[請益] 理化問題(湖水熱量的傳遞)(整理)

[illb (愛使乾地變湧泉)]

: Q2. 冬天湖水表層結冰，但湖底仍未結冰，所以魚蝦得以生存
: 而此時湖水熱量主要的傳播方式應該是"傳導"還是"對流"呢?
: 考卷答案給"傳導"
: 但流體的傳熱方式主要不是"對流"嗎？

感謝版上回覆的老師～m m

關於湖水熱量的傳遞
整理了一下版上老師的解答與我自己的想法

傳熱方式常常會以多種並存，只是哪種方式的比重較大。
湖水不管是冬天還是夏天，當氣溫維持一定的溫度時，
湖底的水皆為密度最大，約4℃左右，而湖面低於或高於4℃的水密度皆較小，
表層水輕，底部水重，故對流方式並不明顯。

而對流停止後，湖水主要靠著"傳導"方式傳遞熱量，
而熱傳導遠不如對流來的快速，故湖底溫度大致保持4℃左右。

但當冬天回暖，因湖面結冰熔化，溫度開始上升，
從0℃上升至4℃的過程中，密度變大，又會往下流動至湖底，故開始有明顯的對流現象。

而當夏天變冷，此時湖面水溫開始下降至4℃的過程中，
密度變大，往下流動，故開始有明顯的對流現象。


結論是：

當冬天或夏天，氣溫無劇烈變化維持一定時，此時湖水主要傳熱方式為傳導
而當冬天回暖、夏天變冷之際，氣溫開始上升或下降時，此時湖水主要傳熱方式為對流。

--
每個人心中都有一本相簿
http://www.wretch.cc/album/mir7010

--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 123.193.121.119
推 ptrpan:正解～這篇專業～
推 huwnhi:illb兄文字解析能力很強喔！寫的真清楚透徹，很讚！
推 LaiFan:我認為熱平衡->溫度高傳向溫度低,固體(分子間不動)只能傳導
→ LaiFan:但液體(分子可自由移動)可藉由對流(上下)也可傳導(水平)
→ LaiFan:但液氣間水平傳導弱,必須借助上下對流(D改變來導致分子動)
→ LaiFan:EX:煮東西的時候,你手伸到鍋子上方(燙-對流),伸火旁邊-不燙
推 MagicPanda:不過啦，旁邊一定是輻射比傳導強吧 :)
熱對流方向約為上下，但熱傳導是分子與分子間熱能的轉移，
我認為流體傳導的方式並不只侷限於左右，而是上下左右皆可，
不過若流體產生了自然對流的現象(無任何外力介入，如擾動、加熱等)，
分子間的上下運動變得明顯，上下的傳導效應即變的較弱，
此時傳導方向約為左右

以此題來說，氣溫不變時，湖水處於穩定的狀態，
因密度的關係，造成湖水的熱對流效應較弱，
熱傳導在穩定湖水中相對較強，故上下左右方向皆以傳導為主要傳熱方式
有不對的地方請指正  <(_ _)>

推 artway:分析得很清楚耶  感謝解惑
推 ytomodel:對流體而言，無論是傳導或對流，任意方向皆可。
推 kkabcd:受教了
推 roii:看文長知識 thx
※ 編輯: illb            來自: 123.192.60.8         (03/10 10:35)