真的存在第四種熱傳導方式,中學物理學有錯?

2020-12-03 魅力科技life

說起熱量傳遞,我們在初中或高中時老師總是告訴我們,熱量的傳遞只有通過三個方式來進行傳遞,也是能量向另一處遷移的變化,而我們很多人也確實記得,熱量傳導的主要有三個方式,分別是熱傳導,熱對流和熱輻射。

熱傳導則一般是物體間接觸傳遞熱量,熱量高的物體向熱量低的物體傳遞熱量,例如冬天我們使用的暖手寶等,都是通過熱傳導的方式來使人溫暖,熱傳導傳遞熱量的方式也是自然界中最常見的一種。

熱對流則和熱傳導有些不同,熱對流一般是指由氣體或液體的運動引起的熱量傳遞,這種最常見的就是水電站,便是通過熱對流的方式產生電能。

無論是熱傳導還是熱對流,在自然界都還是比較常見的,而第三種則在自然界中可能見得比較少吧!

第三種便是熱輻射,是一種通過電磁波傳遞熱——則可以在真空中發生,就像太陽輻射出的能量經過真空,能夠將熱量傳遞到地球,當然,這種熱輻射是經過地球大氣層等層層過濾的,才使人能夠接受陽光的照射。

這三種熱傳遞方式長久以來一直佔據著我們的常識認知,然而,近日,一項新的研究實驗首次證明了一種能量使熱量穿過真空的全新機制,據了解,這實驗是聲子可以穿過真空間隙,在量子漲落的影響下,讓被真空隔開的物體之間產生熱傳遞。儘管這種效應只在非常短的距離內表現明顯,但卻是對更早的相關理論預言的一次確鑿驗證。

聲子和光子分別是聲波和電磁波的能量載體,通過這些能量載體,聲波和電磁波就可以通過在物體之間傳遞熱量。在室溫或接近室溫的狀態下,被介質隔開的物體在聲子作用下的傳熱會比在光子作用下要快得多.

而這其中也涉及到了量子力學的問題,在量子力學中,熱量在量子漲落的作用下穿過真空,在這過程中便發生的熱能量的傳遞,當然,對於這一結果目前還在驗證中,但能確定的是,量子漲落的存在會對周圍物質產生微妙的影響,從而導致一些能被觀察到的效應,這為熱傳遞提供了一個新的理論。

這理論或許還比較複雜,也了解不多,但總的來說,自量子理論的誕生後,先後關於量子力學等方面的理論也不斷地推出,很多物理學中常見的事例也漸漸的被深入研究,甚至還打破了常規,正如此次發現的新的熱傳導方式,或許將對科學界帶來新的機遇與挑戰吧!

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  • 第四種?除了對流、傳導、輻射,自然界竟還有這種熱量傳遞方式?
    從小到大,老師和課本告訴我們,熱量只有三種傳遞方式:通過相互接觸的熱傳導、通過氣體液體的熱對流、通過光子的熱輻射。我們對此也沒有過多懷疑,因為細想周圍世界,無論是大地上第一縷陽光帶來的熱量,還是冬夜裡享受空調吹出的暖風,又或者是相互依靠的肩膀,我們感受到的溫暖似乎只有通過這三種方式來實現。不過,科學從未停下腳步,也永遠都在發現未知,這不,《自然》上發表的一篇論文似乎揭示了大自然還有第四種熱量傳遞方式——量子漲落傳熱。
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  • 科學家發現一種全新熱傳遞方式,或改寫物理教科書
    熱傳遞的三種方式在初高中的物理學課上,都會涉及聲、光、電、力、熱這幾個部分。其中在講到熱力學時,老師通常會說,熱傳遞有三種方式:熱傳導、熱對流 、熱輻射。那這三種方式該如何去理解呢?我們會發現,以往的熱傳遞方式都是我們可以通過宏觀的手段來進行觀測的。但是一直以來,在這個領域有個看不到的「幽靈」纏繞著科學家們。在真空中如果要實現熱傳遞,按照上面說到的三種方式,目前來看只有通過電磁波。那如果沒有電磁波,能實現熱量的傳遞嗎?
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  • 科學家發現一種全新的熱傳導方式」
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    1、熱傳導理論基礎:1.根據能量守恆定律,可以建立熱傳導微分方程(拋物線型微分方程,傅立葉方程):
  • 真空聲子傳熱,一種全新的熱傳遞方式,物理書或要被改寫
    而本次文章所要講述的則是物理學上的一個最新發現,那就是熱能的傳播新方式。目前,許多物理書本上都會寫著熱能的傳播方式有三種,一是傳導,二是對流,三是輻射。除了這三種傳播方式之外,熱能的傳播就沒有其它的方式了。但最新的科學研究發現,熱能的傳播還有著一種全新的方式,即「真空聲子傳熱」。
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    自從科學誕生之日起,科學家就一直走在統一的道路上,牛頓統一了天上地下的物體運動規律,麥克斯韋統一了電和磁,愛因斯坦統一了時間和空間,質量和能量,楊振寧統一了電磁力與弱核力;統一場論是物理學的終極夢想,如果誰真的能統一四種基本力,那麼他的功績是絕對是前所未有的。
  • 熱量傳遞方式——傳導、對流、輻射,地暖空調暖氣片分別屬於哪種
    熱量傳遞是自然界普遍存在的一種自然現象。只要物體之間或同一物體的不同部分之間存在溫度差,就會有熱量傳遞現象發生,並且將一直持續到溫度相同的時候為止。發生熱傳遞的唯一條件是存在溫度差,與物體的狀態,物體間是否接觸都無關。
  • 真空聲子傳熱,一種全新的熱傳遞方式,物理書或要被改寫
    目前,許多物理書本上都會寫著熱能的傳播方式有三種,一是傳導,二是對流,三是輻射。而聲子帶熱的傳播是需要介質的,那麼真空中會有介質嗎?在量子力學理論中,真空裡是存在著大量虛粒子的,且這些虛粒子是成對出現在真空裡的。此外,這些虛粒子是能夠互相頂撞消失的。