冷却定律

✍ dations ◷ 2025-07-11 19:08:58 #物理学,温度

牛顿冷却定律是由英国物理学家艾萨克•牛顿爵士(1642-1727)所提出的一个经验性的关系。其论述一个物体所损失的热的速率与物体和其周围环境间的温度差是成比例的。

一个物体和其周围处于一个不同的温度下的话,最终这个物体会和其周围达成一个相同的温度。一个比较热的物体将会冷却,因为它使其周围变温暖。一个比较冷的物体会因为其周围的高温而温度上升。当我们在考虑一个物体冷却有多快时,我们会说他冷却的速率是-。

一个物体的冷却速率是依据物体比其周围温度高上了多少而做改变。一个放在冰箱里的热苹果派在每分钟的温度变化会比放在厨房里的还来的多。当苹果派在冰箱里冷却的时候,苹果派和其周围的温度差是比较大的。

一个较周围热的物体温度为T,忽略表面积以及外部介质性质和温度的变化.它的冷却速率(dT/dt)与该物体的温度与周围环境的温度C的差(T-C)成正比.

即dT/dt=-k(T-C).其中,t为时间,k为一个常数.

计算方法是:  对dT/dt=-k*(T-C)进行积分,得ln(T-C)=-kt+B (B为积分常数)(T-C)=e^(-kt+B) 公式1设t=0,也就是物体的初温,上述公式1变成(T0-C)=e^B然后代入公式1得T=C+(T0-C)*e^-kt算出B与k,代入t的值,就可以算出某个时间物体的温度.

冷却定律推导出来,在忽略表面积以及外部介质性质和温度的变化,物体温度变化是越来越慢的.

牛顿冷却定律揭示了任何物体冷却共同遵守的数学规律,并且在提出后应用于各学科研究直到至今。但是在实际生活中,不断有人发现,某些情况下,物体冷却速率并非只和外部与物体的温差有关。比如有人观察到,两杯除了温度分别是100℃和70℃其他各种状态都相同的水,放到冰箱里,居然是100℃的水先结冰。这种现象被称为彭巴现象。

相关

  • 生命是什么?《生命是什么》(英语:What Is Life?)是物理学家薛定谔的一本生物学著作,发表于1944年。这本书是根据薛定谔于1943年2月,在都柏林三一学院的公开讲座课程内容。在书中薛定谔介绍了
  • 美国各州人口列表这是一个按人口排列的美国各州和领土列表,这些数据来自于美国人口调查局,日期为2009年7月1日,估计50个州和华盛顿哥伦比亚特区总人口为307,006,550人。美国各州的人口在20世纪
  • 指头指或指头(英语:digit)是很多脊椎动物的肢的尽头部分。对人类同其他灵长类动物而言,可以分做手指同脚趾两大类。人类的指分为手指及脚趾
  • 互联网百老汇数据库百老汇网络数据库(英语:Internet Broadway Database,简称IBDB)是一个关于百老汇剧院戏剧作品和其工作人员的在线数据库。持有者为百老汇联盟(英语:The Broadway League)。该网站也
  • 锡林浩特市锡林浩特市(蒙古语: ᠰᠢᠯᠢᠶᠢᠨᠬᠣᠲᠠ,西里尔字母:Шилийн хот)是中华人民共和国内蒙古自治区锡林郭勒盟下辖的一个县级市,亦是该盟的首府。锡林浩特蒙古语意为“高
  • 干净卫生学(英语:Hygiene)是指一门维护健康的学问。现代医学对不同情况下,有着不同的卫生标准。不同的文化、性别、年龄对卫生有着不同的标准。一些常见的卫生行为,会被视为是好习惯
  • University of Southern California南加州大学(英语:University of Southern California,缩写USC),简称南加大,也译作南加利福尼亚大学,位于加州洛杉矶市中心,由监理会于1880年创立,是加州最古老的私立研究型大学。南加
  • 堪萨斯城 (堪萨斯州)堪萨斯城(英语:Kansas City),是美国堪萨斯州第三大城市。 堪萨斯城(2005年人口146,866人)是怀恩多特县县治 (行政上已与县政府实现合并)。位于该州东部,与密苏里州堪萨斯城相连。
  • 加拿大总理列表加拿大总理为加拿大首席阁员(英语:Minister of the Crown)、内阁主席和政府首脑。名义上总理一职由加拿大总督委任,但根据宪法传统总理需要获得国会下议院的信任。一般来说总督
  • 斯韦托扎尔·博罗埃维奇第一次世界大战斯韦托扎尔·博罗埃维奇·冯·波伊纳男爵(德语:Svetozar Boroević von Bojna,1856年12月13日-1920年5月23日),是第一次世界大战时期奥匈帝国的一名陆军元帅。他是