关键字：导热机理、热分析、热力学三大定律
1.各类物体的导热机理
气体：导热是气体分子不规则热运动时相互碰撞的结果，温度升高，动能增大，不同能量水平的分子相互碰撞，使热能从高温传到低温处。
固体：对于导电固体，自由电子的运动在导热中起着重要的作用，电的良导体也是热的良导体。对于非导电固体，导热是通过晶格结构的振动，即原子、分子在其平衡位置附近的振动来实现的。
液体：存在两种不同的观点：第一种观点类似于气体，只是复杂些，因液体分子的间距较近，分子间的作用力对碰撞的影响比气体大；第二种观点类似于非导电固体，主要依靠弹性波（晶格的振动，原子、分子在其平衡位置附近的振动产生的）的作用。
2.热分析的分类
热分析的分类有两种，一种为稳态传热，另一种为瞬态传热。
稳态传热是指传热系统中各点的温度仅随位置而变化，不随时间而改变。
(1)热能流动不随时间变化，系统的温度和热载荷也都不随时间变化。稳态热平衡满足热力学第一定律。通常在进行瞬态分析前，进行稳态分析用于确定初始温度分布。
(2)对于稳态传热，一般只需要定义导热系数，它可以是恒定的，也可以是随温度变化的。
(3)稳态热分析的能量平衡方程：[K]{T}={Q}
式中：[K]为传导矩阵，包含导热系数、对流系数以及辐射率和形状系数；{T}为节点温度向量；{Q}为节点热流率向量，包含热生成。
瞬态传热：一个具有初始温度场的物体，当其受到一个固定的干扰热作用，物体的温度将随时间不断地升高或降低，经历某一时间后，物体内部的温度场最终达到与外界热作用处于新的热平衡状态的传热过程。
(1)在工程上一般用瞬态分析计算温度场，并将之作为热载荷进行应力分析。
(2)热能存储效应在稳定分析被忽略，而在瞬态分析中要考虑进去。涉及到相变的分析总是瞬态分析。
(3)除了定义导热系数、密度、比热容量，材料特性应包含实体传递和存储热能的材料参数，可以定义热焓（在相变分析中需要输入）。
(4)瞬态热平衡方程：[C]{T'} [K]{T}={Q}
式中：[k]为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；[C]为比热矩阵，考虑系统内能的增加；{T}为节点温度向量；{T'}为温度对时间的倒数；{Q}为节点热流率向量，包含热生成。
（图片来源：百度文库）
3.热力学三大定律
热力学(Thermodynamics)是从宏观角度研究物质的热运动性质以及其规律的学科。第一定律是能量守恒原理、第二定律又称“熵增定律”，热力学第三定律即绝对零度不可能达到。
● 热力学第一定律：
表述：物体内能的增加等于物体吸收的热量和对物体所作的功的总和。即热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。表达式：△U=Q W
热力学第一定律是一个普适的定律，适用于宏观世界和微观世界的所有体系，适用于一切形式的能量。
● 热力学第二定律：
表述：分子有规律的机械能可以完成转化为分子无规律运动的热能，热能却不能完全转化为机械能。即每一个自发的物理或化学过程总是向着熵增高的方向发展，熵是一种能转化为功的热能。
克劳修斯表述：热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体；
开尔文-普朗克表述：不可能从单一热源吸取热量，并将这热量完全变为功，而不产生其他影响。
熵增原理：不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。在自然过程中，一个孤立系统的熵永不减小。
在自然界中任何的过程都不可能自动地复原，要使系统从终态回到初态必须借助外界的作用，热力学系统所进行的不可逆过程的初态和终态之间有着重大的差异。
● 热力学第三定律：
通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零，或者绝对零度（即-273.15℃）不可达到。
R.H.否勒和E.A.古根海姆还提出热力学第三定律的另一种表述形式：任何系统都不能通过有限的步骤使自身温度降到0K，称为0K不能达到原理。
参考文献：
1.司晨：https://zhuanlan.zhihu.com/p/543577334
2.豆丁：https://www.docin.com/p-35463095.html
3.Focus Crossover：https://zhuanlan.zhihu.com/p/522032157
