Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Металите имат голям брой характеристики, които определят тяхната ефективност и способността им да се използват при производството на някои продукти. Важна характеристика на всички материали може да бъде наречена топлопроводимост. Този индикатор определя способността на материалното тяло да пренася топлина. Таблицата на топлопроводимостта на металите се намира в различни справки, може да зависи от различните им характеристики. Пример за това е фактът, че механизмът на пренос на топлинна енергия до голяма степен зависи от агрегираното състояние на веществото.
Какво определя топлопроводимостта
Като се има предвид топлопроводимостта на метали и сплави (таблицата е създадена не само за метали, но и за други материали), трябва да се отбележи, че коефициентът на топлопроводимост е най-важният показател. Зависи от точките по-долу:
Видът на материала и неговия химичен състав. Топлинната проводимост на желязото ще се различава значително от съответния индикатор на алуминия, който е свързан с характеристиките на кристалната решетка на материалите и техните други свойства.- Коефициентът може да се промени, когато металът се нагрява или охлажда. В този случай промените могат да бъдат значителни, тъй като всеки материал има своя точка на топене, когато молекулите започват да се пренареждат.
В таблиците за някои метали и сплави коефициентът на топлопроводимост е посочен вече в течната фаза.
Днес на практика те практически не измерват разглеждания показател. Това се дължи на факта, че коефициентът на топлопроводимост с незначителна промяна в химичния състав остава почти непроменен. Табличните данни се използват при проектирането и изпълнението на други изчисления.
Концепцията за топлопроводимост
Символът λ, количеството топлина, което се предава за единица време през единица повърхност по време на повишаване на температурата, се използва за посочване на разглежданата стойност. Тази стойност се използва за различни изчисления.
Описанието на свойствата на топлопроводимостта на много метали се извършва по формулата k = 2.5 · 10−8σT. Тази формула взема предвид:
- Температура, измерена в келвини.
- Индекс на проводимост.
Това съотношение е най-подходящо за определяне на свойствата на проводниците по време на работа по време на отопление, но наскоро се използва и за измерване на степента на проводимост на топлинната енергия.
Полупроводниците и изолаторите имат по-ниска степен на топлопроводимост поради структурните особености на тяхната кристална решетка .
Когато се вземе предвид
Когато се разглеждат различни свойства на материалите, често се дава внимание и топлопроводимост. Този показател е важен в следните случаи:
Когато трябва да премахнете топлината от обекта. Термичната енергия може да възникне поради триене. В този случай отоплението причинява промени в основните свойства на металите и сплавите: якост и твърдост на повърхността. Пример за това е конструкцията на двигател с вътрешно горене. По време на хода на буталото в цилиндровия блок основните елементи на конструкцията се нагряват. Благодарение на прекалено високото загряване, дори металите, които са устойчиви на високи температури, започват да губят якост и да стават по-пластични. В резултат на това има промяна в геометричните размери на важните елементи на конструкцията и тя се проваля. Топлинната проводимост също се взема предвид при създаването на режещ инструмент, покриващ самолети или високоскоростни влакове.- Когато трябва да прехвърлите топлинна енергия. Системата за централно отопление се основава на отоплението на работната среда, което след това се доставя на потребителя и енергията се прехвърля в околната среда. За да се подобри ефективността на създадената система, тръбите и отоплителните радиатори са изработени от метали, които могат бързо да прехвърлят топлината.
- Когато трябва да изолирате повърхността . Има ситуация, в която трябва да се намали вероятността от нагряване на повърхността. За целта се използват специални материали с високи изолационни качества. Някои метали и сплави също имат отразяващи свойства и не се нагряват, а също и не пренасят топлина. Пример за това е фолио, което често се използва като отразяващ екран. Изработен е също от тънък метален слой с нисък коефициент на проводимост.
В заключение ще отбележим, че преди развитието на молекулярно-кинетичната теория, прехвърлянето на топлинна енергия се счита за знак за пренасянето на хипотетична калорична киселина. Появата на съвременна апаратура ни позволи да изследваме структурата на материалите и да изследваме поведението на частиците при висока температура. Прехвърлянето на енергия възниква благодарение на бързото движение на молекули, които започват да се сблъскват, и привежда в движение други молекули, които са в латентно състояние.