Коэффициент теплопроводности стали: коэффициент. Сравнение с теплопроводностью алюминия и чугуна. Теплопроводность стали 20 и 09Г2С, 12Х18Н10Т и другой стали
alexxlab | 20.05.2023 | 0 | Разное
Физические свойства сталей и сплавов. Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Автор: admin | 13.08.2019
Коэффициент теплопроводности λ Вт/(м*К)
Марка Стали | λ Вт/(м*К), при температуре испытаний, °С | |||||||||
20 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
ВСт3сп | — | 55 | 54 | 50 | 45 | 39 | 34 | 30 | — | — |
15К | — | 57 | 53 | — | 45 | — | 38 | — | — | — |
20К | — | 51 | 49 | 46 | 42 | 39 | 36 | — | — | — |
22К | 50 | 48 | 46 | 44 | — | — | — | — | — | — |
14Г2АФ | — | 46 | 44 | 42 | 40 | 36 | 33 | 29 | — | — |
10ХСНД | — | |||||||||
08кп | 63 | 60 | 56 | 51 | 47 | 41 | 37 | 34 | 30 | 27 |
10кп | — | 58 | 54 | 49 | 45 | 40 | 36 | 32 | 29 | 27 |
15кп | — | 53 | 53 | 49 | 46 | 43 | 39 | 36 | 32 | 30 |
20кп | — | 51 | 49 | 44 | 43 | 39 | 36 | 32 | 26 | 26 |
08пс | — | 60 | 56 | 51 | 47 | 41 | 37 | 34 | 30 | 27 |
10пс | — | 58 | 54 | 49 | 45 | 40 | 36 | 32 | 29 | 27 |
15пс | — | 53 | 53 | 49 | 46 | 43 | 39 | 36 | 32 | 30 |
20пс | — | 51 | 49 | 44 | 43 | 39 | 36 | 32 | 26 | 26 |
25пс | 52 | 51 | 49 | 46 | 43 | — | — | — | — | — |
08 | — | 60 | 56 | 51 | 47 | 41 | 37 | 34 | 30 | 27 |
10 | — | 58 | 54 | 49 | 45 | 40 | 36 | 32 | 29 | 27 |
15 | 53 | 53 | 53 | 49 | 46 | 43 | 39 | 36 | 32 | 30 |
20 | — | 51 | 49 | 44 | 43 | 39 | 36 | 32 | 26 | |
25 | — | 51 | 49 | 46 | 43 | 40 | 36 | 32 | 26 | 27 |
30 | 52 | 51 | 49 | 46 | 43 | 39 | 36 | 32 | — | — |
35 | — | 49 | 49 | 47 | 44 | 41 | 38 | 35 | 29 | 28 |
40 | — | 51 | 48 | 46 | 42 | 38 | 34 | 30 | 25 | 26 |
45 | — | 48 | 47 | 44 | 41 | 39 | 36 | 31 | 27 | 26 |
50 | 48 | 48 | 47 | 44 | 41 | 38 | 35 | 31 | 27 | — |
55 | — | 68 | 55 | — | 36 | 32 | — | — | — | — |
60 | — | 68 | 53 | — | 36 | — | — | — | — | — |
65 | — | 68 | 53 | — | 36 | 31 | — | — | — | — |
70 | — | 68 | 52 | 37 | 29 | — | — | — | — | — |
20Г | — | 78 | 67 | 48 | — | — | — | — | — | — |
30Р | — | 76 | 65 | 53 | 44 | 38 | — | — | — | — |
40Р | — | 60 | 53 | — | 47 | 24 | — | — | — | — |
50Г | 43 | 42 | 41 | 38 | 36 | 34 | 31 | 29 | 28 | — |
10Г2 | — | — | 38 | 37 | 36 | — | — | — | — | — |
35Г2 | — | 40 | 38 | 37 | 36 | 35 | — | — | — | — |
45Г2 | — | — | 45 | 43 | 41 | 35 | — | — | — | — |
50Г2 | — | 41 | 40 | 38 | 36 | 35 | — | — | — | — |
15Х | 44 | 44 | 43 | 41 | 39 | 36 | 33 | 32 | 32 | — |
20Х | 42 | 42 | 41 | 40 | 38 | 36 | 33 | 32 | 31 | — |
30Х | — | 47 | 44 | 42 | 39 | 36 | 32 | 29 | 26 | 27 |
35Х | — | 47 | 43 | 40 | 36 | — | — | — | — | — |
38ХА | — | 50 | 46 | 42 | 40 | 37 | 35 | 31 | — | — |
40Х | 41 | 40 | 38 | 36 | 34 | 33 | 31 | 30 | 27 | — |
15ХФ | — | 43 | 42 | 42 | 40 | 36 | 34 | 30 | — | — |
40ХФА | 37 | 37 | 37 | 36 | 33 | 31 | 31 | 30 | 28 | — |
18ХГТ | 37 | 38 | 38 | 37 | 35 | 34 | 31 | 30 | 29 | — |
25ХГСА | 35 | 36 | 37 | 37 | 39 | 34 | 32 | 31 | 29 | — |
30ХГТ | 36 | 37 | 36 | 34 | 33 | 31 | 29 | 28 | 28 | — |
30ХГС | — | 37 | 41 | 38 | 37 | 36 | 35 | 34 | 32 | — |
30ХГСА | 38 | 38 | 37 | 37 | 36 | 34 | 33 | 31 | 30 | — |
33ХС | 40 | 38 | 37 | 37 | 35 | 33 | 31 | 29 | 27 | — |
38ХС | 38 | 38 | 37 | 35 | 34 | 33 | 31 | 29 | 28 | — |
40ХС | — | — | 36 | — | 35 | — | 34 | — | — | — |
12МХ | — | 50 | 50 | 50 | 49 | 47 | 46 | 44 | — | — |
15ХМ | — | 44 | 41 | 41 | 39 | 36 | 34 | — | 29 | 29 |
30ХМ | — | 46 | 44 | 42 | 42 | 39 | 37 | 36 | 32 | — |
30ХМА | — | 46 | 44 | 42 | 42 | 39 | 37 | 36 | 32 | — |
35ХМ | — | 41 | 40 | 39 | 37 | — | — | — | — | — |
38ХМА | 33 | 35 | 38 | 39 | 36 | 34 | 33 | 31 | 27 | — |
12Х1МФ | — | 44 | 44 | 42 | 40 | 37 | 35 | 32 | 28 | 28 |
25Х1МФ | — | 40 | 39 | 38 | 37 | 36 | 35 | — | — | — |
25Х2М1Ф | — | 33 | 32 | 30 | 29 | 28 | — | — | — | — |
38Х2МЮА | 33 | 33 | 32 | 31 | 20 | 20 | 28 | 27 | 27 | — |
20Х3МВФ | — | 36 | 33 | 32 | 31 | 30 | 29 | 29 | — | — |
15Х5М | — | 37 | 36 | 35 | 34 | 33 | — | — | — | — |
65Г | 37 | 36 | 35 | 34 | 32 | 31 | 30 | 29 | 28 | — |
60С2 | 28 | 29 | 29 | 30 | 30 | 30 | 29 | 29 | 28 | — |
60С2А | 28 | 29 | 29 | 30 | 30 | 30 | 29 | 29 | 28 | — |
70С3А | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 29 | 29 | 28 | 27 | — |
50ХФА | 40 | 39 | 38 | 37 | 36 | 33 | 31 | 29 | 28 | — |
65С2ВА | 27 | 27 | 28 | 29 | 29 | 29 | 29 | 28 | 28 | — |
А12 | — | 78 | 67 | — | — | — | — | — | — | — |
ШХ15 | — | — | 40 | — | 37 | 32 | — | — | — | — |
40ХН | — | 44 | 43 | 41 | 39 | 37 | — | — | — | — |
45ХН | — | 45 | 43 | 41 | 40 | — | — | — | — | — |
50ХН | — | 43 | 40 | 39 | 38 | 37 | 36 | 32 | 23 | 24 |
12ХН2, 12ХН2А | 38 | 38 | 37 | 35 | 33 | 31 | 30 | 29 | 29 | — |
12ХН3А | — | 31 | — | — | 26 | — | — | — | — | — |
20ХН3А | 36 | 35 | 34 | 33 | 33 | 31 | 31 | 30 | 28 | — |
30ХН3А | 34 | 35 | 36 | 36 | 36 | 35 | 31 | 28 | 27 | — |
12Х2Н4А | — | 25 | — | — | 19 | — | — | — | — | — |
20ХН4ФА | — | 38 | 38 | 37 | 35 | 34 | 31 | 29 | 28 | 27 |
20Х2Н4А | — | 24 | — | — | 18 | — | — | — | — | — |
40ХН2МА | 39 | 38 | 37 | 37 | 35 | 33 | 31 | 29 | 27 | — |
38ХН3MА | 36 | 36 | 36 | 35 | 34 | 33 | 31 | 30 | 29 | — |
38Х2Н2МА | 38 | 37 | 35 | 35 | 33 | 32 | 30 | 28 | 28 | — |
18Х2Н4МА | — | 36 | 38 | 35 | 35 | 34 | 33 | 32 | 30 | — |
34ХН3M | — | 36 | 37 | 37 | 37 | 35 | 31 | 28 | — | 27 |
18Х2Н4ВА | — | 36 | 36 | 35 | 35 | 34 | 33 | 32 | 30 | — |
30ХН2МФА | 36 | 35 | 35 | 34 | 32 | 31 | 29 | 28 | 27 | — |
36Х2Н2МФА | 36 | 36 | 35 | 35 | 34 | 33 | 31 | 30 | 29 | — |
38ХН3МФА | 34 | 34 | 34 | 33 | 32 | 32 | 30 | 29 | 28 | — |
45ХН2МФА | 34 | 34 | 33 | 32 | 31 | 30 | 29 | 27 | 26 | — |
9Х2МФ | — | 37 | 34 | 32 | 32 | 32 | 30 | 23 | 20 | 14 |
75ХМ | — | 45 | 41 | 40 | 39 | 38 | 37 | 35 | 24 | 31 |
У7, У7А | 46 | 46 | — | 41 | — | — | 33 | — | — | 29 |
У8, У8А | — | 49 | 46 | 42 | 38 | 35 | 33 | 30 | 24 | 25 |
У9, У9А | — | 49 | 48 | 46 | 43 | 40 | 37 | 33 | — | — |
У10, У10А | 40 | 44 | — | 41 | — | — | 38 | — | — | 34 |
У12, У12А | — | 45 | 43 | 40 | 37 | 35 | 32 | 28 | 24 | 25 |
90ХФ | — | 44 | 42 | 38 | 36 | 33 | 31 | 29 | 27 | 27 |
5ХНМ | — | 38 | 40 | 42 | 42 | 44 | 46 | — | — | — |
3Х2В8Ф | — | 25 | 27 | 29 | 40 | 46 | 50 | — | — | — |
3Х3М3Ф | 32 | 34 | 36 | 36 | 36 | 36 | 34 | 34 | 33 | 34 |
4Х5МФ1С | 22 | 25 | 27 | 29 | 30 | 31 | 31 | 31 | 31 | 32 |
4Х5МФС | 29 | 30 | 30 | 31 | 33 | 31 | 30 | 28 | 28 | 27 |
Р6М5К5 | — | 27 | 28 | 29 | 30 | 32 | 36 | 34 | — | 29 |
Р9 | — | 23 | 25 | 26 | 28 | 30 | 31 | — | — | — |
Р9М4К8 | — | 25 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | — | 32 |
Р18 | — | 26 | 27 | 28 | 29 | 28 | 27 | 27 | — | — |
40Х9С2 | — | 17 | — | 20 | — | — | 22 | — | 22 | — |
40Х10С2М | 17 | 18 | 20 | 22 | 22 | 24 | 25 | 26 | — | — |
08Х13 | — | 28 | 28 | 28 | 28 | 27 | 26 | 26 | 25 | 27 |
12Х13 | — | 28 | 28 | 28 | 28 | 27 | 26 | 26 | 25 | 27 |
20Х13 | — | 26 | 26 | 26 | 26 | 27 | 26 | 26 | 27 | 28 |
30Х13 | — | 26 | 27 | 28 | 28 | 27 | 27 | 27 | 25 | 27 |
40Х13 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 29 | 29 | 28 | 28 | 29 |
12Х17 | — | 24 | 24 | 25 | 26 | 26 | — | — | — | — |
08Х17Т | 25 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
95Х18 | 24 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
15Х25Т | 17 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
15Х28 | — | 21 | 22 | 23 | 23 | 24 | 25 | — | — | — |
25Х13Н2 | 18 | 19 | 20 | 22 | 24 | — | — | — | — | — |
10Х14Г14Н4Т | 15 | 17 | 18 | 21 | 24 | 30 | 36 | 43 | 51 | — |
14Х17Н2 | 21 | 22 | 23 | 24 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 30 |
12Х18Н9 | — | 16 | 18 | 19 | 20 | 22 | 23 | 25 | 26 | — |
17Х18Н9 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |
08Х18Н10 | 17 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
12Х18Н9Т | — | 16 | 18 | 20 | 21 | 23 | 25 | 26 | 28 | 29 |
12Х18Н10Т | 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 26 | — |
08Х18Н10Т | — | 16 | 18 | 19 | — | — | — | — | — | — |
12Х18Н12Т | 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 | 26 | — |
20Х20Н14С2 | — | 15 | 17 | 18 | 19 | 21 | 23 | 24 | 26 | 28 |
08Х22Н6Т | — | 15 | 16 | 18 | 20 | 21 | 23 | 24 | 27 | 30 |
20Х23Н13 | — | — | 17 | 19 | 21 | 23 | 24 | 27 | 29 | 31 |
12Х25Н16Г7АР | 14 | 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 22 | 24 | 26 | 28 |
20Х23Н18 | 14 | 16 | — | 19 | — | 22 | — | — | — | — |
20Х25Н20С2 | — | 15 | — | — | — | 22 | 24 | 25 | 27 | 29 |
15Х12ВНМФ | — | 25 | 25 | 26 | 26 | 27 | 27 | — | — | — |
20Х12ВНМФ | — | 25 | 25 | 26 | 26 | 27 | 27 | — | — | — |
37Х12Н8Г8МФБ | — | 17 | 18 | 20 | 21 | 23 | 25 | 26 | 27 | 29 |
45Х14Н14В2М | 14 | 16 | 17 | 19 | 20 | 21 | 22 | 24 | — | — |
40Х15Н7Г7Ф2МС | — | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | — | — |
31Х19Н9МВБТ | — | 15 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 25 | — | — |
06ХН28МДТ | 13 | 13 | 15 | 17 | — | 22 | 24 | 25 | 26 | — |
ХН35ВТ | — | 13 | 16 | 17 | 19 | 21 | 22 | 24 | 26 | — |
ХН35ВТЮ | 13 | 16 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 26 | 28 | 29 |
ХН70Ю | 12 | 13 | 14 | 16 | 17 | 19 | 21 | 23 | 25 | — |
ХН70ВМЮТ | — | 12 | 13 | 17 | 19 | 29 | 30 | 30 | — | — |
ХН70ВМТЮФ | 9 | 11 | 13 | 15 | 17 | 19 | 21 | 23 | 26 | 28 |
ХН77ТЮР | 13 | 14 | 16 | 17 | 19 | 21 | 24 | 25 | 28 | 31 |
ХН78Т | 14 | 15 | 17 | 19 | 20 | 21 | 23 | 24 | 25 | — |
ХН80ТБЮ | — | 13 | 16 | 18 | 20 | 22 | 24 | 26 | 29 | — |
Х20Н80-Н | — | 14 | 16 | 17 | 19 | — | 23 | — | — | — |
15Л | — | 78 | 67 | — | 48 | 41 | — | — | — | — |
20Л | 54 | 53 | 51 | 48 | 43 | 39 | 35 | 32 | 27 | 27 |
25Л | 51 | 76 | 65 | 44 | 38 | — | — | — | — | — |
30Л | — | 76 | 65 | — | 44 | 38 | — | — | — | — |
35Л | 53 | 51 | 49 | 45 | 42 | 39 | 35 | 31 | 27 | 27 |
40Л | — | 60 | 53 | — | 47 | 41 | — | — | — | — |
45Л | — | 68 | 55 | — | 36 | 32 | — | — | — | — |
50Л | 48 | 48 | 46 | 44 | 41 | 38 | 34 | 30 | 25 | 26 |
55Л | — | 68 | 55 | — | 36 | 32 | — | — | — | — |
35ХГСЛ | 36 | 37 | 38 | 38 | 37 | 35 | 33 | 32 | 30 | 29 |
40ХЛ | 48 | 46 | 45 | 42 | 39 | 35 | 32 | 28 | 27 | 27 |
35ХМЛ | 47 | 44 | 42 | 40 | 37 | 34 | 31 | 28 | 27 | 27 |
32Х06Л | 50 | 49 | 46 | 42 | 39 | 36 | 32 | 29 | 26 | 27 |
08ГДНФЛ | 39 | 39 | 39 | 39 | 37 | 35 | 32 | 30 | 28 | 27 |
12ДН2ФЛ | 37 | 38 | 38 | 38 | 37 | 34 | 32 | 29 | 27 | 27 |
20ХГСНДМЛ | 25 | 27 | 28 | 30 | 32 | 33 | 33 | 31 | 28 | 28 |
20Х13Л | 21 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 27 | 27 | 28 | 28 |
12Х18Н9ТЛ | 15 | 16 | 18 | 19 | 21 | 22 | 24 | 25 | 26 | 27 |
08Х18Г8Н2Т | 21 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Iconic One Theme | Powered by WordPress
Коэффициент теплопроводности стали -Таблица
ГЛАВНАЯ ФИЗИКА Таблица коэффициента теплопроводности сталей
Коэффициент теплопроводности сталей (λ, Вт/(м°С)) при заданной температуре
Наименование и марка стали | Температура, °С | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | |
Углеродистая 15 | 54,4 | 50,2 | 46,0 | 41,9 | 37,7 | 33,5 | — | — | — |
Углеродистая 30 | 50,2 | 46,0 | 41,9 | 37,7 | 33,5 | 29,3 | — | — | — |
Хромомолибденовая Х10С2М (ЭИ107) | 18,4 | — | 21,7 | — | — | 24,6 | 25,5 | — | — |
Хромоникельвольфрамовая 4Х14НВ2М (ЭИ69) | 15,5 | 16,9 | 19,2 | 20,2 | 21,2 | 22,0 | — | — | — |
Хромоникелевая 1Х18Н9Т (ЭЯ1Т)* | 16,0 | 17,6 | 19,2 | 20,8 | 22,3 | 23,8 | 25,5 | 27,6 | — |
Хромоникелевая Х25Н20С2 (ЭИ283) | 14,6 | — | — | — | 21,6 | 23,5 | 25,1 | 27,1 | 28,8 |
Хромистая нержавеющая: | |||||||||
1Х13 (Ж0) | 24,0 | 23,6 | 23,3 | 23,3 | 23,7 | 24,4 | — | — | — |
2Х13 (Ж2) | 24,3 | 25,8 | 26,3 | 26,4 | 26,6 | 26,4 | 26,2 | 26,7 | 27,6 |
3Х13 (Ж3) | 25,1 | 25,6 | 25,6 | 25,6 | 25,6 | 25,6 | 24,6 | — | — |
4Х13 (Ж4) | 28,0 | 29,1 | 29,3 | 29,2 | 28,8 | 28,4 | 28,0 | — | — |
Х17 (Ж17) | 24,4 | — | — | — | — | — | — | — | — |
Х28 (Ж27) | 20,9 | 21,7 | 22,7 | 23,4 | 24,3 | 25,0 | — | — | — |
Примечание:
* Значения коэффициента теплопроводности для различных образцов стали 1Х18Н9Т изменяются в пределах ±20%.
Здесь приведены средние значения λ
САМОЕ ПОПУЛЯРНОЕ
ПОПУЛЯРНЫЕ КАТЕГОРИИ
- ИСТОРИЯ131
- ХИМИЯ127
- БИОЛОГИЯ73
- МАТЕМАТИКА66
- ФИЗИКА49
- МЕДИЦИНА27
- ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ25
- ГЕОГРАФИЯ23
- ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ17
detector
Понимание теплопроводности металлов и стали
Есть несколько свойств данного металла, которые определяют его ценность и полезность в различных ситуациях, и одним из таких свойств является теплопроводность. Этот термин относится к тому, насколько хорошо данный металл способен проводить тепло: у некоторых металлов теплопроводность остается неизменной при повышении температуры, а у других она увеличивается.
В Wasatch Steel мы будем рады подробно описать свойства теплопроводности любого из наших стальных изделий, от стальных труб до стальных стержней и многих других. Сталь, как правило, считается довольно низкой по шкале теплопроводности — давайте посмотрим на эту шкалу и где ранжируются различные распространенные металлы, а также что это означает для определенных приложений и какие металлы лучше всего подходят для них.
Металлы и теплопроводность
Существует несколько показателей, которые можно использовать для отслеживания теплопроводности. Один использует британскую тепловую единицу, или BTU, в сочетании со временем, которое требуется для возвращения температуры к нормальному диапазону после нагревания рассматриваемого металла – чем выше число, тем выше теплопроводность. Используя эту метрику, вот базовый рейтинг распространенных металлов и их теплопроводности:
- Медь: 223
- Алюминий: 118
- Латунь: 64
- Сталь: 17
- Бронза: 15
Как следует из этой диаграммы, медь и алюминий являются двумя самыми высокими металлами с точки зрения теплопроводности. Сталь и бронза, с другой стороны, проводят очень мало тепла. Это одна из причин, по которой так часто можно увидеть медные или алюминиевые изделия, используемые в электрических областях или там, где требуется передача тепла из одной области в другую без больших потерь тепла; с другой стороны, именно поэтому сталь и бронза часто используются для альтернативных применений, где теплопередача нежелательна.
Теплообменники и радиаторы
Два примера продуктов, которые не будут обычно изготавливаться из стали из-за вышеуказанных фактов, — это теплообменники и радиаторы. Оба эти элемента, используемые в ряде промышленных применений, требуют высокой теплопроводности для передачи тепла для различных водяных или газовых систем, часто для отопления или даже охлаждения. Эти виды продуктов почти всегда будут сделаны из меди или алюминия, как и предметы домашнего обихода, такие как посуда, дно которой будет содержать медь, поэтому они быстро нагреваются.
Применение с низкой теплопроводностью
С другой стороны, такие металлы, как сталь с низкой теплопроводностью, также могут быть чрезвычайно ценными. В то время как многие предметы домашней посуды действительно будут иметь медные основания для быстрого нагрева, многие также будут иметь основания из нержавеющей стали, которые позволяют охлаждать и легко чистить, когда работа сделана. Кроме того, устойчивость стали к нагреву делает ее идеальным материалом для многих высокотемпературных сред, таких как авиационные или автомобильные двигатели или некоторые другие распространенные промышленные области.
Чтобы узнать больше о теплопроводности металлов и ее важности, а также узнать о наших услугах или продуктах из стали, обратитесь к профессионалам Wasatch Steel сегодня.
Теплопроводность пластика и металла I. — Сборник экспериментов
Номер эксперимента: 1764
Цель эксперимента
В этом эксперименте мы визуализируем нагрев металлической и пластиковой пластины; цель состоит в том, чтобы подчеркнуть различную теплопроводность этих материалов.
Теория
Теплопроводность особенно характерна для твердых тел; он почти не проявляется в жидкостях и газах. В случае неэлектропроводных материалов перенос тепла можно объяснить тем, что частицы в нагретой части тела колеблются и передают часть своей кинетической энергии соседним частицам. В электропроводных материалах за теплопроводность в основном отвечают свободные электроны.
Величина, характеризующая способность вещества проводить тепло, называется теплопроводностью λ , [ λ ] = Вт·м −1 · K −1 и незначительно зависит от температуры. Для очень хороших теплопроводников (металлов) она находится в пределах от десятков до сотен ватт на метр на кельвин, теплопроводность лучших теплоизоляторов (некоторые пластмассы или воздух) составляет около 0,02-0,05 Вт·м −1 ·К −1 .
Инструменты
Тепловизионная камера, металлическая и пластиковая пластина примерно одинаковых размеров (примерно с человеческую ладонь). Металлическая пластина должна быть покрыта матовым покрытием.
Процедура
Положите одну руку на металл, а другую руку на пластиковую пластину. Наблюдайте за обеими пластинами с помощью тепловизионной камеры в течение 20 секунд. В то время как металлическая пластина за это время почти равномерно прогревается, температура пластиковой пластины повышается только в месте контакта с ладонью — пластик является изолятором и не позволяет теплу распределяться по периферийным частям пластины.
Пример результата
Успешно проведенный эксперимент показан на видео ниже. Металлическая пластина всегда справа, пластиковая пластина слева.
При съемке видео использовалась тепловизионная камера FLIR i7. Температурный диапазон цветовой схемы выбран в интервале от 22°С до 34°С, коэффициент излучения ε = 0,95.
Технические примечания
В этом эксперименте пластиковая пластина была вырезана из полипропиленовой офисной папки; металлическая пластина вырезана из алюминиевого листа толщиной 0,5 мм.
При проведении эксперимента с тепловизором необходимо, чтобы исследуемые объекты имели одинаковую излучательную способность, чтобы они «отражали одинаково». Большинство тепловизионных камер настроены на коэффициент излучения ε = 0,95, что соответствует очень малой отражающей поверхности. Поэтому целесообразно покрывать блестящие поверхности (как правило, металлические) матовым покрытием. В этом эксперименте поверхность алюминиевой пластины покрыта.
Педагогические примечания
Постепенное изменение цвета нагреваемых поверхностей может привести к частому ошибочному толкованию того, что некоторые из пластин содержат на больше тепла, чем другие. Это неправильное представление о тепле как о переменной состояния. Поэтому необходимо подчеркнуть, что то, что мы видим на термограмме, это температура (!) распределение, а не распределение тепла, которое описывает только обмен энергией.
Проведение эксперимента без тепловизионной камеры
Тепловизионная камера является очень дорогим инструментом, но эксперимент можно провести с использованием гораздо более доступной термочувствительной пленки, которую можно найти под наименованием реверсивная температурная этикетка .