论热力学与传热学以及防灭火的关系
论热力学与传热学以及防灭火的关系 热力学(thermodynamics)是自然科学的一个分支,主要研究热量和功之间的转化关系。热力学是研究物质的平衡状态以及与准平衡态,以及状态发生变化时系统与外界相互作用(包括能量传递和转换) 的物理、化学过程的学科。热力学适用于许多科学领域和工程领域,如发动机,相变,化学反应,甚至黑洞等等。
热力学,全称热动力学,是研究热现象中物态转变和能量转换规律的学科; 它着重研究物质的平衡状态以及与准平衡态的物理、化学过程。
热力学是热学理论的一个方面。热力学主要是从能量转化的观点来研究物质的热性质,它揭示了能量从一种形式转换为另一种形式时遵从的宏观规律。热力学是总结物质的宏观现象而得到的热学理论,不涉及物质的微观结构和微观粒子的相互作用。因此它是一种唯象的宏观理论,具有高度的可靠性和普遍性。
传热学(heat transfer)是研究热量传递规律的科学,是研究由温差引起的热能传递规律的科学。
传热的基本方式有热传导、热对流和热辐射三种。热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热,是指流体与其接触的固体壁面之
间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在0.1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力,也能吸收周围环境对它的辐射热。辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。
从物理化学角度而言,燃烧与爆炸都属于激烈的化学反应。对于任何固体或液体的爆炸物,气体混合物,在一定条件下,燃烧可以转变为爆炸。因此,燃烧和爆炸是各类爆炸物所具有紧密相关的两种特性。从安全工程分析,防止各类爆炸物发生火灾与爆炸事故也是紧密相关的。一般来说,火灾与爆炸两类事故往往相连发生,大的爆炸事故之后,常伴随有巨大的火灾;存有爆炸物质和混合气体爆燃物的场所,大的火灾往往又会导致爆炸。因此,了解燃烧爆炸的关系,从技术上杜绝一切燃烧转变为爆炸的可能性,是防火防爆技术的重要内容。
综上可知,热力学与传热学以及防灭火的关系就密不可分了。从传播过程的机理上分析,燃烧过程中化学反应区域能量的传播,是以热传导,热辐射及燃烧气体扩散作用,传入未反应的原物质中的。这与热传导的知识直接相关;从燃烧形式上分析,可燃气体、液体和固体在空气中燃烧时,可以分成扩散燃烧、蒸发燃烧、分解燃烧、表面燃烧四种燃烧形式。燃烧的发生机理与热力学所研究的密切相关。
防火与防爆是阿权技术中的主要内容,要做好防灭火工作,不仅要学习火灾的相关知识,对传热学与热力学学科的知识理解贯彻能够使我们对火灾有着更透彻的认识,由此从技术上杜绝火灾以及爆炸事故的发生,实现更本质化的安全。