1、单层玻璃的保温效果:此种情况需要考虑的因素有此时玻璃两侧的温度T1和T2,在这里我们为了方便计算把T1设为20℃T2设为-10℃,还要考虑玻璃的厚度d和此时玻璃的热传导系数K1,同样我们设玻璃厚度d为1cm,因为玻璃的热传导系数随温度的改变而改变,所以此时玻璃的热传导系数我们取20℃和-10℃的中间温度5℃,通过查表知在温度为5℃时玻璃的热传导系数为5×10-3J/cm.s.℃,还有就是玻璃的面积S,也就是热量通过玻
璃的横截面面积,我们设S为5000cm2,时间t设为100s,热传导方向是从T1向T2方向传导。所以在单位时间100s内通过面积为5000cm2的玻璃窗的热量Q就很容易计算出来,利用公式Q=StK1=5000cm2×100s×5×10-3 J/cm.s.℃× =75000J单层玻璃在温差30℃面积是5000cm2时间为100s的情况下通过热传导传导过的热量为75000J。
2、双层玻璃的保温效果:在此种情况下我们建立模型要考虑到热传导的路径,首先是先通过内侧玻璃也就是温度高一侧的玻璃传导至空气部分,再通过空气传导到外侧玻璃最终传导出所要求的热量。根据单层玻璃的求解一样我们还设T1为20℃,T2为-10℃,面积S为5000cm2,时间是100s,两层玻璃的厚度均为1cm,在此种情况下我们还把玻璃的热传导系数视为5℃下的值即5×10-3 J/cm.s.℃,又查表知此时干燥不流动空气的热传导系数为2.55×10-4 J/cm.s.℃,同时设空气的厚度l为5cm, 又根据热量守恒定律得出由于T1和Ta温度差所发生的热传导产生是热量Q与Ta和Tb,Tb和T2温度差所发生的热传导产生的热量是相等的,用公式表达为:Q= StK1 = StK2 = StK1 (1)
由(1)式可得出T1+T2=Ta+Tb (2)
(1)(2)式结合可得方程如下:
Q=5000cm2×100s×5×10-3 J/cm.s.℃× =5000cm2×100s×2.5×10-4J/cm.s.℃× =5000cm2×100s×5×10-3 J/cm.s.℃×
又Ta+Tb=T1+T2=-10℃+20℃=10℃
综合(1)(2)结合具体数据得出Ta=19.7℃,Tb=-9.7℃,从而求得此时热传导传导的热量值为:Q=5000cm2×100s×5×10-3 J/cm.s.℃× =5000cm2×100s×5×10-3 J/cm.s.℃× =750 J。