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石英微量天平/ 热传导量热仪Allan L. Smith摘要 : 石英微量天平是一种新型高效的薄膜热分析和热量测定仪器。薄膜的物理和化学性质均可以在此仪器上得到研究。水的吸附,药物薄膜的软化行为,富勒稀碳分子膜中溶剂的提取是其典型的应用。也可用于油漆和喷釉的烘干和加工以及通过监控质量的变化和新陈代谢的放热进行营养环境中生长细菌的检测。[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=71165]石英微量天平/ 热传导量热仪[/url]
中国科技网讯 利用特殊的超介质材料让光线、声音绕过物体传播,能达到隐形、隐身的效果。据物理学家组织网5月9日(北京时间)报道,最近,德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)研究人员成功演示了超材料同样也能影响热的传导。他们的“隐热”衣能让热力“弯曲”似的、绕过中央的隐藏区而传导。相关论文发表在最近的《物理评论快报》上。 这种“隐热”衣是用铜和硅制造的一个盘子,盘子虽能导热但其中心的圆形区域却不会受热力影响。“这两种材料必须排列得十分巧妙。”论文第一作者、KIT的罗伯特·斯奇特尼解释说,铜是热的良导体,而所用的硅材料叫做PDMS,是一种不良导体。“我们给一个薄铜盘制作了多重环形花纹的硅结构,使它能从多个方向,以不同的速度来传导热量,这样绕过一个隐藏目标所需的时间就能互相弥补。” 如果给一个简单的金属盘的左边加热,热量会一致地向右传导,盘子的温度从左到右会呈下降趋势。如果用这种铜硅超介质材料来做这个实验,也会表现出类似现象,但却只在盘子外圈呈现温度从左到右的下降,没有热量能穿透到内部,在内圈没有任何被加热的迹象。 “这些成果表明,变换光学的方法可以用在完全不同的热力学领域。”KIT应用物理研究所所长马丁·维吉纳说。虽然光学和声学是基于波的传播,热只是原子的无序运动,但却可以用基本数学公式来计算影响“隐热”衣受热的结构。利用所谓的变换光学方法,能计算出描述热传播的坐标图的扭曲。这种虚拟的扭曲可以变成真实的超材料结构,让入射光沿着被隐形目标弯曲,就好像它不存在似的。 维吉纳还表示,希望他们的研究能成为一个基础,为热力学超材料领域的更多深入开发提供支持。在基础研究中,“隐热”衣还是相当新的领域。从长远考虑,它可以用在许多地方实现有效的热量管理,如微芯片、电动部件或机器上。(记者 常丽君) 总编辑圈点 这不是科幻小说,尽管这一现象就如同特异功能般让人难以置信。你或许还没弄明白这种超材料实现“隐热”的深层次原因,却不能否认它就真真实实地存在着——唯愿这不是科研人员的又一个乌龙。对于这一成果,最开心的莫过于消防队员了,因为穿上这种“隐热”衣,他们就如同孙悟空般,能在漫天的火海中大显神通,而不会遭受皮肉之苦乃至付出生命的代价。只是,这样的一件衣服,应该不会很便宜吧。 《科技日报》(2013-5-10 一版)
一、导热(热传导) 基本概念 : 物体各部分之间不发生相对位移时,依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称导热。 如:固体与固体之间及固体内部的热量传递。 从微观角度分析气体、液体、导电固体与非金属固体的导热机理。 ( 1 )气体中:导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果,温度升高,动能增大,不同能量水平的分子相互碰撞,使热能从高温传到低温处。 ( 2 )导电固体:其中有许多自由电子,它们在晶格之间像气体分子那样运动。自由电子的运动在导电固体的导热中起主导作用。 ( 3 )非导电固体:导热是通过晶格结构的振动所产生的弹性波来实现的,即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。 ( 4 )液体的导热机理:存在两种不同的观点:第一种观点类似于气体,只是复杂些,因液体分子的间距较近,分子间的作用力对碰撞的影响比气体大;第二种观点类似于非导电固体,主要依靠弹性波(晶格的振动,原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的)的作用。 说明:只研究导热现象的宏观规律。