单选题
1226、空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3,其大小顺序正确的是( )。
A
λ1>λ2>λ3
B
λ1<λ2<λ3
C
λ2>λ3>λ1
D
λ2<λ3<λ1
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
导热系数($\lambda$)是衡量物质导热能力的物理量。不同状态的物质,其微观结构和传热机制不同,导致导热系数存在显著差异。一般规律如下:
1. **金属固体($\lambda_3$)**:
金属内部含有大量的自由电子,这些自由电子在热运动中能迅速传递能量,因此金属的导热能力最强。此外,金属晶格的振动也能传递热量。通常金属的导热系数在几十到几百 $\text{W}/(\text{m}\cdot\text{K})$ 之间(例如铜约为 $400 \text{W}/(\text{m}\cdot\text{K})$)。
2. **水(液体)($\lambda_2$)**:
液体的分子间距比气体小,但比固体大,且分子排列无序。液体的导热主要依靠分子间的碰撞和弹性波传递,没有自由电子辅助,因此导热能力远低于金属,但高于气体。常温下水的导热系数约为 $0.6 \text{W}/(\text{m}\cdot\text{K})$。
3. **空气(气体)($\lambda_1$)**:
气体分子间距很大,分子间相互作用力弱,导热主要依靠分子的无规则热运动和碰撞。由于分子密度低,能量传递效率最低,因此气体的导热系数最小。常温下空气的导热系数约为 $0.026 \text{W}/(\text{m}\cdot\text{K})$。
**综上所述:**
导热系数的大小顺序为:**金属固体 > 液体 > 气体**。
即:$\lambda_3 > \lambda_2 > \lambda_1$,或者写作 $\lambda_1 < \lambda_2 < \lambda_3$。
对比选项:
A. $\lambda_1 > \lambda_2 > \lambda_3$ (错误)
B. $\lambda_1 < \lambda_2 < \lambda_3$ (正确)
C. $\lambda_2 > \lambda_3 > \lambda_1$ (错误)
D. $\lambda_2 < \lambda_3 < \lambda_1$ (错误)
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
空气水金属导热系数序
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