谈谈物质的导热性和导热方式

常见金属中，铜、铝的导热性是否比铁好?如果是，为什么厨房里的锅大多用铁而不用铜、铝呢?欲知其中缘由，先来了解一下物质的导热性和导热方式。

一、物质的导热性

所谓导热，是指物体内不同温度的各部分之间或不同温度的物体相接触时。发生的热量传输的现象，导热性是对物质传热能力的衡量，不同物质是否就有不同的导热性呢?不妨通过两个实验来进行比较，

实验一：金属与非金属导热性的比较

取形状相同的铜棒与玻璃棒，一端用纸条裹住，另一端放在酒精灯上同时加热，观察哪一种材料上的纸先燃烧，思考是什么原因导致这种材料上的纸先燃烧?

现象：铜棒上的纸先燃烧。

结论：金属比非金属导热性能强，金属是热的良导体，非金属是热的不良导体。

那么同样是金属的铜棒、铁棒、铝棒，它们的导热性是不是一样呢?

实验二：不同金属的导热性比较

取形状相同的铜棒、铁棒、铝棒，放在盛有热水的杯子里，一端浸入热水中，在另一端的同一高度抹上一小块冷冻黄油，观察哪一种金属上的黄油先熔化。

现象：铜棒上的黄油先熔化，接下来是铝，最后是铁。

结论：铜的导热性比铝好，铝比铁好。

同样，还可以设计实验对气体和液体的导热性进行比较，实验结果显示，不同物质的导热性一般不同，物质的导热性是物质的物理属性之一。

1、金属的导热性

金属的导热性是指金属传导热量的性能，各种金属都是热的良导体，通常合金的导热性比纯金属差，对于纯金属的导热性的好坏，假如来排一个排行榜，排在第一的是银，就是说，银的导热性最好，其次是铜、铝、钨、镁等，而铁排在后面，那么为什么厨房里的锅大多用铁而不用铜、铝呢?

从生物角度说，铁是人体需要的一种微量元素，而人体不易吸收铁元素，为了让人可以天天吸收这种元素，模仿盐里加碘一样，于是人们就使用了铁锅。

一般来说导电性好的材料，其导热性也好，如果某些零件在使用中需要大量吸热或散热时，就要用导热性好的材料，比如冷凝器中的冷却水管，常用导热性好的铜合金制造，以提高冷却效果，导热性能好的物体，往往吸热快，散热也快。

另外，在焊接、铸造、锻造和热处理等工艺中就必须考虑材料的导热性，防止材料在加热或冷却过程中其内外温差过大，从而对材料造成变形和破坏。

2、非金属的导热性

不善于导热的物质叫做热的不良导体，非金属中，绝大部分都是热的不良导体，瓷、纸、木头、玻璃、皮革都是热的不良导体，最不善于导热的是羊毛、羽毛、毛皮、棉花、石棉、软木和其他松软的物质，液体中，除了水银以外，都不善于导热，气体比液体更不善于导热，

寒冷的冬天穿棉衣、羽绒服特别保暖，为什么呢?

棉花、羽绒都是热的不良导体，棉花及羽绒中间的空隙里有不流动的空气，空气也是热的不良导体，冬天，穿上棉衣可以防止身上的热通过传导的方式散发出去，同时也防止了热的对流，同样，夏天为防止冰棒熔化，用棉被把冰棒裹起来，也是为了防止空气中的热通过传导和对流传给冰棒，避免冰棒的熔化。

另外，在寒冷的冬天，河表面的水都结冰了，而河底的水却仍能流动，为什么呢?

除了与水的密度有关以外，还因为水是热的不良导体，所以尽管表面的河水受到气温的影响结冰，而底部的水仍能保持零度以上的温度_

二、物质的导热方式

在导热过程中，物质并未发生迁移，只是高温物体放出热量，温度降低，内能减少f确切地说是物体里的分子做无规则运动的平均动能减小)；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加，导热的实质就是内能从高温物体向低温物体的转移，是能量转移的一种方式，能否导热的唯一条件是存在温度差，导热的结果是温差消失，物体间或物体的不同部分达到相同的温度。

导热的方式有两种：传导、对流。

传导：指热量从物体温度较高的部分沿着物体传到温度较低的部分，热传导的实质是由于大量分子、原子等相互碰撞，使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程，影响热传导的主要因素是：温差、组成物质的材料和导热物体的厚度及截面积，热传导是固体导热的主要方式，各种物质热传导的性能不同，金属较好，玻璃、羽毛、毛皮等则很差。

对流：靠液体或气体的流动来传热的方式叫做对流，对流是液体和气体导热的主要方式，气体的对流现象比液体更明显，利用对流加热或降温时，必须同时满足两个条件：一是物质可以流动；二是加热方式必须能促使物质流动，对流可分自然对流和强迫对流两种：自然对流是由于流体温度不均匀引起流体内部密度或压强变化而形成的自然流动，例如：气压的变化、风的形成、地面空气受热上升、上下层空气产生循环对流等；而强制对流是因受外力作用或与高温物体接触，受迫而流动的，例如：由于人工的搅拌，或机械力的作用(如鼓风机、水泵等)，完全受外界因素的促使而形成的对流。

在气体或液体中，热传导过程往往和对流同时发生，各种物质都能够传导热，但是不同物质的传热本领不同。

知道了物质的导热性和导热方式后，可以尝试解释下列现象。

1、冬天落在田里的雪，能保护越冬作物不致冻坏，为什么?

这是由于雪和雪下方不流动的空气都是热的不良导体，它们可以防止热传导；雪又阻止其下方的空气和上方的空气间发生对流：银白色的雪又能防止土壤中的热向外辐射，所以能保护越冬作物不被冻坏。

2、电动机和暖气片的热量，怎样做才能使散热效果更好?

电动机是通过周围的散热片散热的，散热片用容易传热的金属制成，散热片越多，电动机与周围空气接触面积越大，散热越快，(有的电动机还装有同轴风扇，可以加快周围空气对流，散热更快。)

暖气片也是通过金属制成的散热片散热的，散热片越多，与空气接触面积越大，散热越快。