⑴ 举例说一说人们利用热能的方法
实际上这种努力正是建设资源节约型,环境友好型社会所需要的。然而“建设资源节约型,环境友好型社会”这个题目很大,我不想全面的泛泛而谈,只从既能给人们带来生产、生活上的便利又节省能源,还可以改善环境的角度,极其粗浅的谈谈热能的综合利用。
一,从现象说起
供电变压器严重过热,甚至烧毁。生产、生活上用的供电变压器,常常因负荷电流大而过热导致保护性停电,甚至烧坏变压器而引起停电,不仅给工农业生产或者科研造成巨大损失,也给人们造成生活上的不便。这样的例子很多,没有必要举出。过热甚至烧坏变压的原因是什么呢?表面上的直接原因,就是新闻报道中所说的,因为(严寒或者酷热,使城乡居民的)用电量增加,导致供电变压器过载。实际上的过热或者烧掉变压器的原因除了“过载”之外,还有一个谁也不会提及的原因——冷却不良!目前电力变压器的冷却是油冷——变压器在封闭的容器内,而容器里灌注了油。变压器所产生的热,由油吸收,在传给容器,再由容器的外壳向周围的空气扩散。这是一个自然冷却方式,热传输效率低,而且受气温高低的制约,所以效率很低,因而冷却效果十分有限。这里有两个问题可以思考:负载电流使变压器发热,这个热量跑到周围环境去了,结论是:
a, 白白的浪费能量。
b, 使环境温度升高。
如果我们设法提高冷却效率,并把这些“废物”——热能加以利用,那么事情就会变得极有价值。我们就可以实现:不增加能量消耗,确可以做到:既提高了变压器输出功率,又把废物——热能利用了,来为生产、科研或者生活服务,创造新的财富或者方便生活降低生活成本,并改善了环境。
在生产、生活中,类似的情况还有很多。工业的情况这里暂时不说,就家用电器一项,就存在这样的情况例如:冰箱,其压缩机以及冷凝器,就是最简单的空气冷却。空调则是强制风冷——当然是向室外空间。还有,计算机的电源以及CPU也是强迫风冷。而电视机的整机则是应用空冷,而其大功率器件则是外加大面积的金属散热器等等。这些电器,在工作一段时间之后,就成了一个电炉,热浪滚滚,再加上其嘈声。使得设备与人都十分难受!那么这些废弃的热能,如果加以收集并用来加热生活用水,不是既可以延长电器的使用寿命,同时又可以减少甚至不额外用电能或者煤气来热水吗?
⑵ 数值分析计算方法求解
欧拉法的局部截断误差的阶为O(h2);改进欧拉法的局部截断误差的阶为 O(h3);三阶龙格-库塔法的局部截断误差的阶为 O(h4) 。
四阶龙格-库塔法的局部截断误差的阶为 O(h5) 。
欧拉法的绝对稳定实区域为 -2<=namada*h <=0 。
二阶龙格-库塔法的绝对稳定实区域为 -2<=namada*h <=0 。
三阶龙格-库塔法的绝对稳定实区域为 -2.51<=namada*h <=0 。
四阶龙格-库塔法的绝对稳定实区域为 -2.785<=namada*h <=0 。
⑶ 谁能说说数值分析的重要性 谁能说说数值的重要性,重要能举个例子
离散数学是计算机专业的一门重要基础课.它所研究的对象是离散数量关系和离散结构数学结构模型.它主要介绍离散数学的各个分支的基本概念、基本理论和基本方法.这些概念、理论以及方法大量地应用在数字电路、编译原理、数据结构、操作系统、数据库系统、算法的分析与设计、人工智能、计算机网络等专业课程中;同时,该课程所提供的训练十分有益于学生概括抽象能力、逻辑思维能力、归纳构造能力的提高,十分有益于学生严谨、完整、规范的科学态度的培养.
数学分析主要是微积分这一块的东西,还讨论函数的连续,收敛,逼近等,还讨论级数,还讲了一些基本的关于实数的定理等等
数值分析主要是利用计算机进行近似计算的问题,如解微分方程组,数值积分,主要方法有迭代法,差分法和有限元法等
高等数学呢,是基础,内容大概和数学分析差不多,但是理论性绝对没有数学分析强,数学分析是一般是数学专业学的.不管你是工科、文科、理科都得学高等数学,只不过是分ABCD几个等级.
⑷ 数值分析在现实中有哪些应用
说一个大家不太容易知道的。现代做薄膜的方法一般是材料加一个“输入条件。”具体的生长过程(原子尺度的)我们一般是无法管的。这也是材料物理里有一个超级难搞但是一旦做出来会超级重要的东西,薄膜生长动力学。这个主要是研究薄膜是如何长出来的,研究那个过程。假如能够把镀膜的过程动态化那么很显然研究薄膜的难度会降低很多。自然对集成电路和计算机硬件产业可以强力助推。 但是这个东西单纯去做实验研发是几乎做不成的。薄膜生长的条件(高温,电磁,化学气)已经决定了在这个情况下用分析测试仪器做检测是不太现实的。当然。也并非完全做不成。那么自然,用数值分析去模拟,就是一个很好的选择。这个东西一般是用Atomic scale modeling的方法去搞。1980年开始有很多报道和成功的案例。但目前缺乏一个更general的方法(类似做出像密度泛函那样的,非常优雅的理论)。其实个人猜测这个更general的方法应该是存在的。毕竟薄膜生长也就是那几种路径(层,岛,层+岛)罢了。
⑸ 数值分析有什么作用 数学中的数值分析的详细作用在哪些方面请举例一下 谢谢
楼上说的很专业了 我就不多说了 说下通俗的理解吧 数值分析 就是可以没有解析的数学表达式 但可以在一定的误差内算出结果就可以了 或者是一些很难求出精确解的表达式 我们可以求出它的数值解 这个有《计算方法》这门学问可以学习 再个这类问题多用于工程上的一些计算 因为工程上很多都是要数据的 不需要表达式 我是学工科的 所以比较了解 工程设计 上也常用到 希望能给你帮助 采纳我吧 不胜感激
⑹ 摄入食物的热量、卡路里怎么计算
所谓卡路里,简称为卡,是热量单位。平时所指的1卡热量就是指能使1克水的温度升高1℃所需的热量。由于卡的计算单位比较小,通常是用“千卡”或“大卡”来表达。“千卡”和“大卡”就是卡的1000倍。平时人摄入的糖类(来自五谷杂粮的淀粉)每克的热量约为4千卡,脂肪每克供给的热量为9千卡,蛋白质每克供给的热量为4千卡。人一般最平衡的热量摄入应该是:糖量占50%、蛋白质占20%、脂肪占30%。当然由于年龄、工作性质及其他原因不尽相同,每人每天所需的热量也应该有所不同。年龄在40岁以下的人,每日所需热量是理想体重乘以26.4;年龄在40岁以上的人,只需用理想体重乘以22即可。热量一旦摄入过多,必将在体内贮存起来,使人体重超重,使人肥胖。
⑺ 关于能量守恒定律的例子
能量守恒和能量转化定律与细胞学说,进化论合称19世纪自然科学的三大发现。而其中能量守恒和转化定律的发现,却是和一个“疯子”医生联系起来的。
迈尔的研究
迈尔
这个被称为“疯子”的医生名叫迈尔(1814~1878),德国汉堡人,1840年开始在汉堡独立行医。他对
迈尔万事总
要问个为什么,而且必亲自观察,研究,实验。1840年2月22日,他作为一名随船医生跟着一支船队来到印度。一日,船队在加尔各达登陆,船员因水土不服都生起病来,于是迈尔依老办法给船员们放血治疗。在德国,医治这种病时只需在病人静脉血管上扎一针,就会放出一股黑红的血来,可是在这里,从静脉里流出的仍然是鲜红的血。于是,迈尔开始思考:人的血液所以是红的是因为里面含有氧,氧在人体内燃烧产生热量,维持人的体温。这里天气炎热,人要维持体温不需要燃烧那么多氧了,所以静脉里的血仍然是鲜红的。那么,人身上的热量到底是从哪来的?顶多500克的心脏,它的运动根本无法产生如此多的热,无法光靠它维持人的体温。那体温是靠全身血肉维持的了,而这又靠人吃的食物而来,不论吃肉吃菜,都一定是由植物而来,植物是靠太阳的光热而生长的。太阳的光热呢?太阳如果是一块煤,那么它能烧4600年,这当然不可能,那一定是别的原因了,是我们未知的能量了。他大胆地推出,太阳中心约2750万度(现在我们知道是1500万度)。迈尔越想越多,最后归结到一点:能量如何转化(转移)?
迈尔
他一回到汉堡就写了一篇《论无机界的力》,并用自己的方法测得热功当量为365千克米/千卡。他将论
迈尔文投
到《物理年鉴》,却得不到发表,只好发表在一本名不见经传的医学杂志上。他到处演说:“你们看,太阳挥洒着光与热,地球上的植物吸收了它们,并生出化学物质……”可是即使物理学家们也无法相信他的话,很不尊敬地称他为“疯子”,而迈尔的家人也怀疑他疯了,竟要请医生来医治他。他不仅在学术上不被人理解,而且又先后经历了生活上的打击,幼子逝世,弟弟也因革命活动受到牵连,在一连串的打击迈尔于1849年从三层楼上跳下自杀,但是未遂,却造成双腿伤残,从而成了跛子。随后他被送到哥根廷精神病院,遭受了八年的非人折磨。1858年,世界又重新发现了迈尔,他从精神病院出来以后,被瑞士巴塞尔自然科学院授为荣誉博士。晚年的迈尔也可以说是苦尽甘来,在晚年他先后获得了英国皇家学会的科普利奖章,还获得了蒂宾根大学的荣誉哲学博士、巴伐利亚和意大利都令科学院院士的称号。1878年3月20日迈尔在海尔布逝世。
焦耳的坚持不懈
和迈尔同时期研究能量守恒的还有一个英国人——焦耳(1818~1889),他自幼在道尔顿门下学习化学、数学、物理,他一边经营父亲留下的啤酒厂,一边搞科学研究。1840年,他发现将通电的金属丝放入水中,水会发热,通过精密的测试,他发现:通电导体所产生的热量与电流强度的平方,导体的电阻和通电时间成正比。这就是焦耳定律。1841年10月,他的论文在《哲学杂志》上刊出。随后,他又发现无论化学能,电能所产生的热都相当于一定功,即460千克米/千卡。1845年,他带上自己的实验仪器及报告,参加在剑桥举行的学术会议。他当场做完实验,并宣布:自然界的力(能)是不能毁灭的,哪里消耗了机械力(能),总得到相当的热。可台下那些赫赫有名的大科学家对这种新理论都摇头,连法拉第也说:“这不太可能吧。”更有一个叫威廉·汤姆孙(1824~1907)的数学教授,他8岁随父亲去大学听课,10岁正式考入该大学,乃是一位奇才,而今天听到一个啤酒匠在这里乱嚷一些奇怪的理论,就非常不礼貌地当场退出会场。
焦耳
焦耳不把人们的不理解放在心上,他回家继续做着实验,这样一直做了40年,他把热功当量精确到了
焦耳423.9
千克米/千卡。1847年,他带着自己新设计的实验又来到英国科学协会的会议现场。在他极力恳求下,会议主席才给他很少的时间让他只做实验,不做报告。焦耳一边当众演示他的新实验,一边解释:“你们看,机械能是可以定量地转化为热的,反之一千卡的热也可以转化为423.9千克米的功……”突然,台下有人大叫道:“胡说,热是一种物质,是热素,他与功毫无关系”这人正是汤姆孙。焦耳冷静地回答到:“热不能做功,那蒸汽机的活塞为什么会动?能量要是不守恒,永动机为什么总也造不成?”焦耳平淡的几句话顿时使全场鸦雀无声。台下的教授们不由得认真思考起来,有的对焦耳的仪器左看右看,有的就开始争论起来。
汤姆孙碰了钉子后,也开始思考,他自己开始做试验,找资料,没想到竟发现了迈尔几年前发表的那篇文章,其思想与焦耳的完全一致!他带上自己的试验成果和迈尔的论文去找焦耳,他抱定负荆请罪的决心,要请焦耳共同探讨这个发现。
在啤酒厂里汤姆孙见到了焦耳,看着焦耳的试验室里各种自制的仪器,他深深为焦耳的坚韧不拔而感动。汤姆孙拿出迈尔的论文,说道:“焦耳先生,看来您是对的,我今天是专程来认错的。您看,我是看了这篇论文后,才感到您是对的。”焦耳看到论文,脸上顿时喜色全失:“汤姆孙教授,可惜您再也不能和他讨论问题了。这样一个天才因为不被人理解,已经跳楼自杀了,虽然没摔死,但已经神经错乱了。”
汤姆孙低下头,半天无语。一会儿,他抬起头,说道:“真的对不起,我这才知道我的罪过。过去,我们这些人给了您多大的压力呀。请您原谅,一个科学家在新观点面前有时也会表现得很无知的。”一切都变得光明了,两人并肩而坐,开始研究起实验来。
1853年,两人终于共同完成能量守恒和转化定律的精确表述。
⑻ 物体的热能怎么计算
系统中一个粒子的热能是:
U=1/2*(fKT)
其中f是指自由度,T指温度,K为波尔兹曼常数,数值为:K=1.3806505×10^-23J/K.
因此,对于一个有N个粒子的系统,总热能为在系统中所有粒子的热能总和.
U=N*1/2*(fKT)
⑼ 热量换算问题
燃油、燃气均可使用的场合,应认真研究、权衡使用燃气或燃油的得失。一般优先考虑使用城市煤气,若无城市煤气供应时,应考虑使用轻油。重油的含硫量较高,一般不宜采用。
直燃机机型的选择
直燃机从其利用的能源可分为燃油型、燃气型及油、气两用型;从功能上可分为三用型(具备制冷、采暖、卫生热水三种功能)、空调型(具备制冷、采暖功能)和单冷型(只具备制冷功能)。单冷型较前两种便宜,三用型与空调型价格接近。选用时应根据用户的供水参数要求;还应进行经济比较,以减少机房的一次投资。
负荷的确定
确定直燃机的冷(热)负荷,除在计算空调负荷的基础上,增加机组本身和水系统的冷(热)损失(一般为l0%~15%)外,尚应考虑冷(热)水和冷却水产生的污垢因素,对产冷(热)量进行修正。机组在制冷的同时制卫生热水,则制冷量相应降低,除非加大高压发生器,这一因素亦应考虑。不同的冷(热)负荷的建筑物,应选择相应的直燃机。
一般直燃机的额定供热量是其额定制冷量的80%左右。但也可根据用户的要求,选择供热量大于或等于制冷量的特殊机型。直燃机的供热量是指供暖热量与卫生用热水热量之和,或二者之一(二者均能单独达到额定供热量)。