Toplotna prevodnost kovin in zlitin

Kaj določa indeks toplotne prevodnosti

Glede na toplotno prevodnost kovin in zlitin (miza je bila ustvarjena ne le za kovine, temveč tudi za druge materiale), je treba upoštevati, da je najpomembnejši indeks koeficient toplotne prevodnosti. Odvisno od naslednjih točk:

1. Vrsta materiala in njegova kemična sestava. Toplotna prevodnost železa se bo bistveno razlikovala od ustreznega indeksa aluminija, kar je posledica posebnosti kristalne rešetke materialov in njihovih drugih lastnosti.
2. Koeficient se lahko spremeni, ko se kovina segreje ali ohladi. V tem primeru so lahko spremembe pomembne, saj ima vsak material lastno tališče, ko se molekule začnejo rekonstruirati.

V tabelah za določene kovine in zlitine je koeficient toplotne prevodnosti že prikazan v tekoči fazi.

Danes praktično Ne merite zadevnega kazalnika. To je posledica dejstva, da koeficient toplotne prevodnosti za nepomembno spremembo kemične sestave ostane praktično nespremenjen. Tabelarni podatki se uporabljajo pri načrtovanju in izvajanju drugih izračunov.

Koncept koeficienta toplotne prevodnosti

Za navedbo obravnavane vrednosti se uporablja simbol λ - količina toplote, ki se prenese na čas enote skozi enoto površine v času povečanja temperature. Ta vrednost se uporablja za različne izračune.

Opis toplotne prevodnosti mnogih kovin poteka po formuli k = 2,5 · 10-8σT. Ta formula upošteva:

1. Temperatura izmerjena v Kelvin.
2. Indeks električne prevodnosti.

To razmerje je najbolj primerno za določanje lastnosti vodnikov med obratovanjem med ogrevanjem, v zadnjem času pa tudi za merjenje stopnje prevodnosti toplotne energije.

Polprevodniki in izolatorji imajo nižje kazalnike toplotne prevodnosti, kar je posledica posebnosti strukturo njihove kristalne rešetke.

Ko se upošteva

Ob upoštevanju različnih lastnosti materialov se pogosto posvetimo tudi toplotni prevodnosti. Ta kazalnik je pomemben v naslednjih primerih:

1. Ko želite odstraniti toploto iz predmeta. Termična energija lahko nastane zaradi trenja. Istočasno ogrevanje povzroča spremembo osnovnih lastnosti kovin in zlitin: trdnost in trdota površine. Primer je zasnova motorja z notranjim zgorevanjem. Med potezom bata v blok cilindra so glavni elementi ogrevanja ogreti. Zaradi previsokega vročine se celo kovine, ki so odporne na visoke temperature, izgubijo moč in postanejo bolj plastični. Zaradi tega se geometrijske dimenzije pomembnih strukturnih elementov spreminjajo in se razbijejo. Pri izdelavi rezalnega orodja, letal ali vlakov za visoke hitrosti se upošteva tudi toplotna prevodnost.
2. Ko je potrebno prenesti toplotno energijo. Sistem centralnega ogrevanja temelji na ogrevanju delovnega okolja, ki se nato napaja potrošniku in se energija prenaša v okolje. Da bi izboljšali učinkovitost cevnega sistema, ki se ustvarja, in radiatorji so narejeni iz kovin, ki lahko hitro prenesejo toploto.
3. Kdaj izolirati površino. Obstaja situacija, ko je potrebno zmanjšati verjetnost segrevanja površine. Za to so uporabljeni posebni materiali, ki imajo visoke izolacijske lastnosti. Nekatere kovine in zlitine imajo tudi odsevne lastnosti in se ne segrejejo, niti ne prenašajo toplote. Primer se imenuje folija, ki se pogosto uporablja kot odsevni zaslon. Prav tako je izdelan iz tankega sloja kovine, ki ima nizko prevodnost.

Na koncu opažamo, da se je pred razvojem molekularno-kinetične teorije štel prenos toplotne energije kot znaka toka hipotetične toplote. Pojav sodobne opreme je omogočil preučevanje strukture materialov in preučevanje obnašanja delcev pri izpostavljenosti visokim temperaturam. Prenos energije se pojavijo zaradi hitrega gibanja molekul, ki se začnejo trčiti, in sproži druge molekule, ki so v mirnem stanju.