什麼是熱物理

㈠ 功,能和熱物理意義有什麼區別

三者的概念：
功：力對距離的累積
熱：由於溫差的存在而導致的能量轉化過程中所轉化的能量
能：物體做功的本領
三者的物理意義:
功是過程量，做功W=FS，是力作用在物體上發生了一段位移的結果。做功的過程是二種能量在進行轉化，也就是功是能量轉化的量度。
能是狀態量，物體的內能是由物體的狀態決定的，具體說是組成物質內部所有分子具有的分子動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。顯然物體的內能與物體質量、溫度、體積都有關系。
熱量是物體由於溫度變化而改變的內能。所以我們只能說物體吸收了多少熱量、放出了多少熱量，也就是說物體的內能增加了多少，物體的內能減少了多少，而不能說這時候物體具有多少熱量。

㈡ 岩土體的一些基本物理、熱物理性質

1.岩石的主要物理性質

天然岩石受地質環境的制約，常常表現為不均一性和各向異性的特點，在分析判別岩石的熱物理性質時岩石的物理性質是基礎。

（1）比重：岩石的固體顆粒重量與其同體積水在4℃時的重量之比稱為岩石的比重（Δ）。

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式中：W——絕對乾燥時岩石的重量；

V_s——岩石乾燥重為W時其中固體顆粒的體積；

r_ω——水在4℃時的容重。

（2）容重：

岩石單位體積的重量稱為容重，容重在不同的含水狀態分為干容重、天然容重和飽和容重三種。

常用干容重（r_d）作為容重的評價指標（單位：kg/m³）：

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式中：V——岩石體積；

G——岩石的重量。

（3）孔隙度：

岩石的孔隙體積與岩石的總體積的百分率（n）：

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式中：V_δ——岩石孔隙體積；

V——岩石總體積。

（4）孔隙比：

岩石中孔隙體積和岩石固體顆粒體積之比稱孔隙比（ξ）。孔隙比ξ可由孔隙度直接計算求得：

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2.土的主要物理性質

（1）土的重量和含水量：常常要測試土的比重△s，天然容重γ，干容重r_d和天然含水量ω。

（2）土的顆粒組分。

（3）土的水理性質：土與水相互作用顯示的一系列性質，包括土的塑性、膨脹性、收縮性等。

表1-1碎石土分類

表1-2砂土與粘性土分類

註：①對砂土定名時，應根據粒徑分組，從大到小由最先符合者確定；當其粒徑小於0.005mm的顆粒含量超過全重的10%時，按混合土定名，如「含粘性土細砂」等。

② 砂質粉土的工程性質接近粉砂。

③ 粘質粉土的定名（或Ip＜12的低塑性土），當按Ip定名與顆分定名有矛盾時，應以顆分定名為准。

④ 塑性指數的確定，液限以76g圓錐儀入土深度10mm為准；塑限以搓條法為准。

⑤對有機質含量Q＞5%的土，可定名為：5%＜Q≤10%時，定為有機質土；10%＜Q≤60%時，定名為泥炭質土；Q＞60%時，定名為泥炭土。

一般來講，影響岩石物理性質的因素有兩大類：①內部因素；②外部因素。內部因素是指岩石的礦物成分、結構構造以及孔隙充填物的物理性質。外部因素主要是指岩石所處環境的溫度、壓力、埋深等。

3.岩石的主要熱物理性質

目前，關於岩土體的熱物理性質的研究尚缺乏系統的資料，通常由岩石的熱物理性質代替，而岩土體通常比單一岩石要復雜得多。在地殼岩石的各種熱物理性質中，最重要的是岩石的導熱系數或熱導率（λ）、岩石熱阻系數或熱阻率（ξ）、岩石比熱（C）、岩石熱容量（C_p）及岩石溫度傳導系數或熱擴散系數（a）。

（1）岩石的導熱系數或熱導率（λ）。

表示岩石導熱能力的大小，即沿熱流傳遞的方向單位長度（l）上溫度（e）降低一度時單位時間（T）內通過單位面積（s）的熱量（Q）。按傅里葉定律，在熱流量一定的條件下，通過熱傳導作用所流經的物質的熱導率與溫度梯度成反比，可用下式表示：

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岩石的熱導率［λ，W/m·℃]在數值上等於單位溫度梯度下，單位導熱面積上的導熱速率。它表徵物質導熱能力的大小（熱阻力的倒數），通常用實驗測定。

岩石的熱導率取決於岩石的成分、結構、濕度、溫度及壓力等條件，即熱導率是密度、溫度、壓力等的函數，其表達式為λ＝λ（ρ，t,P……）。

一般情況下，岩石的熱導率隨壓力、密度、濕度的加大而增高，隨溫度的增高而減小，但地殼上部的溫度和壓力對岩石的熱導率的影響極小。除礦物成分外，岩石的孔隙度和濕度對其熱導率有較大影響，一般隨孔隙度的增加而降低，隨濕度的增加而增加。對於各向同性的均質材料來說，熱導率可以用一個單一的數值來表徵；對於各向異性的岩石而言，不同方向的熱導率差別較大，在從事淺層地溫能資源開發利用過程中，第四系鬆散沉積物各向異性的特點應引起足夠重視。

在緻密的岩石中，造岩礦物的性質對岩石的熱導率起主要控製作用，如果岩石中具有高熱導率的礦物含量越高，岩石的熱導率也越高。近年來，為計算大地熱流值，世界各地岩石熱導率的實測數據日益增多，緻密堅硬的岩石一般在實驗室測量，而鬆散層沉積物主要是深海沉積及湖底沉積，多為就地測量。土壤熱導率（λ）大小同樣由土壤組成成分和比例決定。土壤水分熱導率居中，土壤空氣熱導率最小，土壤固體導熱率最大。

在所有的固體中，金屬是最好的導熱體。一般對純金屬熱導率是溫度的函數，用λ＝λ（t）表示，並且隨溫度的升高熱導率降低。對於金屬液體，熱導率也是隨溫度的升高熱導率降低。

對於非金屬的熱導率可以表述為是組成、結構、密度、溫度、壓力等的函數，表示為λ＝λ（組成，結構，密度，溫度t、壓強P……）。一般情況下，非金屬的熱導率隨溫度的升高和壓力的提高而增大。

對大多數均質的固體，熱導率與溫度成線性關系：

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式中：λ——t℃值；

α^t——溫度系數，金屬為負，非金屬為正；

λ₀——0℃值。

應予指出，在熱傳導過程中，物體內不同位置的溫度各不相同，因而熱導率也不同，在工程計算中，熱導率可取平均溫度下的數值，視作常數。

液體的導熱系數一般0.1～0.7W/（m·℃），隨溫度升高而降低。氣體的導熱系數真空最小，是良好的絕熱體，有利於保溫，絕熱，如熱水瓶夾層抽真空保溫。再如非金屬保溫材料，空氣夾層的雙層玻璃，彈松的棉被等具有良好的保溫功能的實質是含有大量的空氣。氣體的導熱系數隨氣體密度和溫度的升高而增大。在相當大的壓強范圍內（P＞2000at或p＜20mmHg），壓強對導熱系數無明顯影響。

綜上所述，金屬的熱導率值最大，非金屬次之，液體的較小，氣體的最小，常見的岩石熱導率值可從手冊中查得。

（2）岩石熱阻系數或熱阻率（ξ）

是岩石導熱系數或熱導率的倒數（單位：m·℃/W），即

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由傅里葉熱傳導方程可推出以下關系式：

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當熱流（q）不變時，地溫梯度（ΔT/ΔZ）與熱阻率（ξ）成正比。

岩石熱阻率一般呈現如下規律：隨著岩石密度的增大（隨著埋深加大，同一類沉積物的密度會變大），岩石和某些礦層的熱阻減小；岩石熱阻隨總濕度的增加而減小，其原因是水的熱阻（2.00）大大小於空氣的熱阻（46.00），由於干岩石孔隙中充滿著空氣，故熱阻大，對未膠結的鬆散岩石，當濕度增加到20%～40%時，熱阻大致可降低6～7倍；岩石熱阻隨著岩石透水性的增強而顯著減小，因含水層中熱的傳遞方式除傳導作用外，還有對流現象發生；在具有層狀構造的岩石中，可以觀測到各向異性現象，即沿層理方向的熱阻比垂直於層理方向的熱阻要低；岩石熱阻隨溫度增高而略微增大。

（3）岩石比熱（C）：加熱一千克物質使其上升攝氏一度時所需的熱量，即

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式中：C——岩石的比熱，J/g·℃；

ΔQ——加熱p克物質溫度升高△t時所需要的熱量（J/g·℃）與容重（kg/m³）的乘積，即

C_p=C·ρ

C_p單位為J/m³·℃。大部分岩石和有用礦物的比熱，其變化范圍都不大，一般介於0.59～2.1J/g·℃之間。由於水的比熱較大（15℃時為4.2J/g·℃），因此，隨著岩石濕度的增加，其比熱也有所增加。沉積岩如粘土、頁岩、砂岩、灰岩等在自然埋藏條件下，一般都具有很大的濕度，其比熱稍大於結晶岩，前者為0.8～1.0J/g·℃，後者為0.63～0.84J/g·℃。

土壤的熱容量（C_v）分重量熱容量和容積熱容量。氣象常用容積熱容量。1g物質溫度升高（或降低）1℃所吸收（放出）的熱量，稱重量熱容量（J/g·℃）;1cm³的物質溫度升高（或降低）1℃所吸收（放出）的熱量，稱容積熱容量（J/cm³·℃）。

土壤的熱容量大小由土壤組成成分和比例決定。土壤水分熱容量最大，溫度不易升、降，如潮濕土壤。土壤空氣熱容量最小，溫度易升、降，如乾燥土壤。土壤固體熱容量，居中。

（4）岩石溫度傳導系數或導溫率（a）：又稱熱擴散系數，表示在非穩定熱態下岩石單位體積在單位時間內溫度的變化，即岩層中溫度傳播的速度，其關系式如下：

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式中：a——岩石溫度傳導系數，m²/h；

λ——岩石熱導率，J/m·℃；

ξ——岩石熱阻率，m·℃/W;

C——岩石比熱，J/g·℃；

ρ——岩石的容重，g/m³;

C_p——岩石的單位熱容量，J/m³·℃。

岩石溫度傳導系數或溫度傳導率是一個綜合性參數，主要反映岩石的熱慣性特徵，在分析鑽孔內溫度平衡的形成條件和用人工場方法研究鑽孔剖面時具有重要意義。岩石溫度傳導系數主要與岩石的熱阻及其容重有關，並與它們成反比關系。同時，岩石溫度傳導系數隨岩石濕度增加而增加，隨溫度的增高而略微減小。對層狀岩石來說具有各向異性特點，岩石溫度傳導系數順岩石層理方向比垂直層理方向要高。

綜上所述，為了獲得有關地球溫度場的量的相關參數，除在野外進行地溫、熱傳導等測量、採取原狀樣品外，還必須開展實驗室工作，以測定岩石熱導率、比熱及溫度傳導系數等熱物理性質。

㈢ 什麼是「動力工程及工程熱物理」

動力工程是研究工程領域中的能源轉換、傳輸、利用理論、技術和設備的工程技術領域。其工程碩士學位授權單位培養從事能源轉換技術、熱工設備、動力機械的研究、設計、開發、製造及技術改造和技術攻關、工程管理的高級工程技術人才。研修的主要課程有：政治理論課、外語課、工程數學、工程熱力學、流體力學、傳熱學、燃燒理論、熱工自動控制、傳熱設備及技術、熱工系統與設備、熱工測量與控制、熱力設備過程數值模擬與控制、能源系統工程、熱力學、工業生態學、計算機技術基礎及現代管理學基礎等。
工程熱物理是研究生物質能利用/傳熱傳質的強化/優化能源分配

㈣ 什麼是熱物理

第八章 熱物理學簡介
§8 - 1 熱力學平衡的基本概念
一 熱物理學概述
研究的是熱運動（宏觀物體中大量微觀粒子的無規運動。物體的各種宏觀性質，例如物體的力學性質、電磁性質和化學性質等均受熱運動的影響）的規律及其對物質宏觀性質的影響，以及與物質其他各種運動形式之間的相互轉化規律。
理論基礎：
● 熱力學（宏觀理論）
基本研究方法：熱力學以基本規律（第一定律、第二定律等）為基礎，應用數學方法，通過邏輯推理和演繹，得出有關物質各種宏觀性質之間的關系，以及宏觀物理過程進行的方向和限度等方面的結論。
熱力學定律的普適性：具有高度的可靠性和普遍性。
● 統計物理學（微觀理論）
基本研究方法：認為物質的宏觀性質是大量微觀粒子運動的集體表現，而宏觀量是微觀量的統計平均值。
特點： 闡明了熱力學定律的統計意義
理論結果也往往是近似的。
● 熱力學方法與統計物理學方法的相互結合和滲透

二 熱力學系統的平衡態
● 熱力學系統：在給定范圍內，由大量的微觀粒子所組成的宏觀物體。
● 外界或環境： 對所研究的熱力學系統能夠發生相互作用的其他物體。
● 孤立系：與外界沒有任何相互作用的熱力學系統。
● 封閉系：與外界有能量交換，但沒有物質交換的熱力學系統。
● 開放系：與外界既有能量交換，又有物質交換的熱力學系統。
● 平衡態：熱力學系統內部沒有宏觀的粒子流動和能量流動的狀態，這時系統的各種宏觀性質不隨時間變化。
三 態參量和態函數
● 微觀量：描述組成該系統的微觀粒子的運動及其固有性質的量，如粒子的動量、能量和固有磁矩等。
● 宏觀量：描述組成該系統的大量微觀粒子集體表現出來的宏觀性質的量，如氣體的容積、壓強和總能量等。
● 態參量：可以獨立改變的，並足以確定熱力學系統平衡態的一組宏觀量。
幾何參量：如氣體的體積、固體的應變
力學參量：如氣體的壓強、固體的應力
化學參量：如各化學組分的質量和摩爾數
電磁參量：如電場和磁場強度、電極化和磁化強度
●態函數：平衡態確定的其他宏觀量，可以表達為以態參量為自變數的函數。
●單相系（均勻系）：各部分的性質完全一樣的熱力學系統。
●復相系：如果整個系統不是均勻的，但可以分為若干個均勻的部分，即可以分為若干個相。
四 熱力學第零定律 溫度
●熱力學第零定律(熱平衡定律)：如果兩個熱力學系統中的每一個都與第三個熱力學系統處於熱平衡，則它們彼此也必定處於熱平衡。
●熱力學第零定律表明，處在同一平衡態的所有系統都具有一個共同的、決定系統熱平衡的宏觀性質 溫度。
溫度的特徵：一切互為熱平衡的系統都具有相同的溫度
◇ 溫度計
◇ 溫標：溫度的數值表示法。
◇ 理想氣體溫標:用氣體溫度計(氣體為測溫物質)來實現。
定體氣體溫度計：
: 定體氣體溫度計與待測系統達到熱平衡時的溫度值;
p: 測得的並經過修正的氣體溫度計中的氣體壓強值;
規定 與p成正比
, (8. 1)
a ?確定
規定純水的三相點(水、冰和水蒸汽三相平衡共存的溫度)=273.16 K，
ptr =(在水的三相點時所測得的)該氣體溫度計中氣體的壓強，則
.
將該式所確定的比例系數a代入式(8. 1)，可得
.
實驗表明，用不同的氣體作為測溫物質，由上式定出的溫標基本相同，稍有差別。在溫度計內氣體密度(或壓強ptr)趨於零的極限情況下，它們都趨於一個共同的極限溫標理想氣體溫標，用它計量的溫度為
. (8. 2)
◇ 熱力學溫標（在熱力學第二定律的基礎上引入的一種不依賴於物質的具體測溫性質的溫標）
用該溫標確定的溫度，稱為熱力學溫度或絕對溫度：熱力學溫度是基本的物理量，其單位為K(kelvin，開爾文，簡稱開)。 把水三相點溫度 規定為熱力學溫標的基本固定溫度，按定義永久不變。
◇ 攝氏溫標的新定義
規定它由熱力學溫標導出，攝氏溫度t定義為
. (8. 3)
◇ 可以證明，在理想氣體溫標適用的溫度范圍內，理想氣體溫標與熱力學溫標是一致的。

五 物態方程
1、 物態方程的定義
在平衡態下，熱力學系統的溫度和態參量之間的函數關系。
2、 理想氣體的物態方程
一個重要的理論模型，它反映了各種氣體在密度趨於零時共同的極限性質。
理想氣體的物態方程是
, (8. 4)
氣體物質的量
摩爾氣體常量
3、 實際氣體的物態方程
對於實際氣體，人們導出了各種類型的物態方程：
● 范德瓦耳斯方程（是對氣體的結構作了一些簡化假設後推導出來的）
對於1 mol氣體有
, (8. 5)
其中Vm是氣體的摩爾體積，a和b是由實驗測定的常量(見表25-2)，它們分別是考慮到分子之間的吸引力和分子本身的大小而引進的修正。
● 卡末林昂內斯方程(形式上比較復雜，然而准確度較高的經驗公式)。
, (8. 6)
或 , (8. 7)
式中的 或 等系數分別稱為第一、第二、第三、第四……位力系數。它們都是與實際氣體性質有關的溫度的函數，可用實驗來測定。

答疑：What is a triple point（純水、純冰和水蒸汽三相平衡共存的溫度）?
物質的氣、液、固三態，在一定情況可以共存：
冬天的火鍋：水、汽態共存。
夏天冷飲內置冰塊：水、汽、固態共存。
但要得到確定的實驗規律，需把單一的純物質（如純水）密封在封閉的容器中，研究它處在熱平衡態下的性質。

水的三相點設備
三相點管置於存有冰水混合物的保溫瓶中。三相點管內存有純冰、純水和水蒸氣，三者平衡共存。三相點管中央置溫度計管。
關鍵是獲得真正純的不含雜質的三相共存，是獲得三相點的關鍵。據溶液結冰時先結出的是純溶劑的原理可解決此問題。實驗步驟：
1） 將三相點管浸入冰水混合物中半小時，使其溫度降至0度左右。
2） 將壓碎的乾冰裝入溫度計管，使三相點管內的水圍繞溫度計管的外壁形成一層冰衣。
3） 當冰衣厚度達5～10mm時，將溫度計管內的乾冰換成溫水，使冰衣沿溫度計管外壁薄薄地融化一層。由於雜質都留所融化的水裡，所以在溫度計管外壁周圍就實現了純水、純冰和水蒸氣的三相共存狀態。

§8 - 2 熱力學第一定律
一 熱力學過程與功
●熱力學過程：當熱力學系統的狀態隨時間變化時，叫經歷了一個熱力學過程（簡稱過程）。
●非靜態過程：在熱力學過程中，系統往往經歷了一系列的、不能簡單地用態參量和態函數來描述的非平衡態，這種過程稱為非靜態過程。
●准靜態過程：在准靜態過程進行中的每一時刻，系統都處於平衡態，這只有在過程進行得「無限緩慢」的條件下才可能實現。
一個系統的熱平衡態可用少數宏觀參量（p ，T，V）來描述，它在參量空間（p – V相圖）上用一個點來表示，因此准靜態過程可用p - V圖上的一條曲線來表示。

圖25 - 2 帶有活塞的容器 圖25 - 3 准靜態過程的功

● 元功
若流體體積的變化為 ，外界對流體所作的元功為
. (8. 8)
① 當系統被壓縮時，dV < 0，A > 0，外界對系統作正功；
② 當系統膨脹時，dV > 0，A < 0，外界對系統作負功。
●在一個有限的准靜態過程中，系統的體積由V1變為V2，外界對系統所作的總功為
. (8. 9)
● 功不是由系統的狀態唯一地確定的，功不是態函數。在無限小過程中所作的元功不是態函數的全微分，記為 而不是dA.
在一般情況下，准靜態過程中的元功可寫為
,
: 廣義坐標或外參量; : 廣義位移，
: 廣義力。
廣義位移 廣義力 元功
△S（液膜面積改變） γ（ 單位長度的表面張力） △S.γ（外界做功）
(體積) (壓強) .
(角位移) M（力矩） M .
(電荷) (電動勢) .
二 熱力學第一定律
在系統經歷的一個熱力學過程中,外界對系統所作的功A與系統從外界吸收的熱量Q之和，等於熱力學系統終態2和初態1的內能之差
, (8. 10)
熱力學第一定律是包含熱量交換在內的能量守恆定律。
若熱力學系統經歷一個無窮小的過程，
. (8. 11)
對於簡單系統， ，有
. (8. 12)
● 內能U是（熱平衡）態函數（是物質中分子運動的動能和勢能之和），dU是態函數U的全微分，它與達到這個狀態所經歷的具體過程沒有關系。
● 功和熱量則都與具體的過程有關，Q和A僅用來表示無限小過程中的無限小量，它們都不是態函數的微量差，即它們都不是全微分，盡管Q和A都不是全微分，但它們之和dU卻是全微分，是與過程無關的。

三 焓
當用熱力學第一定律來討論等壓過程時，引進態函數焓H.
在有限的等壓過程中系統從外界吸收的熱量為

.
定義焓為
, (8. 13)
●焓的重要特性：
在等壓過程中，系統從外界吸收的熱量等於系統的焓的增量
, (8. 14)
● 焓是一個態函數，
它由熱力學系統的狀態確定，對於既不等壓也不等體的過程同樣可用。例如，體系在壓強和體積兩者都不同的狀態之間變化，對終態和初態各有 , .
兩式相減，可以得到一個普遍的公式，即
. (8. 15)
對於等壓過程，有
. (8. 16)
在過程中系統從外界吸收的熱量
，對於等體過程 ，
，對於等壓過程.
在熱力學中，我們感興趣的是態函數U和H的改變數。
四 熱容
一個系統在某一過程中溫度升高1K所吸收的熱量。
定體熱容 , (8. 17)
定壓熱容 . (8. 18)
摩爾熱容 ：1mol物質的熱容；
比熱容或比熱c：單位質量物質的熱容.
● 定體熱容＝？
在等體過程中，由
. (8. 19)
● 定壓熱容 與定體熱容 之間的關系
(8. 20)
證明思路：
1）求內能U(V,T)的全微分
(8. 21)
2) 用熱力學第一定律導出系統所吸收的熱量Q的表達式
. (8. 22)
3) 由定壓熱容的定義
,
4）由 和上式可得
.
證畢。

㈤ 物體的熱物理參數

內部的熱狀態是許多地質過程的起始原因，熱狀態的研究中主要包括的熱場參數有:熱導率(是表徵物體導熱過程中的強度的一個物理量，相當於溫度梯度等於1時的熱流密度)、比熱容C(在壓力恆定的條件下，當熱量Q接近於質量m的物體時，物體溫度升高1℃的熱容)、熱傳遞函數a(熱傳導不穩定時表徵使溫度趨於均衡的速度的物理量)、熱流密度q(它是一個指向溫度梯度方向相反的矢量，數值上等於單位時間內通過等溫面的熱量)、線膨脹系數α和體膨脹系數β(壓力恆定時溫度每變化1物體長度或體積的相對增量)。

㈥ 啥叫熱物理

顧名思義是研究熱現象的物理

㈦ 熱能與動力工程和動力工程及工程熱物理有啥區別

1、學科方向不同：

熱能與動力工程包括：工程熱物理過程及其自動控制、動力機械及其自動化、流體機械及其自動控制、電廠熱能工程及其自動化四個二級學科。

主要涉及熱能動力設備及系統的設計、運行、自動控制、信息處理、計算機應用、環境保護、製冷空調、能源高效清潔利用和新能源開發等工作，面向及培養知識面廣、基礎扎實、創新能力強的復合型高級人才。

動力工程及工程熱物理主要學科方向有熱力循環理論與系統模擬、熱流體力學與葉輪機械、內燃機燃燒與排放控制、汽車動力總成與控制、工程熱物理、製冷空調中的能源利用、低溫系統流動傳熱、煤的多相流燃燒熱物理等。

2、學科綜合性不同：

「熱能與動力工程」是多門科學技術的綜合，其中包括現代能源科學技術，信息科學技術和管理技術等。動力工程及工程熱物理相對於單一性。

3、學科側重不同：

動力工程及工程熱物理，注重與化工、生物、信息、環境等學科的交叉與結合，發展學科新生長點，包括燃料電池與燃氣輪機聯合發電、石油替代途徑與新能源汽車、太陽能熱利用與建築節能、納/微系統輸送和溫控、生物質氣化發電、光催化制氫和電動汽車多能源動力控制系統等。

熱能與動力工程人才就業側重於熱力發電廠及電力公司、電力設計研究院、大中型用能企業、政府規劃和環保部門、製冷和空調設備企業、高等院校等領域，從事設計、運行、自動控制、信息處理、環境保護、清潔能源利用和新能源開發等類型工作。

參考資料來源：網路-熱能與動力工程

參考資料來源：網路-動力工程及工程熱物理

㈧ 太空材料的熱物理和光學特性分別是什麼

1.材料的熱物理性能

要想評價衣料的熱物理性能就要知道它的導熱系數和熱阻。

導熱系數久〔瓦／(米·開)〕：表示溫差1度情況下，單位時間內有多少熱量通過厚1米、面積1平方米的材料。

導熱系數與材料結構、濕度、溫度有關，通過試驗測定之。紡織材料的導熱系數為0.03～0.05瓦／(米·開)。

熱阻：表明材料厚度不變情況下的熱流量：

R＝δ/λ

其中：R為熱阻，以(米2·開)／瓦計；

δ為材料厚度，以米計；

λ為導熱系數，單位是瓦／(米·開)。

隔熱單位克裸，在文獻中已廣泛採用。隔熱單位為1克裸的服裝在產熱量約為60瓦／米2時，保證室溫條件下穿西裝和襯衣的人感到舒適。1克裸；0.155米2·開/瓦。

為了便於將λ、R和克裸換算成米-千克-秒制單位，下面列出幾個關系式：

1瓦／(米·開)=0.86千卡／(米2時·攝氏度)；

1米2開／瓦=1.16攝氏度·米2小時／千卡；

1克裸=0.18攝氏度·米2/小時／千卡。

2.物體的光學特性

物體中能吸收掉照射於其上之電磁波的全部輻射能量眷稱為絕對黑體；反之，將之全部反射掉者則為絕對白體。允許全部輻射能量通過的物體稱為透(鏡)體。自然界並不存在絕對的「體」，一切物體均程度不同地吸收和反射一部分輻射能量，因而得名為「灰體」。

物體的輻射能力：乃單位面積上在單位時間內之輻射能量的總和E0，可示如下式：

E＝εC0(T100)4

其中：ε為物體黑度，在絕對白體的0和絕對黑體的1之間變化；

C0＝5.67瓦/(米2·開4)＝4.88千卡/(米2·小時·開4)，即絕對黑體的輻射系數；

T為表面絕對溫度(T＝θ+273開)。

物體的「吸收能力」：取決於表面狀態，其次也與材料本身的特性有關，射線波長的作用也不小。例如，白色吸收熱輻射的性能很好；但吸收可見光的能力則不佳。

日常生活中常常利用這種狀況，白色的衣服在陽光明媚的天氣對預防過熱有很大幫助。

㈨ 什麼是物理熱現象，能舉個例子嗎

自然界中與物體冷熱程度（溫度）有關的現象稱為熱現象。人對冷和熱會產生生理上的感覺，在溫度較高的環境中，人感覺熱；在溫度較低的環境中，人感覺冷。但溫度並不是熱，溫度表示物體的冷熱程度。利用溫度計可以准確地測量物體的溫度。

例子：

1、使用爐灶燒水或炒菜，要使鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓住火頭，可使鍋的溫度升高快，是因為火苗的外焰溫度高。

2、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料製成，是因為木料是熱的不良導體，以便在烹任過程中不燙手。

3、爐灶上方安裝排風扇，是為了加快空氣對流，使廚房油煙及時排出去，避免污染空間。

4、滾燙的砂鍋放在濕地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導體，燙砂鍋放在濕地上時，砂鍋外壁迅速放熱收縮而內壁溫度降低慢，砂鍋內外收縮不均勻，故易破裂。

5、往保溫瓶灌開水時，不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時，瓶口有一層空氣，是熱的不良導體，能更好地防止熱量散失。

(9)什麼是熱物理擴展閱讀：

我們說物體吸熱和放熱，這里的熱，指的是能量。熱力學第一定律告訴我們：熱可以轉變為功，功也可以轉變為熱，消耗一定的功，必產生一定的熱，一定的熱消失時，也必產生一定的功。

熱量與熱能之間的關系就好比是做功與機械能之間的關系一樣。若兩區域之間尚未達至熱平衡，那麼熱便在它們中間溫度高的地方向溫度低的另一方傳遞。任何物質都有一定數量的內能，這和組成物質的原子、分子的無序運動有關。

當兩不同溫度的物質處於熱接觸時，它們便交換內能，直至雙方溫度一致，也就是達致熱平衡。這里，所傳遞的能量數便等同於所交換的熱量數。許多人把熱量跟內能弄混，其實熱量指的是內能的變化、系統的做功。

熱量描述能量的流動，而內能描述能量本身。充分了解熱量與內能的分別是明白熱力學第一定律的關鍵。

製作原理：根據液體的熱脹冷縮性質製成的。

結構特點：是一根內徑很小、密封的玻璃管，管的下端是裝液體的玻璃泡，管上有刻度。

溫度單位：包括℃攝氏度（攝氏溫度）和K開爾文（熱力學溫度）。

攝氏溫度的規則：冰水混合物的溫度為0℃，在一標准大氣壓下沸水的溫度為100℃。

熱力學溫度：宇宙中溫度下限為-273.15℃，稱為絕對零度。以絕對零度為起點的溫度稱為熱力學溫度。-273.15℃=0K

兩者關系：T（熱力學溫度）=t（攝氏溫度）+273.15

物質存在的三種狀態：固態、液態、氣態。物質由一種狀態變成另一種狀態叫狀態變化。

熔化指物質由固態變成液態的現象，凝固指物質由液態變成固態的現象。

觀察海波的熔化過程，然後分析海波的熔化圖像。

固體可分為晶體和非晶體。晶體在熔化時有一定的熔化溫度，非晶體在熔化時沒有一定的熔化溫度。

晶體熔化的兩個必要條件：溫度要達到熔點，要繼續加熱。