網(wǎng)站首頁 行業(yè)快訊 > 正文
熱傳遞的三種方式（發(fā)現(xiàn)一種全新的熱傳遞方式）
熱傳遞的三種方式在初高中的物理學(xué)課上，都會涉及聲、光、電、力、熱這幾個部分。其中在講到熱力學(xué)時，老師通常會說，熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。
那這三種方式該如何去理解呢？
首先，我們要知道的是，萬物都是由粒子構(gòu)成的。但是粒子自身并不是原地不動，而是到處亂晃的。
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，同等條件下，溫度越高的物體的分子總體的運動越是劇烈，反之亦然。也就是說，分子總體的動能和溫度是有關(guān)的?？茖W(xué)家用分子的平均動能來描述溫度。分子的平均動能越高，溫度就越高，反之亦然。
一般來說，熱能其實都是從高溫向低溫來進行傳遞。其中，熱傳導(dǎo)的本質(zhì)就是一個分子向另一個分子傳遞動能；
熱對流是指流體的宏觀運動導(dǎo)致流體各部分之間發(fā)生了相對位移，冷熱流體就會發(fā)生互相摻雜，也就實現(xiàn)了熱量傳遞的過程；
熱輻射是指物體通過電磁波輻射來傳遞熱量，太陽輻射就是典型的熱輻射。
我們會發(fā)現(xiàn)，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(lǐng)域有個看不到的“幽靈”纏繞著科學(xué)家們。在真空中如果要實現(xiàn)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(xiàn)熱量的傳遞嗎？
事實上，科學(xué)家早就發(fā)現(xiàn)了，在納米尺度上，承載大規(guī)模的集成電路設(shè)備的電子元器件傳遞熱量要比理論激素按要高出一些來。那這些高出理論的熱量是從哪里來的呢？
這個問題一直就沒有能夠很好地被解決。
第四種熱傳遞方式最近，由物理學(xué)家張翔帶隊的考研團隊，通過實驗證實了，在納米尺度之下，真空環(huán)境下會發(fā)生真空聲子傳熱，也就是一種全新的熱傳遞方式。他們還在《自然》上發(fā)表了相關(guān)的學(xué)術(shù)論文。這里補充一點，這里的“聲子”是翻譯而來的一個名字，它的傳遞是不需要介質(zhì)的，是在真空狀態(tài)下完成的。那張翔的團隊是如何證實的呢？
要了解這個過程，我們就得先來說一說量子力學(xué)。在量子力學(xué)的框架當(dāng)中，真空其實不空，而且還非常的熱鬧。根據(jù)量子力學(xué)，我們知道，真空中雖然不存在實粒子，但是卻存在著虛粒子。而虛粒子并不是單個出現(xiàn)的，而是成對出現(xiàn)的，一正一反，并且會在極其短的時間內(nèi)發(fā)生湮滅。
雖然虛粒子對會在短時間內(nèi)快速湮滅，但是它們卻十分活躍，不斷地出現(xiàn)和消失，所以真空在這個尺度下是非常熱鬧。
而在不斷地湮滅I產(chǎn)生地過程當(dāng)中，還會伴隨著力地作用?？茖W(xué)家還真的用時間驗證過這個力的作用。
它們把兩塊平板平行放置到足夠近的距離，這時候兩個平板之間就會產(chǎn)生一種吸引力，這其實就是虛粒子造成的，最后會把兩個平板吸引到一起?？茖W(xué)家也把這個叫做：卡西米爾效應(yīng)。
卡西米爾效應(yīng)讓我們明白一個道理，虛粒子對產(chǎn)生的力可以穿越真空進行傳導(dǎo)，那有沒有可能在這個過程中實現(xiàn)真空聲子傳熱呢？
張翔所帶領(lǐng)的團隊就是想要測出這個過程是否由熱傳遞。他們把兩塊100納米厚的氮化硅薄膜在真空中平行放置，并且控制兩個薄膜一端熱，一段冷。
于是，他們就發(fā)現(xiàn)，隨著兩個薄膜之間的距離逐漸減少，薄膜的溫度慢慢地趨于一致。即便是讓一開始兩個薄膜的溫度差達到25度，在隨著薄膜距離的靠近，溫度也會趨于一致。
也就是說，在這個過程中，熱能從溫度高的薄膜傳遞到了溫度低的薄膜上，這其實就是通過真空聲子傳熱實現(xiàn)的。只不過，這種熱傳遞極其微弱，還不到熱輻射所引起的熱傳遞的4%。這也是為什么這種熱傳遞的機制很難被發(fā)現(xiàn)的主要原因，但它很有可能是熱傳遞的三種方式之外的第四種。未來是否會改寫現(xiàn)有的物理學(xué)教材，還需要全球的相關(guān)學(xué)者對整個機制和實驗進行復(fù)現(xiàn)和確定。
真空聲子傳熱有什么用？相信很多人也會想即便是整個事實被確認了，那又能如何呢？
其實整個發(fā)現(xiàn)會深深影響我們的生活，我們就舉一個例子。如今的許多精密儀器都達到了納米尺度，尤其是芯片已經(jīng)做到7納米左右的水平。但是芯片的散熱問題一直無法得到解決，也成了科技發(fā)展的一個瓶頸之一。當(dāng)科學(xué)家完全搞清楚了真空聲子傳熱，那就可以優(yōu)化芯片的設(shè)計，進一步縮小體積，同時降低能耗和散熱。所以，這個熱傳遞的發(fā)現(xiàn)很有可能會改變芯片領(lǐng)域的發(fā)展。
而芯片效能的提高，也就會大幅度提高我們使用的手機、計算機等儀器的性能。
版權(quán)說明： 本文由用戶上傳，如有侵權(quán)請聯(lián)系刪除！
- 上一篇： 今日更新管理流程（5個流程規(guī)范）
- 下一篇： 今日更新蘇州小吃（蘇州十大名小吃）
猜你喜歡：
- 2022-09-20 男人惡心是什么病的前兆（惡心是什么病的前兆）
- 2022-09-20 山東財經(jīng)大學(xué)東方學(xué)院考研率怎么樣（山東財經(jīng)大學(xué)考研率是多少）
- 2022-09-20 廣西最早的大學(xué)叫什么大學(xué)（在桂林設(shè)立的廣西最早的大學(xué)是哪所大學(xué)）
- 2022-09-20 小兒肺炎有5個常見癥狀嗎（小兒肺炎有5個常見癥狀）
- 2022-09-20 m是哪個服裝品牌的標志（標志為M的衣服是什么牌子的）
- 2022-09-20 什么叫正比例什么叫反比例舉例說明（什么叫反比例,舉個例子說明,）
- 2022-09-20 一包煙要多少根煙絲（一包煙要多少根）
- 2022-09-20 男人吃櫻桃對身體有什么好處（男人吃櫻桃有什么好處）
最新文章：
- 2023-07-02 怎樣挑選新鮮的豬肝?（怎么挑選新鮮豬肝 挑選新鮮豬肝的小技巧）
- 2023-07-02 木地板都有哪些種類（木地板的種類有哪些）
- 2023-07-02 白蠟?zāi)炯揖叩膬?yōu)缺點（松木家具的優(yōu)缺點）
- 2023-07-02 怎么清洗窗簾布上的污垢（怎么清洗窗簾）
- 2023-07-02 世界上最可愛的小倉鼠的樣子（可愛小倉鼠的種類）
- 2023-07-02 小貓拉不出來屎怎么辦（小貓拉不出屎怎么辦）
- 2023-07-02 新飛小冰箱耗電量一天多少度（小冰箱耗電量一天多少度）
- 2023-07-02 公司注銷工業(yè)房產(chǎn)怎么辦手續(xù)（公司注銷工業(yè)房產(chǎn)怎么辦）
- 2023-07-02 鳳凰層到底好還是不好（鳳凰層是哪一層）
- 2023-07-02 馬桶寬度空間留多少（馬桶兩邊的空間大小是多少）
- 2023-07-02 如何訓(xùn)練貓咪小便（如何訓(xùn)練貓大小便）
- 2023-07-02 衛(wèi)生間吊頂防潮層做法圖集（衛(wèi)生間吊頂方法是什么）
- 2023-07-02 狗狗為什么總是流口水怎么辦（狗狗為什么愛流口水）
- 2023-07-02 臥室窗戶漏水由誰負責(zé)維修（臥室窗戶漏風(fēng)怎么辦）
- 2023-07-02 世界名貓大全（世界名貓你知道幾種）
- 2023-07-02 applewatchseries7和6對比（apple watch series 7和6的區(qū)別）