Page 6 - 国外钢铁技术信息内参（2023年2月）

（1）

表 1 系统的分类示例

系统及其输入和输出

物质 热量 做功

开放系统 ○ ○ ○

封闭系统 × ○ ○

绝热系统 × × ○

孤立系统 × × ×

现在，考虑将致密坚固的物体放置在流体中并与流体进行热交换的状况（图

1）。物体的温度均匀，物体和流体的热交换速度与物体和流体的温度差以及物

体的表面积成比例，物体内部不会产生吸热。以对象系统为物体，取得其热平衡。

物体致密，周围的流体不能侵入物体内，而且由于坚固不产生变形，所以也不进

行相互做功。但是，由于通过物体表面进行热交换，所以如果按表 1 进行分类，

则将对象系统分类为封闭系统。在式（1）中，由于假定不产生物体内的吸热，

所以“系统内的生成量”和“消耗量”分别为零，由于假定物体与周围流体的热交换

与温度差成正比，通过温差值的正负来切换输入输出，因此可将“系统的输入量”

和“输出量”表示为单一项。设净输入量（输入量一输出量）为 Q[W]，则可表示

为式（2）。

Q  Ah(T - T) （2）
f
其中，A 为物体表面积[m2]，Tf和 T 为流体和物体的温度[К]，h 为比例系

数（又称传热系数或传热率）[Wm K ]。在不产生相变或吸热的情况下，检测
-2
-1
发现，蓄积在物体中的热量为物体的温度变化。如果物体的质量为 m，将热容量

设为常数 C，则从时刻 t 开始到 t+△t 之间，系统内的蓄积热量可表示为 mC[T(t+

△t)-T(t)]。作为对象的微小时间△t 期间的热输入速度如果一定，则物体的热平

衡可用式（3）表示。

CSM 中国金属学会 CMISI 冶金工业信息标准研究院
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