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三層玻璃問題 問題重述 位于北方寒冷地區(qū)的建筑物里，通常把單層玻璃窗改建成中間制造 成真空的雙層玻璃窗，這樣可以有效地阻止熱量向室外的擴(kuò)散帶來(lái)的損 失，問題是當(dāng)建筑物室內(nèi)外的熱傳遞處于一個(gè)熱力學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，雙層 玻璃窗究竟能比單層玻璃窗阻止多少熱量的損失？ 兩層玻璃窗之間的 距離控制在多少為好？為什么雙層玻璃的功效大于同樣多材料制成的單 層玻璃？ 在此基礎(chǔ)之上，討論三層玻璃如何。 符號(hào)說明，圖中有。 問題求解 運(yùn)用物理學(xué)中的熱傳導(dǎo)方程模型遵從的物理定律 :厚度為 d的均勻 介質(zhì)，兩側(cè)溫度差為 ΔT，則單位時(shí)間由溫度高的一側(cè)向溫度低的一側(cè)通 過單位面積的熱量 Q ，與ΔT成正比，與 d 成反比，即 1.單層玻璃的熱量流失： 對(duì)于厚度為 2d的單層玻璃窗戶 ,容易寫出其熱量流失為 : 2.三層玻璃的熱量流失： 可得出，損失的熱量為： =
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. ;. 三層玻璃窗的功效 【問題的提出 】近年來(lái)北方城鎮(zhèn)建筑物的窗戶有些是三層的， 即窗戶 上裝三層玻璃，且中間留有一定空隙。他與兩層玻璃窗相比，其保溫 效果如何呢 ？本文通過模型來(lái)描述熱量通過窗戶的傳導(dǎo)過程，并將 三層玻璃窗與兩層玻璃窗的熱量傳導(dǎo)進(jìn)行對(duì)比， 對(duì)三層玻璃窗能減少 多少熱量損失給出定量分析結(jié)果。 【關(guān)鍵字】三層玻璃窗 量損失 【模型假設(shè)】 1、熱量的傳遞過程只有傳導(dǎo)，沒有對(duì)流，即假定窗戶的密封性能很 好，三層玻璃之間的空氣是不流動(dòng)的。 2、室內(nèi)溫度與室外溫度保持不變，熱傳導(dǎo)過程已處于穩(wěn)定狀態(tài)，即 沿?zé)醾鲗?dǎo)方向，單位時(shí)間通過單位面積的熱量是常數(shù)。 3、室內(nèi)溫度 1T 和室外溫度 2T 保持不變，熱傳導(dǎo)過程已處于穩(wěn)定狀態(tài)。 即沿?zé)醾鲗?dǎo)方向，單位時(shí)間通過單位面積的熱量是常數(shù)。 【符號(hào)說明】 1Q 單位時(shí)間單位面積雙層玻璃窗傳導(dǎo)的熱量 2Q 單位時(shí)間單位面積三層玻璃窗傳導(dǎo)的熱量
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