Question

概念建構探究：不同物質傳導熱的能力不同，物質傳導熱的能力可用導熱系數λ來表示．
導熱系數是熱的傳導作用在1平方厘米截面上1秒鐘內溫差為1℃時通過長度1厘米的熱量．
下面是一些物質的導熱系數（J/cm?℃?s）

物質名稱	導熱系數	物質名稱	導熱系數
銀	4.074	玻璃	0.0084
銅	3.864	水	0.00596
鋁	2.100	冰	0.02310
鎢	2.016	空氣	0.000239
鐵	0.672	棉花	0.000588

（1）由上述表格看出，金屬的導熱系數比非金屬物質的導熱系數______．
（2）導熱系數越大的物質，傳導熱的能力越______．
（3）請寫出導熱的系數的數學表達式，并說明其中各個字母分別表示什么量：
①表達式：______；②各個字母所表示的量：______．
（4）計算題：將一塊長為20cm、截面積為0.5cm²的鋁片加熱到100℃后，將一端接觸一杯質量為500g、初溫為20℃的水，熱傳遞結束時水溫為30℃，求經過多長時間鋁片與水之間的熱傳遞就結束了？（不計熱量損失）

Answer 1

（1）由表格中數據得出，金屬的導熱系數比非金屬物質的導熱系數大；
（2）導熱系數越大，說明在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量越大，即傳導熱的能力越強；
（3）①由導熱系數是指在1cm²截面上1s內溫差為1℃時通過長度1cm的熱量可得關系式：λ=

QL

St△T

，
②上式中：λ為導熱系數，Q為傳遞的熱量；L為傳導的長度，S為物體的橫截面積，t為傳熱的時間，△T為物體的溫差；
（4）不計熱量損失，Q=Q_水吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×0.5kg×（30℃-20℃）=2.1×10⁴J，
∵λ=

QL

St△T

，
∴t=

QL

Sλ△T

=

2.1×104J×20cm

0.5cm2×2.1J/(cm?℃?s)×70℃

≈5714s．
故答案為：（1）大；（2）強；（3）λ=

QL

St△T

；（4）經過5714s鋁片與水之間的熱傳遞結束．