水的导热系数

Question

如题所述

Answer 1

水的导热系数随温度变化而有所变化：

0℃ ： 0.55W/m.K

4℃ ： 0.58W/m.K

20℃ ： 0.599W/m.K

100℃ ： 0.683W/m.K

导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度（K，℃），在1秒钟内（1S），通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度 （W/(m·K)，此处为K可用℃代替）。地球人都知道30℃的气温意味着什么，总之就是一个字——热，然而当我们把自己泡在同样温度的水里时，却不会觉得热，假如我们在水里稍微呆久一点，甚至还会感觉到有点冷。这就有点让人奇怪了，明明是同样的温度，为什么30℃的气温会让人觉得热，而30℃的水却让人感到冷呢？

其实这就是一个散热问题，我们都知道，任何一台机器在工作的时候都会产生热量，如果这些热量没有及时散发出去，它们就会让机器的内部不断积累，从而造成机器的温度越来越高，当温度升高到一定程度的时候，这台机器就不能正常工作了。

我们人类的身体也可以看成是一台精密的机器，并且每时每刻这台机器都在运转，即使是在我们一动也不动，或者睡觉的时候也是如此（因为我们的身体需要维持必需的生理活动），所以说我们的身体也需要持续不断地散热。除此以外，这台机器还有一个特殊之处在于，其核心温度必须保持在37℃左右，它才能正常运行。

也就是说，我们的身体在持续散热的同时，还需要保证体温不能太高，也不能太低，为了达到这个目的，我们就进化出了一套精妙的体温调节系统。简单地讲，这套系统的工作原理就是，由分布在身体各处的温度感受器监控身体的冷热程度，再由体温调节中枢来实时控制体温。

通常情况下，我们的身体有两种常规的散热方式，一种是依靠循环系统将体内产生的热量带到身体表面，然后将其散发出去；另一种则是依靠呼吸系统呼出体内温度较高的空气，然后再吸入外界温度较低的空气，从而达到散热的目的。

在我们的身体仅凭这两种常规的散热方式进行散热的时候，如果体内产生的热量大于身体散发出的热量，那么我们就会觉得热，这时体温调节中枢就会启动身体的降温机制（比如说放大毛孔、排汗等）；反之我们则会感到冷，这时体温调节中枢就会启动身体的升温机制（比如说收缩毛孔、发抖或“打冷战”等），从而使我们的体温保持一个动态的平衡。

显而易见的是，假如这两者相等的话，我们就会觉得既不冷又不热，这时我们的体温调节中枢就不会加以干预，在这种情况下，我们也会觉得外界的温度非常适宜。

因此可以说，我们对冷热的感知，取决于体内产生的热量与身体散发出的热量之间的平衡关系。物理学告诉我们，决定这种平衡关系的除了外界的温度以外（外界的温度越低，散热效果越好，反之亦然），还跟物质的传热能力有很大的关系。

相关数据显示，空气在30℃的时候，其导热系数仅为大

Answer 2

建议你去翻一翻传热学的书，首先用空气和水的热导率来判断风冷和水冷的效果就是错误的，不管风冷还是水冷，冷却介质都是流动的，因此冷却介质和壁面间的传热过程属于对流换热而不是导热，所以对流换热系数和换热面积越大，冷却效果越好，而对流换热系数的数值与换热过程中流体的物理性质、换热表面的形状、表面与流体之间的温差以及流体的流速等都有密切关系。而且对流换热还分为自然对流和强制对流，所以具体的情况要具体分析，通常来讲水冷的散热效果更好，但是如果水流循环路径过短，也会出现水流吸收的热量不会完全被排到空气中的情况，也就是冷却水的水温会逐渐升高，导致换热效果变差。