng)的時間和溫度給記下來。

  牛頓考慮了單位時間從單位面積散失的熱量與溫度差成正比,稱這個比例系數(shù)稱為熱傳遞系數(shù)。

  自己根據(jù)數(shù)據(jù),列出公式計算出,一個物體所損失的熱的速率與物體和其周圍環(huán)境間的溫度差是成比例的。

  牛頓冷卻定律是牛頓在1701年用實驗確定的,在強制對流時與實際符合較好,在自然對流時只在溫度差不太大時才成立。

  牛頓冷卻定律揭示了任何物體冷卻共同遵守的數(shù)學(xué)規(guī)律,并且在提出后應(yīng)用于各學(xué)科研究直到至今。但是在實際生活中,不斷有人發(fā)現(xiàn),某些情況下,物體冷卻速率并非只和外部與物體的溫差有關(guān)。比如有人觀察到,兩杯除了溫度分別是100℃和70℃其他各種狀態(tài)都相同的水,放到冰箱里,居然是100℃的水先結(jié)冰。這種現(xiàn)象被稱為彭巴現(xiàn)象。

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