生活中的传递现象八篇教学内容.docx

生活中的传递现象八篇生活中的传递现象1棉被保温的思考这个学期来学校之后，由于我的床位对着空调，所以晚上开空调时都需要裹着被子，但仍会感到冷。考虑到之前第一年军训的时候，几乎相同的温度与空调等环境条件下，晚上盖着被子并没有感受到冷的感觉，我觉得可能是被子的保暖效果在使用了两年后有下降。于是，趁着小学期做高化实验的一天，我将被子洗好并在一楼的阳台外于大太阳中晾晒了足足一天。晚上回来后发现被子明显蓬松，体积扩大，拍打之后更加明显。当天晚上盖上被子之后发现保暖效果明显提升！经过查询资料发现，这可能使由于棉被经过晾晒以后，棉花的空隙里进入了更多的空气。而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，而空气的导热系数较小，因此具有良好的保温性能，而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。因此得到结论，要保持棉被的良好的保温性能，需要定期晾晒与拍打。生活中的传递现象2双层玻璃隔热北方城镇的很多建筑物的窗户是双层的，即窗户上装两层玻璃且中间留有一定空隙，两层厚度为d的玻璃夹着一层厚度为l的空气，根据常识这样做是为了保暖，减少室内向室外的热量流失，下面建立一个模型来描述热量通过窗户的传导（即流失）过程，并将双层玻璃窗与用同样多材料做成的单层玻璃窗（玻璃厚度为2d）的热量传导进行对比，对双层玻璃窗能够减少多少热量损失给出定量分析。假设（l）热量的传播过程只有传导，没有对流：（2）室内温度T1和室外温度T2保持不变，热传导过程是稳态传热；（3）玻璃材料均匀，热传导系数是常数；在上述假设下的热传导为平壁传热，所以遵守傅立叶基本定律。厚度为d的均匀介质，两侧温度差为t，则单位时间由温度高的一侧向温度低的一侧通过单位面积的热量为q则q=at/d，其中a为热传导系数，即双层窗内层玻璃的外层温度是Ta，外层玻璃的内层温度是Tb，玻璃的热传导系数为a1，空气的热传导系数为a2，单位时间单位面积的热流密度为：q1=a1(T1-Ta)/d=a2(Ta-1Tb)/l=a1(Tb-T2)/d消去Ta、Tb可得：q1=a1(T1-Ta)/d(s+2)，s=ha1/a2，h=1/d对于厚度为2d的单层玻璃窗，其热量传导为：q2=a1(T1-T2)/2d二者之比为：q1:q2=2:s+2显然q1q2，为了得到更具体的结果，查的a1和a2，常用玻璃的热传导系数a1=410-3810-3J/cmskmh，不流通、干燥空气的热传导系数a2=2。510-4J/cmskmh，所以有a1:a2=1632在分析双层玻璃窗比单层玻璃窗可减少多少热量损失时。我们做最保守的估计，即取：a1/a2=16，可得：q1:q2=1:8h+1比值q1/q2反映了双层玻璃窗在减少热量损失上的功效，它只与h=l/d有关。因此，制作双层玻璃窗虽然工艺复杂，会增加一些费用，但它减少的热量损失却是相当可观的，通常，建筑规范要求h=l/d=4，即两层玻璃之间的间距是玻璃厚度的4倍，按照这个模型，q1/q23%，即双层窗户比同样多的玻璃材料制成的单层窗节约热量97%左右。不难发现，之所以有如此高的功效主要是由于两层窗户之间的空气的极低的热传导系数a2。生活中的传递现象3中国烹饪技术中国烹饪技术具有原料广泛、刀法繁多、调味丰富、烹法多样的特点。烹饪的原意就是加热食品至成熟。由化工过程原理，由所谓“三传一反”即动量传递、热量传递和质量传递和化学反应过程，分析传统中式烹饪过程：1）原料：首先，中式烹饪有“食不厌精，脍不厌细”的传统，烹饪过程中的刀工有重要地位，固体食物通常切割后烹饪。可以认为中式烹饪的原料是广义颗粒，包括片、丝、条、丁、末、块、团、丸等形状。其次，中式烹饪的另一个原料特征是，液体在烹饪中起到重要作用，不但作为烹饪成品组分，还起到作为传热及传质介质的重要作用。可以认为，典型中式烹饪的原料是液体-颗粒混合物；2）反应过程：烹饪的目的是加热食品使之完成成熟所需要的食品化学、食品物理食品微生物变化，包括风味、色泽、毒理、质构、营养、水分保持及微生物等食用品质变化；3）热量传递：从热源向食品的热量传递；4）质量传递：烹饪中各种物质的传质过程，对调味影响较大。烹饪过程中水分的相变和传递对传热和食品质构有重要影响；5）动量传递：中式烹饪分静态烹饪和动态烹饪2种，前者如蒸、炖等没有人工施加运动的操作，后者如爆、炒等操作，烹饪过程中通过晃锅、炒勺搅拌的措施施加物料运动，其目的是强化传热和传质。烹饪中动量传递的共同特点是存在流体-颗粒的相对运动；6）反应器：热源、锅、炒勺构成了烹饪反应器，其特征是开放的，使用锅盖只能够在蒸汽不断产生时隔绝空气的进入，而对压力影响很小，容器仍然是开放的。通过以上分析认为典型中式烹饪的过程特征是：开放容器中流体颗粒食品的传热、传质、相对运动和品质变化过程。由于中式烹饪中使用搅拌手段，烹饪原料广泛使用液体，可以进一步总结其特征为开放容器中被搅拌液体颗粒食品的传热、传质和品质变化过程。后者不包括蒸、炖等烹饪工艺，而包括炒、爆等施加搅拌的工艺，更能够代表中式烹饪的技术特征。生活中的传递现象4蛙泳游泳是一种在水中进行的竞技项目，因而必然受到水环境的影响，水对游泳运动员的阻力和推进动力是决定泳速的两个重要因素。蛙泳收腿包括收大腿和收小腿，在收腿阶段不但不产生推进力反而产生很大的游进阻力阻碍运动员向前游进，这大大地减慢了游进速度。收腿时产生的阻力以外型姿态阻力为主。收腿时我们主要考虑的两个重要因素是:一是大腿收腿时对水形成的截面;二是收腿速度。因此，要提高蛙泳速度就必须在收腿时尽量减小阻力。实验证明如果收腿速度过慢会影响整个游泳动作的协调性和节奏感，并且影响划水频率，虽然减小了游进阻力但也减慢了游进速度。所以在高水平比赛中运动员快收腿虽然产生较大阻力，但带来各种优势:较好的划水频率，手脚配合时更好的节奏感和协调性等优势大大地消减了快收腿时产生较大阻力的影响。蛙泳脚外翻、蹬夹动作是蛙泳腿动作中产生推动力阶段。这一技术动作掌握的好坏，不但直接影响推进力的大小，并且对游进速度起着决定性的作用。蛙泳腿此时产生的推进力主要是阻力推进力，根据牛顿第三定律作用力与反作用力的原理，向后蹬夹时对水产生的阻力越大，水对人的反作用力就越大。因此要提高推进力必须增大向后的截水面和增大向后的相对水流速度。蛙泳脚外翻时并不产生推进力，但对下一阶段更好地蹬夹起着关键性作用。脚外翻时，正确的对水攻角可使向后的截水面积增大，从而增大瞬时形阻系数。由阻力推进力公式可知，增大瞬时形阻系数，阻力推进力随之增大。由以上分析可知，在蛙泳腿的蹬夹技术中速度一定要快，这样才能产生更大的推进力;如果蹬夹速度过慢根本产生不了推进力甚至还会产生阻力。蛙泳收腿阶段，应尽量少收大腿，使大腿与躯干呈较大的钝角;小腿收腿动作尽量在大腿的投影面内完成;要快速完成整个收腿的动作。脚外翻时，尽量使脚外翻接近90从而形成最好的对水角度。腿的蹬夹动作要快速有力完成，保持动作的连贯性。生活中的传递现象5腌制时的传质现象腌制是最常用的肉品加工技术，在腌制过程中由于水分的存在会形成溶液，产生相应的渗透压，而导致传质现象的发生。即溶质扩散进入食品组织内，而水分子渗透出来，减少了游离状态的水分，相应降低了水分活度，正是在这种渗透压的影响下，抑制了微生物活动并最终形成了相应的腌制品。因此，食品的腌制过程实际上是扩散和渗透相结合的过程。食品外部溶液和食品组织细胞内部溶液之间借助溶剂的渗透过程及溶质的扩散过程逐渐趋向平衡，当浓度差逐渐降低直至消失时，扩散和渗透过程就达到平衡。腌制溶液的扩散和渗透理论成为食品腌制过程中重要的理论基础。当对肉品进行腌制时，相当于将细胞浸入食盐溶液中，在渗透压差的作用下，活细胞不仅能让水分渗透进去，还能让电解质和非离子化有机分子也渗透出来。虽然电解质也能渗透出来，不过和水相比，它们通过细胞膜的速度相对较慢。肉的腌制过程主要包括了两个传质过程一个是盐从溶液中扩散进入肉品组织内，另外一个是肉品中的水渗透到溶液中去。虽然食盐腌制有很悠久的历史，但是在二十世纪七十年代以前，几乎没有人注意去了解涉及腌制肉过程中的基本机理，控制生产过程大部分是靠实践经验。现在普遍接受的是，在盐腌制过程中食盐的扩散转移起着重要作用。有部分研究发现，不同的鱼种脂肪含量高，盐分扩散速率越慢，且不同的盐水浓度对于鱼腌制影响不同，盐分越高，鱼硬度越大，产量反而越低。其扩散可以由费克定律描述，其中经验扩散常数为：DAB=RT/6Nr其中：DAB一A在B中的分子扩散系数（m2/s）；R通用气体常数，8。314J/(molK)；N阿伏加德罗常数，6。0231023；T绝对温度（K）；介质粘度(PaS)；r溶质微粒球形直径（m）。食盐腌渍过程相当于将细胞浸入食盐溶液中，细胞内呈胶体的蛋白质分子不会溶出，但电解质则不仅会向已死亡的动植物组织细胞内渗透，同时也向微生物细胞内渗透，因而腌渍不但阻止了微生物向食品营养物质的利用，也使微生物细胞脱水，正常生理活动被抑制。影响渗透脱水的因素可以分为两种一是产品因素，主要与产品内部结构、体积与表面积的比率等有关，另一个是外部因素，如时间、温度、溶液浓度等。渗透压可用范霍夫公式描述：=cRT溶液的渗透压，kPa;c溶质的摩尔浓度，molL-1渗透压取决于溶液溶质的浓度，和溶液的数量无关。渗透压和温度及浓度成正比，因此为了加快腌渍过程，应尽可能在高温度和高浓度溶液的条件下进行。生活中的传递现象6渗碳在周一的金属工艺实习中，我们接触了碳钢及相关知识，对其中的碳和铁的传质现象产生了兴趣并做了一点探究。渗碳：是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900-950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。相似的还有低温渗氮处理。这是金属材料常见的一种热处理工艺，它可以使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。渗碳工艺在中国可以上溯到2000年以前。最早是用固体渗碳介质渗碳。液体和气体渗碳是在20世纪出现并得到广泛应用的。美国在20年代开始采用转筒炉进行气体渗碳。30年代连续式气体渗碳炉开始在工业上应用。60年代高温(9601100)气体渗碳得到发展。至70年代出现了真空渗碳和离子渗碳。按含碳介质的不同渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳液体渗碳和碳氮共渗（氰化）。气体渗碳是将工件装入密闭的渗碳炉内，通入气体渗剂（甲烷、乙烷等）或液体渗剂（煤油或苯、酒精、丙酮等），在高温下分解出活性碳原子，渗入工件表面，以获得高碳表面层的一种渗碳操作工艺。固体渗碳是将工件和固体渗碳剂（木炭加促进剂组成）一起装在密闭的渗碳箱中，将箱放入加热炉中加热到渗碳温度，并保温一定时间，使活性碳原子渗人工件表面的一种最早的渗碳方法。液体渗碳是利用液体介质进行渗碳，常用的液体渗碳介质有：碳化硅，“603”渗碳剂等。碳氮共渗（氰化）又分为气体碳氮共渗、液体碳氮共渗、固体碳氮共渗。原理：分解渗碳介质的分解产生活性碳原子。吸附活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中使奥氏体中含碳量增加。扩散表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差表面的碳遂向内部扩散。碳在钢中的扩散速度主要取决于温度同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。渗碳零件的材料一般选用低碳钢或低碳合金钢(含碳量小於0。25%)。渗碳后必须进行淬火才能充分发挥渗碳的有利作用。工件渗碳淬火后的表层显微组织主要为高硬度的马氏体加上残余奥氏体和少量碳化物心部组织为韧性好的低碳马氏体或含有非马氏体的组织但应避免出现铁素体。一般渗碳层深度范围为0。81。2毫米深度渗碳时可达2毫米或更深。表面硬度可达HRC5863心部硬度为HRC3042。渗碳淬火后工件表面产生压缩内应力对提高工件的疲劳强度有利。因此渗碳被广泛用以提高零件强度冲击韧性和耐磨性借以延长零件的使用寿命。生活中的传递现象7冬夏同温不同感今天回到宿舍，用新买的温度计测试室内温度为24，但不穿外套还是感觉很冷。而同样的温度，在夏天时，室内开空调同样24，只用穿一件短袖还会觉得热为什么同样室内温度冬天比夏天冷？对这个问题我进行了探究。首先，人为什么会感觉到冷和热呢?人其实是感受不到温度的。人感觉暖和，实际上是身体在吸收热量，而且身体需要这些热量。人感觉热，实际上是身体正在吸收热量，而且身体已经不再需要这样的热量。人感觉凉爽，实际上是身体正在散发热量，而且身体需要散发这些热量。人感觉冷，实际上是身体正在散发热量，而且身体已经不再需要散发更多热量。因此，即使温度很低，如果身体热量需要散发，也会感觉热；即使温度很高，身体需要热量，依然会感觉冷。可是冬天和夏天的区别在于室外空气的温度是不同的，也就与周围墙壁的温度是不同的，人体与周围墙壁的换热属于辐射换热，冬天墙壁的温度低于人体的温度，人体对墙壁辐射的热量大于墙壁对人体辐射的热量，也就是说热量传递的方向是从人体到墙壁，由于热量不断散失，而人体就需要不断产热以维持37度的体温，所以就感觉冷。而夏季墙壁的温度或稍高于人体的的体温，人体对墙壁的辐射热量小于墙壁对人体的辐射热量，热量传递的方向为墙壁到人体，人体吸收热量，为维持体温需要低产热量和不断向周围空气散出热量，夏季温差小，人体散热受阻，就会感到热。或墙壁的温度稍低于人体的温度，人体对墙壁的辐射热量小于冬天的散热。总结一下冬季人体为释放热量，夏季人体为吸收热量热量，或少量放热，所以在同样室内温度条件下，由于人体与周围墙壁辐射换热的的情况不同，冬天就会感觉比夏天冷。生活中的传递现象8啤酒与二氧化碳往杯子里倒啤酒的问题。静止在杯中的啤酒，压强各处基本上是均匀的，上层压强略小于杯底，所以也是表面冒泡稍多。但是如果杯里的啤酒产生了不均匀流动，则各点上的压强是不同的，从流体力学伯努利定律知道，沿一根流线，速度大的局部压强小。这些速度大的地方便会产生大量的二氧化碳气泡。为了说明这一事实，取一杯静止的新鲜啤酒，我们看到它基本上不冒气泡。如果用一根筷子一搅，就会发现在筷子运动的尾部会冒出大量气泡，正是那里压强较低的缘故。如果把筷子在杯里作圆形搅动，使杯中啤酒旋转起来，拿出筷子，啤酒在杯中形成旋涡，理论分析知道旋涡中心压强小，所以那里还有一串气泡，就像在陆地上看到的龙卷风一样，非常有趣。关于涡旋中心压强小的事实，在江河里游泳的人会有亲切的体会，游泳到旋涡边上，会被吸进去，是非常危险的。这就是说，如果想让啤酒不冒泡地倒满杯子，就应当在倒的过程中，尽量减小啤酒杯中液体的相对速度，尽可能使注满杯子的过程变为准静态。前面说的直冲式之所以不适用，就是因为这种方式使啤酒柱有较大的动量，从而杯中的啤酒速度差加大，而且形成大量的小旋涡。而斜溜式，一方面降低了啤酒从瓶口到接触杯子这段落差，使啤酒入杯时的动能减小;另一方面杯子倾斜可以将啤酒柱对杯子的正冲击变为斜冲击，从而减小啤酒接触瞬时的动量改变;再者斜溜过程，增加啤酒溜到杯底的路程，在这溜的过程中杯壁近处的边界粘性层造成对啤酒的阻力也可以减小啤酒到达杯底的速度。所以它基本上满足尽可能准静态的要求。整个过程中泡沫较少。啤酒中含二氧化碳较多，为什么喝起来就会觉得舒服，其中一个重要原因是二氧化碳溶解度与温度的依赖关系。当倒满一杯冰过的碑酒后，试用一根筷子插入杯中。就会发现筷子周围爬满了小气泡。这是因为筷子初始温度比啤酒高，筷子周围啤酒中的二氧化碳在温度高时溶度小，便分离出来爬在筷子上。同样啤酒喝进体内，体内温度比啤酒高，在从口、食道与胃壁的粘膜上也会很快地附着大量的气泡。我们还知道气泡的热传导效率是比较低的。这样，当喝了比体温低很多的清凉饮料时并不会有过份冰凉的感觉。我们知道，粘膜骤然温度下降，会使它附近的血管收缩，神经活力降低，同时消化能力和胃口也相应地变得迟钝。啤酒中气泡的作用也正是使人既觉得凉爽又不致倒胃口而保持旺盛的消化能力。由于这个原因，在炎热夏季，当吃完一杯冰激凌再开始吃饭，会觉得胃口不佳，而喝完凉啤酒再吃饭，还会吃得津津有味，这就是因为后者产生气泡的缘故。所以，为了啤酒好喝，必须注意从酿造、贮运、从瓶中往杯中倒等一系列环节中，不使二氧化碳跑掉，以使它进入口中以后能产生较多的小气泡。在贮运过程中，要避日光曝晒，要适当降温;不要过分激烈地摇晃，以免二氧化碳过多跑掉。否则即使在密闭容器中，会使分离出的二氧化碳气体压力过高，导致爆炸事故。还要注意在倒啤酒时，利用斜溜式，而不要在“入口”前这最后一道程序上跑掉过多的二氧化碳。还应当提及的是啤酒中气泡形成不仅与压强和温度有关，还和一定的气化核心有关。气泡总是先在微小的固体近处、或瓶子内表有毛刺处形成。试往啤酒杯里放一小撮砂子，随着砂子下沉，啤酒就会像开了锅一样冒出大量气泡。而且，微小气泡一旦形成，气泡自己又可以作为气化核心而加速气泡的形成。所以啤酒冒泡在实际上是如同雪崩一样的非线性过程。即，气泡愈多便愈容易增加气泡。所以一旦大量气泡冒出来，便会以迅雷不及掩耳的方式溢出杯子。即使停止倒啤酒也还会再冒一阵，直至二氧化碳跑得差不多了才会停下来。