基于热质运动概念的普适导热定律

• 作者: 曹炳阳 过增元
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 傅里叶导热定律 普适导热定律 热质运动 非傅里叶导热
• 年，卷（期）: 2008,（7）
• 所属期刊栏目: 唯象论的经典领域
• 页码范围: 4273-4281
• 页数: 9页
• 字数: 7592字
• 语种: 中文

摘要

根据爱因斯坦的质能等效关系式,热能具有的等效质量称为热质,从而在固态和气态介质中分别建立了声子气质量和热子气质量的概念.应用牛顿定律建立了含有驱动力、阻力和惯性力的热质(声子气或热子气)运动的动量守恒方程,由于热量在介质中的传递本质上就是热质(声子气和热子气)在介质中的运动,所以热质动量守恒方程就是普适的导热定律,能够统一描述各种条件下的导热规律,当热流密度不是很大从而热质惯性力可以忽略时,热质动量守恒方程就退化为傅里叶导热定律,这表明傅里叶导热定律是特殊条件下的导热定律,对于微纳尺度条件下的导热,热流密度可以极高,由速度空间变化引起的惯性力不能忽略,在稳态导热情况下也将出现非傅里叶导热,此时在计算或者实验中不能用热流密度除温度梯度求导热系数.在超快速加热条件下,必需考虑惯性力,与基于CV导热模型的波动方程相比,普适的导热定律增加了因速度空间变化引起的惯性力项,所以在介质中热波叠加时不会出现产生负温度的非物理现象,表明基于热质运动概念的普适导热定律更为合理.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	过增元	清华大学工程力学系	149	3472	29.0	55.0
2	曹炳阳	清华大学工程力学系	34	221	9.0	14.0