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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(kāi)水,在想:“冷和熱的本質(zhì)是什么?”

  牛頓開(kāi)始思索,熱的東西都會(huì)慢慢變冷,而太冷的東西也會(huì)慢慢變熱。

  熱的冷的都會(huì)變成跟周?chē)粯拥臏囟取?p>  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(gè)過(guò)程。

  “我要找到這種由熱變冷的數(shù)學(xué)過(guò)程!”

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

  牛頓考慮了單位時(shí)間從單位面積散失的熱量與溫度差成正比,稱這個(gè)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(jì)算出,一個(gè)物體所損失的熱的速率與物體和其周?chē)h(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(shí)驗(yàn)確定的,在強(qiáng)制對(duì)流時(shí)與實(shí)際符合較好,在自然對(duì)流時(shí)只在溫度差不太大時(shí)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(shí)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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