Наиболее теплопроводный металл: Теплопроводность чистых металлов. Таблица теплопроводности металлов

alexxlab | 06.08.1986 | 0 | Разное

Содержание

Какой металл самый теплопроводный

Теплопроводность чистых металлов

Теплопроводность металлов в зависимости от температуры

В таблице представлена теплопроводность металлов в зависимости от температуры при отрицательных и положительных температурах (в интервале от -200 до 2400°C).

Таблица теплопроводности металлов содержит значения теплопроводности следующих чистых металлов: алюминий Al, кадмий Cd, натрий Na, серебро Ag, калий K, никель Ni, свинец Pb, кобальт Co, бериллий Be, литий Li, сурьма Sb, висмут Bi, магний Mg, цинк Zn, вольфрам W, олово Sn, уран U, железо Fe, палладий Pd, цирконий Zr, марганец Mn, платина Pt, золото Au, медь Cu, родий Rh, таллий Tl, молибден Mo, тантал Ta, иридий Ir.

Следует отметить, что теплопроводность металлов изменяется в широких пределах и может отличаться в десятки раз в одних и тех же условиях. Например, из приведенных в таблице металлов, наибольшей теплопроводностью обладает такой металл, как серебро Ag — его коэффициент теплопроводности равен 392 Вт/(м·град) при 100°С и это самый теплопроводный металл. Наименьшее значение теплопроводности при этой же температуре соответствует металлу висмут Bi с теплопроводностью всего 7,7 Вт/(м·град).

Теплопроводность большинства металлов при нагревании снижается. Их максимальная теплопроводность достигается при низких отрицательных температурах. Например, при температуре минус 100°С серебро имеет теплопроводность 419,8, а висмут — 11,9 Вт/(м·град).

Примечание: В таблице также даны значения теплопроводности металлов сверх-высокой чистоты (до 99,999%). Значение коэффициента теплопроводности в таблице указано в размерности Вт/(м·град).

Теплофизические свойства и температура замерзания водных растворов NaCl и CaCl2
Теплофизические свойства, состав и теплопроводность алюминиевых сплавов

Добавить комментарий

Отменить ответ

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость

Плотность, теплопроводность и удельная теплоемкость строительных и других популярных материалов. Более 400 материалов в таблице!

Плотность воды, теплопроводность и физические свойства h3O

Подробные таблицы значений плотности воды, ее теплопроводности и других теплофизических свойств в зависимости от температуры…

Физические свойства воздуха: плотность, вязкость, удельная теплоемкость

Таблицы физических свойств воздуха: плотность воздуха, его удельная теплоемкость и вязкость в зависимости от температуры…

Теплопроводность стали и чугуна. Теплофизические свойства стали

Теплопроводность стали и чугуна, физические свойства стали в таблицах при различной температуре…

Оргстекло: тепловые и механические характеристики

Рассмотрены тепловые, механические, оптические и электрические характеристики органического стекла…

Физические свойства технической соли

Насыпная плотность, удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности и другие физические свойства технической соли…

Характеристики теплоизоляционных плит Изорок (Isoroc)

Плотность, коэффициент теплопроводности и другие важнейшие характеристики теплоизоляционных плит Изорок различных модификаций…

Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах

Представлены таблицы значений удельного электрического сопротивления сталей различных типов и марок при температурах от 0 до 1350°С…

Плотность азота, свойства жидкого и газообразного N2

Плотность азота N2 и его теплофизические свойства В таблице указана плотность азота и его теплофизические…

Таблица плотности веществ

Представлена таблица плотности веществ при комнатной температуре: плотность более 500 веществ и материалов (пластик, металлы, минералы, пищевые продукты…

Свойства маргарина

Свойства маргарина распространенных сортов Плотность, теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность представлены для животного, безмолочного и сливочного…

Теплопроводность, теплоемкость, вязкость, свойства масла АМТ-300

В таблице представлены теплофизические свойства масла АМТ-300 такие, как давление паров, плотность масла, теплопроводность, удельная…

Теплоизоляционные материалы: виды, свойства, теплопроводность

Представлены виды, свойства и теплопроводность теплоизоляционных материалов, их состав, и плотность. Теплопроводность теплоизоляции изменяется в…

Теплопроводность и плотность теплоизоляции. Максимальная рабочая температура

Плотность и теплопроводность теплоизоляции в виде плит и сегментов В таблице даны значения плотности и…

Плотность жидкостей

Приведена таблица плотности жидкостей при различных температурах и атмосферном давлении для наиболее распространенных жидкостей. Значения…

Теплопроводность пенобетона различной плотности

Таблицы значений коэффициента теплопроводности и плотности пенобетона и других ячеистых материалов при комнатной температуре…

Удельная теплота сгорания топлива и горючих материалов

Таблицы удельной теплоты сгорания топлива и горючих материалов (уголь, дрова, кокс, торф, керосин, нефть, спирт, бензин, природный газ, метан, водород и т. д.)

Источник: thermalinfo.ru

Какой металл самый теплопроводный

Именно серебро лидирует в этом негласном конкурсе, имея теплопроводность в 408 Ватт на метр помноженный на Кельвин, опережая по этому показателю такие элементы с высоким коэффициентом удельной теплопроводности, как медь (384 Вт/(м*К), золото (312 Вт/(м*К) и алюминий (203 Вт/(м*К).

Будучи обладателем пальмы первенства, самый теплопроводный металл имеет наиболее широкое применение в различных сферах производства, причем, список того, где можно использовать серебро, можно продолжать до чуть ли не до бесконечности. Примечательно, что благодаря своим уникальным качествам, наиболее теплопроводный металл в мире использовался с самых давних времен, ведь согласно сохранившихся исторических очерков, еще воины древнего Египта широко использовали серебро для максимального ускорения процесса заживления ран и увечий, полученных в жестоких боях. Так, изготавливая тоненькие пластинки из чистого серебра и прикладывая их к ранам различны типов, они с удивлением отмечали целебные свойства, которыми обладал этот благородный металл.

Нельзя не уделить внимание той огромной роли серебра, которую оно играло для православия, ведь в большинстве русских церквей все сосуды и атрибутику старались изготавливать именно из него и ни для кого не секрет, что посеребренная вода, именуемая святой, способна сохранятся годами в закрытых емкостях, не меняя при этом свой цвет и запах. А все потому, что серебро способно выступать, как своеобразное средство для дезинфекции, применимое не только для воды. Однако, на этом полезные свойства данного металла отнюдь не заканчиваются, ведь помимо высокой теплопроводности, он обладает отличной электропроводностью, а также совершенно не подвержен процессам окисления даже при длительном контакте с влажной средой. Благодаря своим многочисленным уникальным свойствам, серебро широко используется для изготовления мелких комплектующих для различного рода электроприборов, и именно поэтому техника с деталями из этого благородного металла пользуется таким большим спросом.

Рассуждая на тему о сферах применения серебра, невозможно упустить из внимания тот вклад, который продолжает вносить этот металл в ювелирное искусство, ведь оно пользуется не меньшей популярностью, чем золото. Причем, помимо всевозможных колец, сережек и браслетов, серебро используется для изготовления изысканных столовых приборов и различного рода декоративных элементов, в том числе интерьерных. И речь идет не только о красоте, но и о функциональности. В качестве примера можно привести зеркала, которые вместо традиционного алюминия покрывают тончайшим слоем серебра, чтобы улучшить их отражающую способность. Кроме того, серебро прекрасно подходит для изготовления целого ряда вспомогательных инструментов и довольно сложно придумать лучший материал, с помощью которого можно будет выполнять чеканку монет и орденов. При этом использовать его можно не только в чистом виде, но и во всевозможных сплавах и соединениях.

Так, определенные химические соединения, в которых принимает непосредственное участие аргентум, активно используются для изготовления зарядных батарей аккумуляторов, которые славятся своей способностью при относительно малом внутреннем сопротивлении генерировать большой ток.

Источник: samogoo.net

Теплопроводность металлов

Все изделия, используемые человеком, способны передавать и сохранять температуру прикасаемого к ним предмета или окружающей среды. Способность отдачи тепла одного тела другому зависит от вида материала, через который проходит процесс. Свойства металлов позволяют передавать тепло от одного предмета другому, с определенными изменениями, в зависимости от структуры и размера металлической конструкции. Теплопроводность металлов — один из параметров, определяющих их эксплуатационные возможности.

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т.е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

вида металла;
химического состава;
пористости;

размеров.

Металлы имеют различное строение кристаллической решетки, а это может изменить теплопроводность материала. Так, например, у стали и алюминия, особенности строения микрочастиц влияют по-разному на скорость передачи тепловой энергии через них.

Коэффициент теплопроводности может иметь различные значения для одного и того же металла при изменении температуры воздействия. Это связано с тем, что у разных металлов градус плавления отличается, а значит, при других параметрах окружающей среды, свойства материалов также будут отличаться, а это отразится на теплопроводности.

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Коэффициент теплопроводности чистого никеля считается низким, он будет менять свое значение от 67 до 57 Вт/м*град. Сплавы с содержанием никеля, будут также иметь коэффициент с пониженным значением, который, благодаря содержанию железа и цинка, колеблется от 20 до 50 Вт/м*град. А наличие хрома, позволит понизить теплопроводность в металлах до 12 единиц, с небольшим увеличением этой величины, при нагреве.

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий.

Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

кухонная посуда с различными свойствами;
оборудование для пайки труб;
утюги;
подшипники качения и скольжения;
сантехническое оборудование для подогрева воды;
приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

Источник: prompriem.ru

Редактировать статью Что такое теплопроводность и теплопередача. Теплопроводность металлов и других материалов.

Тепло — это одна из форм энергии, которая заключена в движении атомов в веществе. Энергию этого движения мы и измеряем термометром, хоть и не напрямую.
Как и все другие виды энергии, теплота может передаваться от тела к телу. Происходит это всегда, когда есть тела разной температуры. При этом им необязательно даже находиться в соприкосновении, так существует несколько способов передачи тепла. А именно:

Теплопроводность. Это передача тепла при непосредственном контакте двух тел. (Тело может быть и одно, если его части разной температуры.) При этом чем больше разность температур тел и чем больше площадь их контакта — тем больше тепла передаётся каждую секунду. Помимо этого, количество передаваемого тепла зависит от материала — например, большинство металлов хорошо проводят тепло, а дерево и пластик — гораздо хуже. Величину, характеризующую эту способность передавать тепло, тоже называют теплопроводностью (более корректно – коэффициент теплопроводности), что может приводить к некоторой путанице.

Если необходимо измерить теплопроводность какого-либо материала, то обычно это проводят в следующем эксперименте: изготовляется стержень из интересующего материала и один его конец поддерживается при одной температуре, а другой — при отличной, например более низкой, температуре. Пусть, например, холодный конец будет помещён в воду со льдом — таким образом будет поддерживаться постоянная температура, а измеряя скорость таяния льда можно судить о количестве полученного тепла.

Деля количество тепла (а вернее — мощность) на разность температур и поперечное сечение стержня и умножая на его длину, получаем коэффициент теплопроводности, измеряющийся, как следует из вышенаписанного, в Дж*м/К*м 2 *с, то есть в Вт/К*м. Ниже вы видите таблицу теплопроводности некоторых материалов.

Материал

Теплопроводность, Вт/(м·K)
Алмаз	1001—2600
Серебро	430
Медь	401
Оксид бериллия	370
Золото	320
Алюминий	202—236
Кремний	150
Латунь	97—111
Хром	107
Железо	92
Платина	70
Олово	67
Оксид цинка	54
Сталь	47
Оксид алюминия	40
Кварц	8
Гранит	2,4
Бетон сплошной	1,75
Базальт	1,3
Стекло	1-1,15
Термопаста КПТ-8	0,7
Вода при нормальных условиях	0,6
Кирпич строительный	0,2—0,7
Древесина	0,15
Нефтяные масла	0,12
Свежий снег	0,10—0,15
Стекловата	0,032-0,041
Каменная вата	0,034-0,039
Воздух (300 K, 100 кПа)	0,022

Как видно, теплопроводность различается на много порядков. Удивительно хорошо проводят тепло алмаз и оксиды некоторых металлов (по сравнению с другими диэлектриками), плохо проводят тепло воздух, снег и термопаста КПТ-8.

Но мы привыкли считать, что воздух хорошо проводит тепло, а вата — нет, хотя она может на 99% состоять из воздуха. Дело в конвекции. Горячий воздух легче холодного, и «всплывает» наверх, порождая постоянную циркуляцию воздуха вокруг нагретого или сильно охлаждённого тела. Конвекция на порядок улучшает теплопередачу: при её отсутствии было бы очень затруднительно вскипятить кастрюлю воды, не перемешивая её постоянно. А в диапазоне от 0°С до 4°С вода при нагревании сжимается, что приводит к конвекции в противоположном от привычного направлении. Это приводит к тому, что независимо от температуры воздуха, на дне глубоких озёр температура всегда устанавливается равной 4°C

Для уменьшения теплоотдачи из пространства между стенками термосов откачивают воздух. Но надо отметить, что теплопроводность воздуха мало зависит от давления вплоть до 0,01мм рт. ст, то есть границы глубокого вакуума. Этот феномен объясняется теорией газов.

Ещё один способ теплопередачи — это излучение. Все тела излучают энергию в виде электромагнитных волн, но только достаточно сильно нагретые (

600°С) излучают в видимом нами диапазоне. Мощность излучения даже при комнатной температуре достаточно большая — порядка 40мВт с 1см 2 . В пересчёте на площадь поверхности человеческого тела (

1м 2 ) это составит 400Вт. Спасает лишь то, что в привычном нам окружении все тела вокруг также излучают с примерно той же мощностью. Мощность излучения, кстати, сильно зависит от температуры (как T 4 ) , согласно закону Стефана-Больцмана. Расчёты показывают, что, например, при 0°С мощность теплового излучения примерно в полтора раза слабее, чем при 27°С.

В отличие от теплопроводности, излучение может распространяться в полном вакууме — именно благодаря нему живые организмы на Земле получают энергию Солнца. Если теплопередача излучением нежелательна, то её минимизируют, ставя непрозрачные перегородки между холодным и горячим объектами, либо уменьшают поглощение излучения (и испускание, кстати, в ровно той же степени), покрывая поверхность тонким зеркальным слоем металла, например, серебра.

Данные по теплопроводности взяты из Wikipedia, а туда они попали из справочников, таких, как:

«Физические величины» под ред. И. С. Григорьева
CRC Handbook of Chemistry and Physics

Более строгое описание теплопроводности можно найти в учебнике по физике, например в «Общей физике» Д.В.Сивухина (Том 2). В 4 томе есть глава, посвящённая тепловому излучению (в т.ч. закону Стефана-Больцмана)

Источник: chemiday.com

Теплопроводность металлов и сплавов

Теплопроводность изменяется в диапазоне: . Самая большая теплопроводность у серебра, а наименьшая у висмута. С увеличение температуры теплопроводность металлов и сплавов уменьшается.

Общая зависимость значений коэффициентов теплопроводности веществ, приведена на Рис. 9.2.

Рис. 9.2 Значения коэффициентов теплопроводности веществ

Уравнение Фурье-Кирхгофа устанавливает связь между временными и пространственными изменениями температуры в любой точке тела. Схема площади поверхности тела, воспринимаемая тепловой поток и принятая система координат приведены на Рис. 9.3.

Рис. 9.3 Тело и принятая система координат

При постоянной теплопроводности уравнение упрощается:

где — коэффициент температуропроводности, м2/с.

Физический смысл этого коэффициента означает что тела, имеющие большую температуропроводность, нагреваются (охлаждаются) более быстрее по сравнению с телами, имеющими меньшую температуропроводность.

Дифференциальное уравнение описывает множество явлений теплопроводности. Чтобы из бесчисленного количества этих явлений выделить одно и дать его полное математическое описание, к дифференциальному уравнению теплопроводности необходимо добавить условия однозначности, которые содержат геометрические, физические, временные и граничные условия.

Геометрические условия определяют форму и размеры тела, в котором протекает изучаемый процесс.

Физические условия задаются теплофизическим параметрами λ, сv, и распределением внутренних источников теплоты.

Временные (начальные) условия содержат распределение температуры тела и его параметров в начальный момент времени.

Граничные условия определяют особенности протекания процесса на поверхности тела. Граничные условия могут быть заданы несколькими способами.

Граничные условия I рода.В этом случае задается распределение температуры на поверхности тела для каждого момента времени: .

— температура поверхности тела; координаты поверхности тела; — время.

Граничные условия II рода. В этом случае заданной является величина плотности теплового потока для каждой точки поверхности тела в любой момент времени: .

Граничные условия III рода. В этом случае задается температура среды и условия теплообмена этой среды с поверхностью тела.

Для описания интенсивности теплообмена между поверхностью тела и средой используется гипотеза Ньютона — Рихмана, согласно которой:

. Здесь — коэффициент теплоотдачи Вт/(м 2 К).

Количественно коэффициент теплоотдачи — количество теплоты, отдаваемая (или воспринимаемая) единицей поверхности при разности температур между поверхностью тела и окружающей средой в один градус.

С учетом этого Граничные условия III рода запишется в виде:

Граничные условия IV рода формируются на основании равенства тепловых потоков, проходящих через поверхность соприкосновения тел:

При совершенном тепловом контакте оба тела на поверхности соприкосновения имеют одинаковую температуру.

Дифференциальное уравнение теплопроводности совместно с условиями однозначности дает полную математическую формулировку конкретной задачи теплопроводности, решение которой, может быть выполнено аналитически, численным или экспериментальным (подобий и аналогий) методами.

Стационарная теплопроводность через однослойную плоскую стенку при граничных условиях I рода

При стационарном режиме температурное поле не зависит от времени, соответственно дифференциальное уравнение теплопроводности примет вид:

Рис.9.4 Схема однослойной плоской стенки (теплопроводность)

Для случая неограниченной плоской стенки Рис.9.4, при граничных условиях 1-го рода, дифференциальное уравнение теплопроводности запишется в виде: . Считая, что внутренний источник теплоты , для конечных размеров стенки уравнение примет вид:

где q – плотность теплового потока, [Вт/м 2 ];

l — коэффициент теплопроводности вещества ; l/d — тепловая проводимость. d/l =R – термическое сопротивление (м·К)/Вт.

Стационарная теплопроводность через цилиндрическую стенку.

1). Однородная цилиндрическая стенка.

Рассмотрим однородный однослойный цилиндр длиной l, внутренним диаметром d1и внешним диаметром d2 Рис.9.5.

Рис.9.5 Схема однослойной цилиндрической стенки

Температуры поверхностей стенки –tст1 и tст2.

Уравнение теплопроводности по закону Фурье в цилиндрических координатах: Q = — λ·2·π·r ·l· ∂t / ∂r или Q = 2·π·λ·l·Δt/ln(d2/d1), где: Δt = tст1 – tст2 – температурный напор; λ – κоэффициент теплопроводности стенки.

Для цилиндрических поверхностей вводят понятия тепловой поток единицы длины l цилиндрической поверхности (линейная плотность теплового потока), для которой расчетные формулы будут: ql = Q/l =2·π·λ·Δt /ln(d2/d1), [Вт/м].

Температура тела внутри стенки с координатой dх:

tx = tст1 – (tст1 – tст2) ln(dx/d1) / ln(d2/d1).

Допустим, цилиндрическая стенка состоит из трех плотно прилегающих слоев Рис.9.6 —многослойная цилиндрическая стенка.

Рис.9.6 Схема многослойной цилиндрической стенки

Температура внутренней поверхности стенки – tст1, температура наружной поверхности стенки –tст2, коэффициенты теплопроводности слоев -λ1, λ2, λ3, диаметры слоев d1, d2, d3, d4. Тепловые потоки для слоев будут:

1-й слой Q = 2·π· λ1·l·(tст1 – tсл1)/ ln(d2/d1),

2-й слой Q = 2·π·λ2·l·(tсл1 – tсл2)/ ln(d3/d2),

3-й слой Q = 2·π·λ3·l·(tсл2 – tст2)/ ln(d4/d3),

Решая полученные уравнения, получаем для теплового потока через многослойную стенку:

Q = 2·π·l·(tст1 – tст2) / [ln(d2/d1)/λ1 + ln(d3/d2)/λ2 + ln(d4/d3)/λ3].

Для линейной плотности теплового потока имеем:

ql = Q/l = 2·π· (t1 – t2) / [ln(d2/d1)/λ1 + ln(d3/d2)/λ2 + ln(d4/d3)/λ3].

Температуру между слоями находим из следующих уравнений:

tсл1 = tст1 – ql·ln(d2/d1) / 2·π·λ1. tсл2 = tсл1 – ql·ln(d3/d2) / 2·π·λ2.

Однородный полый шар Рис.9.7.

Рис.9.7 Однородная шаровая стенки

Внутренний диаметр d1, внешний диаметр d2, температура внутренней поверхности стенки – tст1, температура наружной поверхности стенки –tст2, коэффициент теплопроводности стенки -λ. Уравнение теплопроводности по закону Фурье в сферических координатах: Q = — λ·4·π·r 2 ∂t / ∂r или

Q =4·π·λ·Δt/(1/r2 — 1/r1) =2·π·λ·Δt/(1/d1 — 1/d2) =

= 2·π·λ·d1·d2·Δt /(d2 — d1) = π·λ·d1·d2·Δt / δ,

где: Δt = tст1 – tст2 – температурный напор; δ –толщина стенки.

Нестационарная теплопроводность характеризуется изменением температурного поля во времени и связана с изменением энтальпии тела при его нагреве или охлаждении. Безразмерная температура тела Θ определяется с помощью числа Био и Фурье и безразмерной координаты, обозначаемой для пластины , а для цилиндра .

Для дальнейшего рассмотрения вопроса примем, что охлаждение (нагревание) тел происходит в среде с постоянной температурой , при постоянном коэффициенте теплоотдачи . — теплопроводность и температуропроводность материала тела, — характерный размер тела, для пластины , для цилиндра , — соответственно текущие координаты.Рассмотрим тела с одномерным температурным полем на примере пластины толщиной 2δ. Безразмерная температура пластины:

Здесь T – температура в пластине для момента времени t в точке с координатой x; T0 – температура пластины в начальный момент времени.

Если , то температура на поверхности пластины (X=1):

температура в середине толщины пластины (X=0):

температура внутри пластины на расстоянии х от ее средней плоскости:

Соответствующие значения P, N, μ1 μ12 – определяются как f(Bi) по справочным таблицам и графикам. Аналогичные операции выполняются и для цилиндра. Схема нестационарной теплопроводности тел конечных размеров Рис. 9.8.

Рис.9.8 Схема нестационарной теплопроводности тел конечных размеров

Температура в телах конечных размеров определяется на основе теоремы о перемножении решений: безразмерная температура тела конечных размеров при нагревании (охлаждении) равна произведению безразмерных температур тел с бесконечным размером, при пересечении которых образовано данное конечное тело. Соответственно для параллелепипеда, образованного пересечением плоских пластин безразмерная температура определится как: .

Значения средних температур входящих в выражения определяются по вышеизложенной методике для каждой стороны, образованной бесконечной пластины с учетом места расположения интересующей нас точки в параллелепипеде.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9746 — | 7647 — или читать все.

188.64.173.93 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Источник: studopedia.ru

Теплопроводность металлов и сплавов, коэффициент теплопроводности

Теплопроводность металлов в зависимости от температуры

Следует отметить, что теплопроводность металлов изменяется в широких пределах и может отличаться в десятки раз в одних и тех же условиях. Например, из приведенных в таблице металлов, наибольшей теплопроводностью обладает такой металл, как серебро Ag — его коэффициент теплопроводности равен 392 Вт/(м·град) при 100°С и это самый теплопроводный металл. Наименьшее значение теплопроводности при этой же температуре соответствует металлу висмут Bi с теплопроводностью всего 7,7 Вт/(м·град).

Примечание: В таблице теплопроводности также даны значения теплопроводности металлов сверх-высокой чистоты (до 99,999%). Значение коэффициента теплопроводности в таблице указано в размерности Вт/(м·град).

Теплопрово́дность — способность материальных тел проводить энергию (теплоту) от более нагретых частей тела к менее нагретым частям тела, осуществляемому хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Теплопроводностью называется также количественная характеристика способности тела проводить тепло. В сравнении тепловых цепей с электрическими это аналог проводимости.

Количественно способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности. Эта характеристика равна количеству теплоты, проходящему через однородный образец материала единичной длины и единичной площади за единицу времени при единичной разнице температур (1 К). В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения коэффициента теплопроводности является Вт/(м·K).

Исторически считалось, что передача тепловой энергии связана с перетеканием гипотетического теплорода от одного тела к другому. Однако с развитием молекулярно-кинетической теории явление теплопроводности получило своё объяснение на основе взаимодействия частиц вещества. Молекулы в более нагретых частях тела движутся быстрее и передают энергию посредством столкновений медленным частицам в более холодных частях тела.

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Таблица 1

Металл	Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С
— 100	100	300	700
Алюминий	2,45	2,38	2,30	2,26	0,9
Бериллий	4,1	2,3	1,7	1,25	0,9
Ванадий	—	—	0,31	0,34	—
Висмут	0,11	0,08	0,07	0,11	0,15
Вольфрам	2,05	1,90	1,65	1,45	1,2
Гафний	—	—	0,22	0,21	—
Железо	0,94	0,76	0,69	0,55	0,34
Золото	3,3	3,1	3,1	—	—
Индий	—	0,25	—	—	—
Иридий	1,51	1,48	1,43	—	—
Кадмий	0,96	0,92	0,90	0,95	0,44 (400°)
Калий	—	0,99	—	0,42	0,34
Кальций	—	0,98	—	—	—
Кобальт	—	0,69	—	—	—
Литий	—	0,71	0,73	—	—
Магний	1,6	1,5	1,5	1,45	—
Медь	4,05	3,85	3,82	3,76	3,50
Молибден	1,4	1,43	—	—	1,04 (1000°)
Натрий	1,35	1,35	0,85	0,76	0,60
Никель	0,97	0,91	0,83	0,64	0,66
Ниобий	0,49	0,49	0,51	0,56	—
Олово	0,74	0,64	0,60	0,33	—
Палладий	0,69	0,67	0,74	—	—
Платина	0,68	0,69	0,72	0,76	0,84
Рений	—	0,71	—	—	—
Родий	1,54	1,52	1,47	—	—
Ртуть	0,33	0,09	0. 1	0,115	—
Свинец	0,37	0,35	0,335	0,315	0,19
Серебро	4,22	4,18	4,17	3,62	—
Сурьма	0,23	0,18	0,17	0,17	0,21
Таллий	0,41	0,43	0,49	0,25 (400 0)
Тантал	0,54	0,54	—	—	—
Титан	—	—	0,16	0,15	—
Торий	—	0,41	0,39	0,40	0,45
Уран	—	0,24	0,26	0,31	0,40
Хром	—	0,86	0,85	0,80	0,63
Цинк	1,14	1,13	1,09	1,00	0,56
Цирконий	—	0,21	0,20	0,19	—

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Таблица 2

Коэффициенты теплопроводности различных веществ

Графен	4840 ± 440 — 5300 ± 480
Алмаз	1001—2600
Графит	278,4—2435
Арсенид бора	200—2000
Карбид кремния	490
Серебро	430
Медь	401
Оксид бериллия	370
Золото	320
Алюминий	202—236
Нитрид алюминия	200
Нитрид бора	180
Кремний	150
Латунь	97—111
Хром	107
Железо	92
Платина	70
Олово	67
Оксид цинка	54
Сталь нелегированная	47—58
Свинец	35,3
Сталь нержавеющая (аустенитная)	15
Кварц	8
Термопасты высокого качества	5—6
Гранит	2,4
Бетон сплошной	1,75
Бетон на гравии или щебне из природного камня	1,51
Базальт	1,3
Стекло	1—1,15
Термопаста КПТ-8	0,7
Бетон на песке	0,7
Вода при нормальных условиях	0,6
Кирпич строительный	0,2—0,7
Силиконовое масло	0,16
Пенобетон	0,05—0,3
Газобетон	0,1—0,3
Древесина	0,15
Нефтяные масла	0,12
Свежий снег	0,10—0,15
Пенополистирол (горючесть Г1)	0,038—0,052
Экструдированный пенополистирол (горючесть Г3 и Г4)	0,029—0,032
Стекловата	0,032—0,041
Каменная вата	0,034—0,039
Воздух (300 K, 100 кПа)	0,022
Аэрогель	0,017
Аргон (273—320 K, 100 кПа)	0,017
Аргон (240—273 K, 100 кПа)	0,015
Вакуум (абсолютный)	0 (строго)

Также нужно учитывать передачу тепла из-за конвекции молекул и излучения. Например, при полной нетеплопроводности вакуума, тепловая энергия передаётся излучением (Солнце, инфракрасные теплогенераторы). В газах и жидкостях происходит перемешивание разнотемпературных слоёв естественным путём или искусственно (примеры принудительного перемешивания — фены, естественного — электрочайники). Также в конденсированных средах возможно «перепрыгивание» фононов из одного твердого тела в другое через субмикронные зазоры, что способствует распространению звуковых волн и тепловой энергии, даже если зазоры представляют собой идеальный вакуум.

Влияние концентрации углерода

Концентрация углерода в стали влияет на величину теплопередачи:

Низкоуглеродистые стали имеют высокий показатель проводимости. Именно поэтому они используются при изготовлении труб, которые затем применяются при создании трубопровода системы отопления. Значение коэффициента варьирует в пределе от 54 до 47 Вт/(м* К).
Средним коэффициентом для распространенных углеродистых сталей является значение от 50 до 90 Вт/(м* К). Именно поэтому подобный материал используется при изготовлении деталей различных механизмов.
У металлов, которые не содержат различных примесей, коэффициент составляет 64 Вт/(м* К). Это значение несущественно изменяется при термическом воздействии.

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

вида металла;
химического состава;
пористости;
размеров.

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме плотность потока энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорциональна градиенту температуры:

q→=−ϰgrad(T),{\displaystyle {\vec {q}}=-\varkappa \,\mathrm {grad} (T),}

где q→{\displaystyle {\vec {q}}} — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, ϰ{\displaystyle \varkappa } — коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность), T{\displaystyle T} — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad(T){\displaystyle \mathrm {grad} (T)} (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

P=−ϰSΔTl,{\displaystyle P=-\varkappa {\frac {S\Delta T}{l}},} [Вт/(м·К) · (м2·К)/м = Вт/(м·К) · (м·К) = Вт]

где P{\displaystyle P} — полная мощность тепловых потерь, S{\displaystyle S} — площадь сечения параллелепипеда, ΔT{\displaystyle \Delta T} — перепад температур граней, l{\displaystyle l} — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями. {2}}}{\sqrt {\frac {RT}{\mu }}},}

где i{\displaystyle i} — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5{\displaystyle i=5}, для одноатомного i=3{\displaystyle i=3}), k{\displaystyle k} — постоянная Больцмана, μ{\displaystyle \mu } — молярная масса, T{\displaystyle T} — абсолютная температура, d{\displaystyle d} — эффективный (газокинетический) диаметр молекул, R{\displaystyle R} — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): ϰ∼13ρcvlv¯∝P{\displaystyle \varkappa \sim {\frac {1}{3}}\rho c_{v}l{\bar {v}}\propto P}, где l{\displaystyle l} — размер сосуда, P{\displaystyle P} — давление.

Таким образом коэффициент теплопроводности вакуума тем ближе к нулю, чем глубже вакуум. Это связано с низкой концентрацией в вакууме материальных частиц, способных переносить тепло. Тем не менее, энергия в вакууме передаётся с помощью излучения. Поэтому, например, для уменьшения теплопотерь стенки термоса делают двойными, серебрят (такая поверхность лучше отражает излучение), а воздух между ними откачивают.

Коэффициенты теплопередачи сталей

Способность передавать тепло для сталей зависит от двух главных факторов: состава и температуры.

Простые углеродные стали при увеличении содержания углерода снижают свой удельный вес, в соответствии с которым также уменьшается и их способность переносить тепло от 54 до 36 Вт/(м*К) при изменении процента углерода в стали от 0,5 до 1,5%.

Нержавеющие стали содержат в своем составе хром (10% и больше), которые вместе с углеродом образует сложные карбиды, препятствующие окислению материала, а также повышает электродный потенциал металла. Теплопроводность нержавейки невелика в сравнении с другими сталями и колеблется от 15 до 30 Вт/(м*К) в зависимости от ее состава. Жаропрочные хромоникелевые стали обладают еще более низкими значениями этого коэффициента (11—19 Вт/(м*К).

Другим классом являются оцинкованные стали с удельным весом 7 850 кг/м3, которые получают путем нанесения покрытий на сталь, состоящих из железа и цинка. Так как цинк легче проводит тепло, чем железо, то и теплопроводность оцинкованной стали будет относительно высокой в сравнении с другими классами стали. Она колеблется от 47 до 58 Вт/(м*К).

Теплопроводность стали при различных температурах, как правило, не изменяется сильно. Например, коэффициент теплопроводности стали 20 при увеличении температуры от комнатной до 1200 °C снижается от 86 до 30 Вт/(м*К), а для марки стали 08Х13 увеличение температуры от 100 до 900 °C не изменяет ее коэффициент теплопроводности (27—28 Вт/(м*К).

Теплопроводность латуни и бронзы

В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов (константана, копели, манганина и др.) в зависимости от температуры — в интервале от 4 до 1273 К.

Теплопроводность латуни, бронзы и других сплавов на основе меди при нагревании увеличивается. По данным таблицы, наибольшей теплопроводностью из рассмотренных сплавов при комнатной температуре обладает латунь Л96. Ее теплопроводность при температуре 300 К (27°С) равна 244 Вт/(м·град).

Также к медным сплавам с высокой теплопроводностью можно отнести: латунь ЛС59-1, томпак Л96 и Л90, томпак оловянистый ЛТО90-1, томпак прокатный РТ-90. Кроме того, теплопроводность латуни в основном выше теплопроводности бронзы. Следует отметить, что к бронзам с высокой теплопроводностью относятся: фосфористая, хромистая и бериллиевая бронзы, а также бронза БрА5.

Медным сплавом с наименьшей теплопроводностью является марганцовистая бронза — ее коэффициент теплопроводности при температуре 27°С равен 9,6 Вт/(м·град).

Теплопроводность медных сплавов всегда ниже теплопроводности чистой меди при прочих равных условиях. Кроме того, теплопроводность медно-никелевых сплавов имеет особенно низкое значение. Самым теплопроводным из них при комнатной температуре является мельхиор МНЖМц 30-0,8-1 с теплопроводностью 30 Вт/(м·град).

Таблица теплопроводности латуни, бронзы и медно-никелевых сплавов
Сплав	Температура, К	Теплопроводность, Вт/(м·град)
Медно-никелевые сплавы
Бериллиевая медь	300	111
Константан зарубежного производства	4…10…20…40…80…300	0,8…3,5…8,8…13…18…23
Константан МНМц40-1,5	273…473…573…673	21…26…31…37
Копель МНМц43-0,5	473…1273	25…58
Манганин зарубежного производства	4…10…40…80…150…300	0,5…2…7…13…16…22
Манганин МНМц 3-12	273…573	22…36
Мельхиор МНЖМц 30-0,8-1	300	30
Нейзильбер	300…400…500…600…700	23…31…39…45…49
Латунь
Автоматная латунь UNS C36000	300	115
Л62	300…600…900	110…160…200
Л68 латунь деформированная	80…150…300…900	71…84…110…120
Л80 полутомпак	300…600…900	110…120…140
Л90	273…373…473…573…673…773…873	114…126…142…157…175…188…203
Л96 томпак волоченый	300…400…500…600…700…800	244…245…246…250…255…260
ЛАН59-3-2 латунь алюминиево-никелевая	300…600…900	84…120…150
ЛМЦ58-2 латунь марганцовистая	300…600…900	70…100…120
ЛО62-1 оловянистая	300	99
ЛО70-1 оловянистая	300…600	92…140
ЛС59-1 латунь отожженая	4…10…20…40…80…300	3,4…10…19…34…54…120
ЛС59-1В латунь свинцовистая	300…600…900	110…140…180
ЛТО90-1 томпак оловянистый	300…400…500…600…700…800…900	124…141…157…174…194…209…222
Бронза
БрА5	300…400…500…600…700…800…900	105…114…124…133…141…148…153
БрА7	300…400…500…600…700…800…900	97…105…114…122…129…135…141
БрАЖМЦ10-3-1,5	300…600…800	59…77…84
БрАЖН10-4-4	300…400…500	75…87…97
БрАЖН11-6-6	300…400…500…600…700…800	64…71…77…82…87…94
БрБ2, отожженая при 573К	4…10…20…40…80	2,3…5…11…21…37
БрКд	293	340
БрКМЦ3-1	300…400…500…600…700	42…50…55…54…54
БрМЦ-5	300…400…500…600…700	94…103…112…122…127
БрМЦС8-20	300…400…500…600…700…800…900	32…37…43…46…49…51…53
БрО10	300…400…500	48…52…56
БрОС10-10	300…400…600…800	45…51…61…67
БрОС5-25	300…400…500…600…700…800…900	58…64…71…77…80…83…85
БрОФ10-1	300…400…500…600…700…800…900	34…38…43…46…49…51…52
БрОЦ10-2	300…400…500…600…700…800…900	55…56…63…68…72…75…77
БрОЦ4-3	300…400…500…600…700…800…900	84…93…101…108…114…120…124
БрОЦ6-6-3	300…400…500…600…700…800…900	64…71…77…82…87…91…93
БрОЦ8-4	300…400…500…600…700…800…900	68…77…83…88…93…96…100
Бронза алюминиевая	300	56
Бронза бериллиевая состаренная	20…80…150…300	18…65…110…170
Бронза марганцовистая	300	9,6
Бронза свинцовистая производственная	300	26
Бронза фосфористая 10%	300	50
Бронза фосфористая отожженая	20…80…150…300	6…20…77…190
Бронза хромистая UNS C18200	300	171

Примечание: Температура в таблице дана в градусах Кельвина!

Значение в быту и производстве

Применение теплопроводности при строительстве

У каждого материала имеется свой показатель теплопроводности. Чем ее значение ниже, тем, соответственно ниже уровень теплообмена между внешней и внутренней средой. Это означает то, что в здании, сооруженном из материала с низкой теплопроводностью, зимой будет тепло, а летом прохладно.

Тепловые потери по швам панельного дома

При сооружении различных зданий, в том числе и жилые здания, без знаний о теплопроводности стройматериалов не обойтись. При проектировании строительных сооружений необходимо учитывать данные о свойствах таких материалов как – бетон, стекло, минеральная вата и многих других. Среди них предельная теплопроводность принадлежит бетону, между тем, у древесины она в 6 раз меньше.

Системы отопления

Ключевая задача любой отопительной системы – это перенос тепловой энергии от теплоносителя в помещения. Для такого обогрева применяют батареи или радиаторы отопления. Они необходимы для передачи тепловой энергии в помещения.

Радиатор отопления – это конструкция внутри, которой перемещается теплоноситель. К основным характеристикам этого изделия относят:материал, из которого оно изготовлено;
вид конструкции;
размеры, в том числе и количество секций;
показатели теплоотдачи.

Именно теплоотдача и есть ключевой параметр. Все дело в том, что определяет объем энергии, которое передается от радиатора в помещение. Чем больше этот показатель, тем ниже будут потери тепла.Существуют справочные таблицы, определяющие материалы, оптимальные для использования в отопительных системах. Из данных, которые в них размещены, становится ясно, что самым эффективным материалом считается медь. Но, вследствие ее высокой цены и определенных технологических сложностей, связанных с обработкой меди их применяемость не так высока.

Биметаллический радиатор

Именно поэтому все чаще применяют модели, изготовленные из стальных или алюминиевых сплавов. Нередко применяют и сочетание различных материалов, например, стали и алюминия.Каждый изготовитель радиаторов, при маркировке готовых изделий должен указывать такую характеристику, как мощность тепловой отдачи. На рынке отопительных систем можно приобрести радиаторы, изготовленные из чугуна, стали, алюминия и биметалла.

Методы измерения

Зачем считать теплоотдачу

Расчет коэффициента теплопередачи для стальных труб и изделий из них поможет определить, сколько килокалорий или Джоулей от внутреннего теплоносителя они способны передать в атмосферу. При проектировании отопления после такого расчета легко вычислить требуемый диаметр стальной трубы. Если правильно все сделать, эффективность обогревателей будет максимальной.

Иногда точно такой же расчет теплоотдачи стальных труб нужен для обратного – подобрать изолирующий материал, который сможет препятствовать потерям. Все зависит от назначения и условий работы исследуемого трубопровода.

В упрощенном виде формула теплопроводности выглядит так:

Для тех, кто подзабыл курс физики за 7-й класс, напомним значения этих символов:

k – коэффициент теплопередачи стали трубы. Он зависит от особенностей материала, толщины стенки и завязан на величину теплового напора.
F – площадь поверхности трубы. Если подведено сразу несколько ниток трубопровода, то учитывается суммарная площадь поверхностей.
Δt – тепловой напор, учитывающий разницу температур атмосферы и теплоносителя.

Говоря проще, теплоотдача стальной трубы напрямую зависит от ее размеров и степени нагрева по сравнению с внешней средой. Чем выше эти показатели, тем больше тепловой энергии она передаст.

Теплоотдача стальной трубы во многом зависит от ее толщины Тепловой напор тоже рассчитывается для каждого конкретного случая. Здесь нужно дополнительно учитывать усредненную температуру горячей воды на входе и выходе из отопительного прибора (коэффициент теплоотдачи воды отличается от того же показателя для стали). Для предварительных расчетов Δt согласно СНиП принимают равным 55° С.

Металл хорошо проводит тепло?

Металл хорошо проводит тепло? Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронза — самую низкую. Поскольку сталь является плохим проводником тепла, она хороша для высокотемпературных сред, таких как авиационные двигатели.

Является ли металл хорошим проводником тепла? Металлы – это элементы, которые являются хорошими проводниками электрического тока и тепла. Они также имеют тенденцию быть блестящими и гибкими, как медная проволока. Большинство элементов в периодической таблице являются металлами.

Металл хорошо греется? Металлы содержат свободно движущиеся делокализованные электроны. Металл хорошо проводит тепло. Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и сильнее вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии.

Металл плохо проводит тепло? Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, тогда как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань, плохо проводят тепло. Материалы, плохо проводящие тепло, называются изоляторами.

Какой материал плохо проводит тепло?

Дерево, свинец и неметалл не являются хорошими проводниками тепла. Плохие проводники — это любые материалы, которые плохо проводят электричество, тепло или и то, и другое, и обычно называются изоляторами. Воздух также является примером изолятора.

Какой материал лучше всего проводит тепло?

Медь имеет очень высокую теплопроводность и намного дешевле и доступнее, чем серебро, которое является лучшим металлом для проведения тепла.

Сталь или алюминий лучше проводят тепло?

Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронза — самую низкую. Поскольку сталь является плохим проводником тепла, она хороша для высокотемпературных сред, таких как авиационные двигатели.

Почему металлы по-разному проводят тепло?

почему металлы проводят тепло и почему одни металлы проводят тепло лучше, чем другие? О: Большинство обычных металлов имеют примерно одинаковую плотность электронов (количество в объеме), поэтому основная причина различий в том, насколько хорошо они проводят электричество, заключается в разнице в том, насколько легко электроны перемещаются.

Почему металл является хорошим проводником?

Ответ: Металлы являются отличным проводником электричества и тепла, потому что атомы в металлах образуют матрицу, через которую могут свободно перемещаться внешние электроны. Вместо того, чтобы вращаться вокруг своих соответствующих атомов, они образуют море электронов, которое окружает положительные ядра взаимодействующих ионов металлов.

Одинаково ли хорошо проводят электричество металлы?

Хотя все металлы могут проводить электричество, некоторые металлы используются чаще из-за их высокой проводимости. Однако латунь, содержащая медь, обладает гораздо меньшей проводимостью, поскольку состоит из дополнительных материалов, снижающих ее проводимость, что делает ее непригодной для электрических целей.

Почему неметаллы плохо проводят тепло?

Неметаллы обладают ограниченной теплопроводностью только за счет фононов и колебаний решетки. В неметаллах, поскольку свободных электронов нет, теплопередача происходит за счет фононов (возбужденное состояние решетчатой структуры, колеблющейся равномерно).

Проводники?

Материалы или вещества, которые позволяют электричеству течь через них, являются проводниками. Кроме того, проводники позволяют передавать через них тепло. Примерами проводников являются металлы, тело человека, Земля и животные. У проводников есть свободные электроны на их поверхности, которые обеспечивают легкое прохождение тока.

Какой металл не поглощает тепло?

Большинство оксидов металлов (например, ржавчина железа) вообще не проводят электричество, что отличает этот металл от других. А диоксид ванадия на самом деле не проводит тепло или электричество примерно до 60 градусов по Цельсию. До этого момента он является изолятором.

Почему твердые тела лучше проводят тепло?

Теплопроводность передает тепловую энергию в твердых телах. Движущиеся частицы теплого материала почвы могут увеличить тепловую энергию частиц в более холодном твердом материале, передавая ее непосредственно от одной частицы к другой. Поскольку частицы расположены ближе друг к другу, твердые тела проводят тепло лучше, чем жидкости или газы.

Какой металл не нагревается?

Диоксид ванадия — странный металл, который не нагревается, проводя электричество. Исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Беркли, показало, что диоксид ванадия нарушает законы физики, передавая электричество, но не тепло.

Какой металл плохо проводит тепло и электричество?

Хотя предполагается, что металлы являются хорошими проводниками электричества и тепла, такие металлы, как ртуть, свинец, сплавы железа и хрома, титан и нержавеющая сталь, являются плохими проводниками по сравнению с серебром, медью и золотом.

Какой металл является наименее проводящим?

Самым проводящим чистым металлом является серебро. Это то, что делает его металлом, который используется в конструкции интегральных схем и в электронике всякий раз, когда требуется путь с очень низким сопротивлением. С другой стороны, чистая ртуть имеет самую низкую проводимость.

Какие материалы жаропрочные?

Основными группами жаропрочных сплавов являются аустенитные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля, также известные как жаропрочные нержавеющие стали, сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта, хрома и никеля и молибден-титановые сплавы.

Какие металлы быстрее всего проводят тепло?

Алмаз является ведущим теплопроводным материалом, и его значения проводимости в 5 раз выше, чем у меди, наиболее производимого металла в Соединенных Штатах. Атомы алмаза состоят из простой углеродной цепи, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной теплопередачи.

Какой металл лучше всего проводит тепло?

Чем выше число, тем лучше материал проводит тепловую энергию. Следовательно, медь является лучшим проводником тепловой энергии, а сталь — худшим проводником тепловой энергии.

Медь или алюминий лучше проводят тепло?

Медь лучше передает тепло, а алюминий лучше рассеивает тепло, поэтому хорошие радиаторы имеют медное основание, которое быстро/эффективно отводит тепло от охлаждаемого объекта, тепловые трубки, которые быстро отводят тепло от основания, а тепловые трубки прикреплены к алюминиевым ребрам, которые быстро рассеиваются

Что является лучшим теплоизолятором?

Пластик, резина, дерево и керамика являются хорошими изоляторами. Они часто используются для изготовления кухонной утвари, например, ручек для кастрюль, чтобы не дать повару подняться и обжечь руку. Пластиковое покрытие также используется для покрытия большинства электрических проводов в приборах. Воздух также является хорошим теплоизолятором.

Почему металл лучше проводит тепло, чем вода?

Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть много свободных электронов, с которыми можно играть. Алюминий, например, является гораздо лучшим проводником воды.

Почему металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества?

Металлы являются хорошими проводниками (как тепла, так и электричества), потому что по крайней мере один электрон на атом свободен: т. Е. Он не связан с каким-либо конкретным атомом, а вместо этого может свободно перемещаться по металлу.

Почему металл лучше проводит тепло, чем дерево?

Любой хороший проводник тепла будет иметь большее количество электронов. Поскольку у металлов больше электронов, чем у дерева, они могут проводить тепло намного лучше, чем дерево. Поскольку количество присутствующих электронов больше в любом металле по сравнению с деревом, металлы будут проводить электричество намного лучше, чем дерево.

У какого металла самая высокая теплопроводность

Новые статьи

Содержание

Теплопроводность металлов в зависимости от температуры
Закон теплопроводности Фурье
Связь с электропроводностью
Коэффициент теплопроводности газов
Теплопроводность в сильно разреженных газах
Обобщения закона Фурье
Коэффициенты теплопроводности различных веществ
Примечания
См. также
Ссылки

Теплопроводность металлов в зависимости от температуры

Источник:
Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.

Закон теплопроводности Фурье

где q→ >> — вектор плотности теплового потока — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, ϰ — коэффициент теплопроводности (удельная теплопроводность), T — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad(T) (T)> (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, ΔT — перепад температур граней, l — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Связь с электропроводностью

Связь коэффициента теплопроводности ϰ с удельной электрической проводимостью σ в металлах устанавливает закон Видемана — Франца:

Коэффициент теплопроводности газов

В газах коэффициент теплопроводности может быть найден по приближённой формуле

где ρ — плотность газа, cv > — удельная теплоёмкость при постоянном объёме, λ — средняя длина свободного пробега молекул газа, v¯ >> — средняя тепловая скорость. Эта же формула может быть записана как

где i — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5 , для одноатомного i=3 ), k — постоянная Больцмана, μ — молярная масса, T — абсолютная температура, d — эффективный (газокинетический) диаметр молекул, R — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из нерадиоактивных газов — у ксенона).

Теплопроводность в сильно разреженных газах

Приведённое выше выражение для коэффициента теплопроводности в газах не зависит от давления. Однако если газ сильно разрежен, то длина свободного пробега определяется не столкновениями молекул друг с другом, а их столкновениями со стенками сосуда. Состояние газа, при котором длина свободного пробега молекул ограничивается размерами сосуда называют высоким вакуумом. При высоком вакууме теплопроводность убывает пропорционально плотности вещества (то есть пропорциональна давлению в системе): ϰ∼13ρcvlv¯∝P >rho c_ l >propto P>, где l — размер сосуда, P — давление.

Обобщения закона Фурье

Следует отметить, что закон Фурье не учитывает инерционность процесса теплопроводности, то есть в данной модели изменение температуры в какой-то точке мгновенно распространяется на всё тело. Закон Фурье неприменим для описания высокочастотных процессов (и, соответственно, процессов, чьё разложение в ряд Фурье имеет значительные высокочастотные гармоники). Примерами таких процессов являются распространение ультразвука, ударные волны и т. п. Инерционность в уравнения переноса первым ввел Максвелл, а в 1948 году Каттанео был предложен вариант закона Фурье с релаксационным членом:

Если время релаксации τ пренебрежимо мало, то это уравнение переходит в закон Фурье.

Коэффициенты теплопроводности различных веществ

Графен	4840 ± 440 — 5300 ± 480
Алмаз	1001—2600
Графит	278,4—2435
Арсенид бора	200—2000
Карбид кремния	490
Серебро	430
Медь	401
Оксид бериллия	370
Золото	320
Алюминий	202—236
Нитрид алюминия	200
Нитрид бора	180
Кремний	150
Латунь	97—111
Хром	107
Железо	92
Платина	70
Олово	67
Оксид цинка	54
Сталь нелегированная	47—58
Свинец	35,3
Сталь нержавеющая (аустенитная)	15
Кварц	8
Термопасты высокого качества	5—6
Гранит	2,4
Бетон сплошной	1,75
Бетон на гравии или щебне из природного камня	1,51
Базальт	1,3
Стекло	1—1,15
Термопаста КПТ-8	0,7
Бетон на песке	0,7
Вода при нормальных условиях	0,6
Кирпич строительный	0,2—0,7
Силиконовое масло	0,16
Пенобетон	0,05—0,3
Газобетон	0,1—0,3
Древесина	0,15
Нефтяные масла	0,12
Свежий снег	0,10—0,15
Пенополистирол (горючесть Г1)	0,038—0,052
Экструдированный пенополистирол (горючесть Г3 и Г4)	0,029—0,032
Стекловата	0,032—0,041
Каменная вата	0,034—0,039
Воздух (300 K, 100 кПа)	0,022
Аэрогель	0,017
Аргон (273—320 K, 100 кПа)	0,017
Аргон (240—273 K, 100 кПа)	0,015
Вакуум (абсолютный)	0 (строго)

Примечания

См. также

Теплопередача
Конвекция
Равновесный градиент температуры
Тепловое излучение
Закон Ньютона — Рихмана
Уравнение диффузии
Теплоизоляция

Ссылки

Теплопроводность воды и водяного пара
Коэффициенты теплопроводности элементов
Таблица теплопроводности веществ и материалов

Самый теплопроводный металл: общие характеристики

Хорошая теплопроводность

Главная » Разное » Хорошая теплопроводность

Теплопроводность

На предыдущем уроке, мы узнали, что существует три способа теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Сегодня мы поговорим о теплопроводности. Вспомним опыты из предыдущего урока: тела нагревались и охлаждались друг от друга, находясь в непосредственном контакте. Например, летом около фонтана всегда прохладнее, потому что вода холоднее воздуха. Это и называется теплопроводностью — передача внутренней энергии от одного тела к другому при их непосредственном контакте.

Тело обладает плохой или хорошей теплопроводностью в зависимости от того, насколько быстро через это тело проходит тепло. Например, если поджечь деревянную палку с одного конца, то можно легко держать её за другой, не рискуя обжечься. Значит, дерево обладает плохой теплопроводностью. Также, если мы положим кирпич одним концом в огонь, то температура на разных концах будет сильно отличаться и чтобы нагреться потребуется достаточно длительное время. Поэтому кирпич тоже имеет плохую теплопроводность.

Если поставить на плиту кастрюлю, то она очень скоро нагреется, потому что она металлическая. Значит, металлы обладают хорошей теплопроводностью.

Следует помнить, что процесс нагревания происходит постепенно. Когда мы хотим закипятить воду, мы наливаем её в кастрюлю, а кастрюлю ставим на плиту. Сначала нагревается дно кастрюли, т.к. оно непосредственно контактирует с плитой. Частицы дна кастрюли получают дополнительную энергию. Эти частицы, в свою очередь, начинают взаимодействовать с соседними частицами, также передавая им дополнительную энергию. Так происходит, пока все тело не нагреется. Здесь мы плавно переходим к теплопроводности жидкостей. Как мы знаем из бытового опыта, несмотря на то, что кастрюля нагревается почти сразу, нужно немного подождать, пока вода закипит. Из этого можно сделать вывод, что у жидкостей не очень хорошая теплопроводность (за исключением жидких металлов, конечно). Этого можно было ожидать, т.к. теплопроводность происходит из-за взаимодействия частиц, а частицы в жидкостях находятся на большем расстоянии, чем в твердых телах. Логично предположить, что у газов теплопроводность ещё хуже, потому что в них молекулы расположены ещё дальше друг от друга. Сделаем несколько наблюдений.

Фен выдувает горячий воздух за счет электрической энергии, которую он потребляет из сети.

Однако, если встать чуть-чуть в стороне от потока воздуха, то тепло едва ли можно будет ощутить. Кроме того, мы знаем, что двойные окна значительно лучше сохраняют тепло, чем одинарные. Это происходит за счет небольшого слоя воздуха между ними. Значит, воздух обладает плохой теплопроводностью.

Итак, из этих примеров можно сделать вывод, что теплопроводность — это свойство тела и у каждого тела она разная. Шерсть, перья, волосы имеют плохую теплопроводность, что вполне логично, т.к. их основной функцией является защита от холода. Теперь, мы понимаем, что защитой от холода является препятствование передачи внутренней энергии тела окружающей среде. Плохая теплопроводность этих веществ объясняется тем, что их волокна содержат частички воздуха, как и волокна дерева.

Самой низкой теплопроводностью обладает вакуум (т.е. свободное пространство). И это неудивительно, ведь явление теплопроводности возникает при взаимодействии частиц, которых попросту нет в вакууме. Этим и объясняется тот факт, что в открытом космосе самая низкая температура в природе (мы не можем утверждать, что в космосе абсолютный вакуум, но открытый космос — это почти полностью освобожденное пространство). Возникает вопрос: как же тогда нам передаётся тепло от Солнца? Это происходит посредством излучения, о котором мы поговорим чуть позже.

Мы сталкиваемся с явлением теплопроводности в повседневной жизни. Теперь мы знаем, что если надо предохранить тело от охлаждения или нагревания, то к нему нужно применить материал с плохой теплопроводностью. И наоборот, если требуется нагреть или остудить тело, то используются материалы с хорошей теплопроводностью. Наглядный пример — это сковорода, которая сделана из металла, чтобы на ней можно было готовить.

Однако, ручка сковороды сделана из пластмассы, чтобы она не нагревалась.

Теперь мы можем объяснить, почему одежда нас «греет». На самом деле, она не греет, а сохраняет тепло. Зимние куртки наполняют материалом с плохой теплопроводностью. Таким образом, тепло нашего тела меньше передаётся окружающему нас холодному воздуху. Одежда предохраняет нас от непосредственного контакта с окружающей средой, а это играет решающую роль в теплопроводности. В результате, человек теряет гораздо меньше тепла.

Теплопроводность. Просто о сложном. – Блоги Mastergrad

При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.

Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.

Теплопроводность, как уже было сказано выше, — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.

Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла (теплообмен).

На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.

Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.

Запутались еще сильнее? Тогда по порядку. Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.

Теплообмен (или теплопередача) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их
непосредственном контакте.

Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.

Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.

Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.

Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.

Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).

В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии. В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.

С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.

Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция. У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.

Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества.

Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.

Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.

Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.

Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен).

Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.

Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.

Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.

Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.

С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле.

Её разбор проведем на примере теплоизоляционного материала из пенополиизоцианурата (ПИР/PIR) — LOGICPIR.

LOGICPIR – это инновационный утеплитель, обладающий уникальными показателями теплопроводности – всего 0,021 Вт/м*К, позволяющий добиться максимальной экономии пространства при минимальной толщине теплоизоляции. Кроме того, PIR-плиты не впитывают влагу, тем самым предотвращая образование конденсата и надежно защищая ваш дом от появления плесенных грибов, клещей и бактерий, представляющих опасность для здоровья. LOGICPIR относится к новому поколению полиуретанов, окружающих нас повсеместно: начиная от деталей интерьера автомобилей, матрацев и обуви и заканчивая медициной, где самая поразительная сфера их применения – изготовление протезов для сердечно-сосудистой системы. Стоит ли говорить, что материал экологически безопасен, что подтверждено целым рядом сертификатов и заключений.

Итак, вернемся к теплопроводности.

Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:

твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;
газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.

Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться.

Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.

Как было сказано ранее, представленные материалы ячеистые и в каждом находятся какие-то газы. В пеностекле и пенобетоне это, как правило, окружающий воздух, в PIR – инертные газы. Хуже всего тепло проводят инертные газы, содержание молекул в 1 м3 очень маленькое, расстояние между молекулами очень большое, поэтому передать энергию между молекулами довольно сложно. Намного лучше тепло проводит воздух, поскольку он состоит из смеси разных газов, молекул очень много и все они друг с другом взаимодействуют.

Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.

Последняя составляющая – излучение. Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон. Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.

В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.

Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».

Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.

Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.

Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:

Подведем итог. Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие () должны быть как можно ниже. У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток. Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл.

Спасибо компании «Технониколь» за помощь в подготовке материала

Теплопроводность чистых металлов. Таблица теплопроводности металлов

Теплопроводность металлов в зависимости от температуры

Источник:
Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.

ЧУГУН Теплопроводность – Энциклопедия по машиностроению XXL

Форма графита, его выделение и распределение также влияют ка теплопроводность. Например, высокопрочный чугун имеет более низкую теплопроводность, чем серый чугун. Теплопроводность чугуна с вермикулярным графитом (ЧВГ) выше, чем у ЧШГ, и близка к X серого чугуна с пластинчатым графитом [9]. [c.60]

Поршни из алюминиевых сплавов обладают меньшей прочностью и износостойкостью, но значительно легче чугунных и применяются в двигателях с высокой частотой вращения. Поршень, изготовленный из алюминиевого сплава, несмотря на большую (для обеспечения необходимой прочности) толщину стенок, на 25—30 % легче чугунного. Теплопроводность алюминиевых сплавов в 3—4 раза выше, чем у чугуна, поэтому температу- [c.85]

Теплопроводность — это способность металла проводить тепло. Наиболее теплопроводными являются алюминий, медь и сплавы цветных металлов, менее теплопроводными — стали и чугуны. Теплопроводность имеет важное значение при нагреве металла. Чем меньше теплопроводность, тем больше опасность появления трещин при нагреве. [c.23]

Чистые металлы всегда обладают большей теплопроводностью, чем соответствующие сплавы. Малоуглеродистые стали обладают более высокой теплопроводностью, чем углеродистые стали и чугуны. Низкой теплопроводностью обладают высоколегированные кислотоупорные стали и чугуны. Теплопроводность материалов следует учитывать при изготовлении сварной аппаратуры, так как это определяет технологические режимы сварки и последующей термообработки. Обычно малая теплопроводность характеризует плохую свариваемость металлов и их склонность к образованию трещин при термической обработке. [c.79]

Для технических серых чугунов теплопроводность колеблется в пределах 0,110—0,137 кал/(см -с град) и уменьшается с повышением температуры. Однако склонность к росту, как уже указывалось, зависит еще от окисляемости чугуна, его газонасыщенности (особенно водородом), что в формуле (46) не учтено. Поэтому имеются расхождения в оценке склонности чугуна к росту по данным расчета и эксперимента. [c.148]

Таким образом, форма графита оказывает существенное влияние на уровень теплопроводности чугуна. Теплопроводность ЧВГ выше теплопроводности ЧШГ и близка к теплопроводности ЧПГ. Такая закономерность сохраняется и в интервале температур 100-500 °С, хотя теплопроводность всех чугунов с увеличением температуры снижается (табл. 3.4.16). [c.593]

Чугунные поршни отличаются малым коэффициентом линейного расширения, высокой прочностью и износостойкостью, но имеют большую массу по сравнению с алюминиевыми. Поршни из алюминиевых сплавов обладают меньшей прочностью и износостойкостью, но значительно легче чугунных. Теплопроводность алюминиевых сплавов в 3…4 раза выше, чем у чугуна, поэтому температура днища поршней из алюминиевых сплавов ниже, чем у чугунных поршней. В этой связи в двигателях с поршнями из алюминиевых сплавов улучшается наполнение цилиндра свежим зарядом и уменьшаются затраты энергии на трение поршня о цилиндр вследствие меньшего коэффициента трения алюминиевых сплавов. [c.167]

Для изготовления поршней двигателей обычно применяют алюминиевые сплавы, преимуществом которых являются малый удельный вес и высокая теплопроводность. Чугун более прочен и износоустойчив, но из-за большого удельного веса его применяют обычно для поршней относительно тихоходных двигателей. [c.439]

Коэффициент теплоотдачи от газов к ребристой поверхности а = 46,5 Вт/(м -°С) коэффициент теплопроводности чугуна Х = = 52,4 Вт/(м-°С). [c.23]

Под воздействием лазерного излучения за короткий промежуток времени (10″ —10″ с) поверхность детали из стали или чугуна нагревается до очень высоких температур Распространение теплоты в глубь металла осуществляется путем теплопроводности. После прекращения действия лазерного излучения происходит закалка нагретых участков, благодаря интенсивному отводу тепла в глубь металла (самозакалка). [c.225]

Теплоемкость серого чугуна также зависит от вышеперечисленных факторов и в интервале температур 0…700 °С равна 16 кал/(г С). Теплопроводность равна 0,16 кал/(см-с С). Средний коэффициент линейного термического расширения в интервале температур 0…100 С можно принять (10…11)1 О см/(см- С), а в интервале температур 100…700 С он равен НТО см/(см- С) [c.57]

Жидкотекучесть — способность жидкого металла полностью заполнять полости литейной формы и четко воспроизводить очертания отливки. Жидкотекучесть зависит от химического состава, температуры заливаемого в форму сплава и теплопроводности материала формы. Фосфор, кремний и углерод улучшают ее, а сера ухудшает. Серый чугун содержит углерода и кремния больше, чем сталь, и поэтому обладает лучшей жидкотекучестью. Повышение температуры жидкого металла улучшает жидкотекучесть, и чем выше его перегрев, тем более тонкостенную отливку можно получить. Увеличение теплопроводности материала формы снижает жидкотекучесть. Так, песчаная форма отводит теплоту медленнее и расплавленный металл заполняет ее лучше, чем металлическую форму, которая интенсивно охлаждает расплав. Минимально воз- [c.51]

Пример 10-5. Рассчитать теплоотдачу круглого чугунного ребра постоянной толщины S = 3,6 мм внутренний радиус ребра г- = 60 мм и наружный Га = 120 мм, коэффициент теплоотдачи а = 30 Вт/(м -°С), коэффициент теплопроводности чугуна X, = 30 Вг/(м °С), = 80°С. [c.313]

Основной задачей в области создания высокоэффективных типов фрикционных материалов остается создание материала со стабильным коэффициентом трения и высокой износоустойчивостью при работе в широких диапазонах температур. По-видимому, такими материалами все же будут металлокерамические накладки, не имеющие в своем составе органических веществ и, следовательно, мало изменяющие значение коэффициента трения при нагреве, а также обладающие относительно высокой износоустойчивостью. Наиболее вероятным путем создания фрикционных материалов для особо напряженных условий работы явится сочетание металлического жаростойкого компонента (например, нихрома или нержавеющей стали) и тугоплавких карбидов, но надо иметь в виду, что в этом случае применение чугунного контртела будет нецелесообразным из-за его недостаточной износоустойчивости. Высокая теплопроводность таких материалов позволит существенно уменьшить тепловой удар, возникающий на поверхности трения при интенсивной работе. Удовлетворительное решение проблемы создания надежной фрикционной пары современных высоконагруженных тормозов возможно только в случаях применения более теплостойких материалов, при одновременной разработке конструкций тормозов, обеспечивающих образование более низких температур нагрева поверхности трения. [c.588]

В замкнутом тормозе часть поверхности трения тормозного шкива соприкасается с фрикционной накладкой. В этом случае тепловой поток разделяется на две части, одна из которых расходуется на нагрев шкива, а другая — на нагрев накладки. Соотношение частей общего теплового потока определяется физическими свойствами трущихся тел. Совершенно очевидно, что если теплопроводность фрикционного материала будет высокой, то тепловой поток, проходящий через него, будет также велик, и нагрев тормозного шкива уменьшится. Анализ распределения теплового потока между двумя трущимися телами показывает, что при работе с фрикционным материалом на асбестовой основе (вальцованная лента, асбестовая тканая лента) только незначительная часть (3—4%) теплового потока расходуется на нагрев тормозной накладки, основная же часть его (96—97%) проходит через металлический тормозной шкив. При использовании фрикционных материалов металлокерамического типа (на медной или железной основе) через тормозную накладку проходит значительно большая часть теплового потока, а часть его, проходящая через тормозной шкив, снижается соответственно до 62% (при стальном шкиве) и до 79% (при чугунном шкиве). Таким образом, характер распространения тепла в фрикционной накладке определяет собой условие на границе исследуемого тела (шкива). Это условие также выражается уравнением Фурье [c.605]

Фиг. 360. Зависимость установившейся температуры от давления для колодочного тормоза ТК-300 с чугунным ждалось некоторым повышением температуры (фиг. 360). В первом случае это объясняется увеличением работы трения, приходящейся на каждый квадратный сантиметр поверхности трения накладки, во втором — возрастанием интенсивности торможения. Многочисленными опытами было доказано, что генерирование тепла зависит от скорости торможения чем быстрее тормозится машина, тем выше поднимается температура поверхности трения. При уменьшении времени торможения образование тепла происходит в более короткое время, и хотя теплопроводность шкива велика, она все же является конечной величиной, и для распределения тепла по массе шкива требуется некоторое время. Кроме того, наиболее интенсивное охлаждение происходит во время торможения, а так как уменьшается время торможения, то уменьшается и время наиболее интенсивного охлаждения.

Надо отметить также, что при уменьшении времени торможения несколько увеличивается работа торможения, так как соответственно уменьшается тормозящее действие внутренних сил сопротивления механизма. Это обстоятельство также способствует увеличению температуры поверхности трения.

Антифрикционные отливки чугуна серого средней прочности 4 — 44 Антифрикционные сплавы 4 — 200 Теплопроводность 4 — 205 [c.13]

Теплопроводность. Теплопроводность сплавов и смесей, в отличие от теплоёмкости, не может быть определена по правилу смешения. Влияние отдельных элементов на теплопроводность чугуна [11] можно установить лишь приблизительно. Формулы для определения теплопроводности стали по её химическому составу не пригодны для чугуна, так как они не учитывают изменения структуры и, в частности, количества выделяющегося графита [36, 37]. [c.7]

Теплопроводность главнейших структурных составляющих чугуна выражается следующими данными [c. 7]

Влияние фосфора приведено в табл. 10 [39], составленной для чугунов с приблизительно одинаковой структурой, за исключением увеличивающегося содержания фосфидной эвтектики. Расхождение значений теплопроводности с данными других исследователей [41,44] может быть объяснено тем, что фосфор [c.8]

Влияние фосфора на теплопроводность чугуна [c.8]

Влияние серы на теплопроводность не изучалось, но можно полагать [И], что этот элемент снижает теплопроводность чугунов. [c.8]

В противоположность рбычному чугуну теплопроводность у ЖЧС5Ш и ЖЧС5 мало различается и при этом возрастает с повышением температуры (рис. 1.67). У ферросилида она еще меньше и составляет около 0,025 кал/(см-с-°С). Плотность кремнистого чугуна снижается с повышением содержания 81 и колеблется в пределах 6,7—7,0 г/см . [c.116]

На структуру п Boii TBa серого чугуна существенное влияние оказывают его химический состав и скорость охлаждения отливок в форме. Углерод, кремний и марганец улучшают механические и литейные свойства чугуна. Сера вызывает отбел в тонких частях отливок и снижает жидкотекучесть. Фосфор придает чугуну хрупкость. Поэтому содержание серы и фосфора в сером чугуне должно быть минимальным. Увеличение скорости охлаждения достигается путем уменьшения толщины отливки и увеличения теплопроводности литейной формы. В тонких частях отливки у ее поверхности скорость кристаллизации будет выше, чем в более массивных частях и в сердцевине. Поэтому в тонких частях отливки образуется более мелкая структура с повышенным содержанием перлита и мелкими включениями графита, что обеспечивает высокие механические свойства этих зон. Там, где чугун затвердевает медленнее, образуется крупио- [c.158]

Определить количество теплоты, отдаваемой с поверхности ребра трубы длиной L—25QQ мм. Высота ребра h=30 мм, толщина ребра у поверхности трубы 6i=3 мм, толщина конца ребра бз=1 мм. Коэффициент теплопроводности чугуна Я,=52,3 Вт/(м. °С). [c.25]

Сочетание высокой прочности, вязкости, твердости, термо- и химо-стойкости, малой плотности, а также пшрокие возможности формоизменения и применения производительных методов формообразования — все это делает ситаллы перспективным конструкционным материалом. По механическим свойствам ситаллы близки к чугунам и могут во многих случаях заменить последние, выгодно отличаясь от них малой плотностью, гораздо более высокой твердостью и теплостойкостью. Однако следует учитывать их низкую теплопроводность. [c.192]

Пластмассовые колеса должны работать в паре со стальными или чугунными колесами достаточной твердости в связи с низкой теплопроводностью пластмасс и опасностью заеданий. Стальные колеса целесообразно закаливать до 45 HR , и шлифовать или перед закалкой шевинго-вать. Пластмассовые колеса делают уже, чем сопряженные, во избежание повышенного износа кромками сопряженных колес. [c.163]

Седла клапанов. Седла клапанов двигателей внутреннего сгорания работают в особо тяжелых ударно-переменных нагрузках и высоких температурных (700 – 1000°С) режимах. Поэтому к жаропрочному материалу для седел клапанов предъявляют особые требования необходимы высокая жаростойкость и сопротивление к газовой эрозии, коррозия и ползучести, высокие механические свойства, хорошая теплопроводность и небольшой коэ(1зфициент линейного расширения. В составе чугуна, кроме основных элементов (С, Si, Мп, S, Р), содержатся карбидообразующие элементы 2,75 – 3,25% Сг 4 – 5% Мо и до 0,3% Ni. [c.66]

По данным многочисленных исследований, степень эвтектично-сти чугуна для изложниц рекомендуется принимать близкой к единице (0,97 – 1,05). Для этого увеличивают содержание углерода, не повышая концентрацию кремния более 2%, так как кремний, растворяясь в феррите, снижает теплопроводность чугуна и повышает его хрупкость. Концентрацию углерода и кремния в чугуне рекомендуется поддерживать соответственно в пределах 3,4 – 4,2 и 1,4 – 2,2%. В чугунах для изложниц массой более 3 т содержание углерода целесообразно поддерживать на верхнем, а кремния – на нижнем пределах. [c.340]

Выбирая состав и структуру чугуна, не следует забывать, что необходимо стремиться к оптимальному сочетанию теплопроводности, пластических и прочностных свойств сплава. Изложницы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом характеризуются более высокой по сравнению с серым чугуном (в 1,5-2 раза) стойкостью при производстве мелких и средних слитков. Однако стойкость изложниц из чугуна с пластинчатым графитом для крупных слитков (массой более 50 т) мало отличается от стойк(Зсти таких же изложниц из чугуна с шаровидным графитом. [c.341]

Более перспективным материалом для изложниц, очеви.цно, является чугун с вермикулярным графитом. Особенностью этого материала является его более высокая (в 1,5 раза) теплопроводность по сравнению с чугуном, имеющим шаровидный графит. В то же время модуль упругости его значительно ниже. [c.341]

Хи.мически стойкие композиции для ремонта стеклоэмалевых покрытий Композиции для ремонта стеклоэмалевых покрытий должны обладать, помимо химической стойкости в рабочих средах, хорошей адгезией к металлу и стеклоэмали, теплопроводностью, достаточно высокой прочностью и низким коэффициентом термического расширения (КТР), близким к аналогичному показателю сталей и чугунов. Ряд композиций, удовлетворяющих в определенной мере сочетанию таких свойств, рекомендован к применению стандартом /93/ и приводится в табл. 13. [c.127]

Материалы фрикционных катков должны иметь высокий коэффициент трения /, что уменьшает требуемую силу прижатия F/, высокий модуль упругости Е, что уменьшает потери на трение высокую износостойкость контактную прочность и теплопроводность. Наиболее распространенное сочетание материалов катков закаленная сталь по закаленной стали чугун по чугуну текстолит, фибра или гетинакс по стали (в малонагруженных передачах). Иногда для повышения коэффициента трения один из катков облицовывают прессованным асбестом, прорезиненной тканью и т. п. Как правило, рекомендуется ведомый каток делать из более твердого материала, чтобы избежать образования на нем лысок, появляющихся при буксовании передачи. Буксование наступает при перегрузках, когда не соблюдается условие (7,1), При буксовании ведомый каток останавливается, а ведущий скользиг но нему, вызывая местный износ (лыски). Передачи с неметаллическими рабочими поверхностями могут работать только [c.112]

В табл. 11-1 приведены некоторые данные о значениях коэффициента теплопроводности для разных веществ. Из нее видно, что наихудшими проводникам тепла являются газы, для которых Я = 0,006 -f– 0,6 вт1 м-град). Некоторые чистые металлы, наоборот, отличаются высокими значениями X и для них величина его колеблется от 12 до 420 втЦм -град). Примеси к металлам вызывают значительное уменьшение коэффициента теплопроводности. Так, у чугуна X тем меньше, чем больше содержится в чугуне углерода. Для строительных материалов Я = 0,164-1,4 вт/ (м-град). Пористые материалы, плохо проводящие тепло, называют теплоизоляционными и для, них значения X находятся в пределах от 0,02 до 0,23 вт1 м-град). К этим материалам относят шлаковату, минеральную шерсть, диатомит, ньювель, совелит, асбест и др. Чем более порист материал, т. е- чем больше содержится в нем пузырьков малотеплопроводного воздуха, чем меньше его плотность, тем менее он теплопроводен. Очень широкое применение получил теплоизоляционный материал диатомит в 1 см которого содержится до 2-10 скорлупок, заполненных внутри воздухом. [c.139]

Материалы фрикционных катков должны обладать высоким коэффициентом трения, что уменьшает требуемую силу прижатия высоким модулем упругости, что уменьшает потери на трение, связанные с размерами площадки контакта контактной выносливостью износостойкостью и хорошей теплопроводностью. Последние два свойства особенно важны для передач, работающих всухую. Обычно один из катков изготовляют из качественной закаленной стали (например, ШХ15), а другой – из стали, серого чугуна. [c.296]

Изготовляются ребристые поверхности по-разному. В одних случаях они являются сплошной отливкой из чугуна, в других ребра изготовляются отдельно и затем прикрепляются к соответствующей поверхности. В последнем случае имеется то преимущество, что ребра можно изготовлять из другого, более теплопроводного материала, чем сама стенка, и вся конструкция может быть выполнена более легкой. Плотный контакт между стенкой и ребрами осуществляется путем насадки ребер в горячем состоянии и последующей пропайки мест соединения. Как правило, плоскость ребра должна быть направлена по движению рабочей жидкости, а при свободном движении — вертикально. Однако иногда с целью искусственной турбулизации потока жидкости и разрушения вязкого подслоя низкие и широко расставленные ребра устанавливаются и поперек потока. [c.193]

При трении фрикционного материала по металлам с различными значениями коэффициента теплопроводности Я в той паре, в которой металл обладает большим коэффициентом теплопроводности, поверхностная температура будет меньше, а температурный градиент во фрикционном материале — больше. Для этой пары значения коэффициента трения и износостойкость будут соответственно выше. На фиг. 327 показано изменение износостойкости вальцованной ленты 6КВ-10 при трении в одинаковых условиях по металлическим элементам, имеющим различную теплопроводность. Так, точка А получена при трении по стали 55ЛП, точка Б — по чугуну СЧ 15-32, а точка В — по биметаллическому шкиву, имеющему металлизированный слой, состоящий из 50% стали 10 и 50% Си. [c.551]

Металлическими элементами трущейся пары, сочетающими хорошие фрикционные свойства с высокой теплопроводностью и достаточной механической прочностью, являются хромистые бронзы типа Бр.Х0,8. В отношении износоустойчивости эта бронза в паре с материалом Ретинакс несколько уступает паре Ретинакс — ЧНМХ [190]. Однако вследствие более высокой теплопроводности бронзы (превышающей теплопроводность чугуна в 5 раз) температуры на поверхности трения оказываются более низкими и кривая и.зменения тормозного момента в процессе торможения не имеет характерного пикового возрастания к концу торможения, как это наблюдается при трении пара Ретинакс —ЧНМХ, что способствует увеличению плавности торможения. Максимальное значение коэффициента трения материала Ретинкс ФК-16Л по этой бронзе при температуре около 400° С было равно 0,45, а минимальное значение — 0,2. Для металлокерамики ФМК-8 соответственные значения коэффициента трения были 0,6 и 0,25. Поверхность трения бронзы после многократных торможений в паре с материалом Ретинакс покрывается /580 [c.580]

Углеродистые материалы используют также вместо шамотных огнеупоров. На всех современных доменных печах лещадь и горн сооружают из углеродистых блоков. Большая теплопроводность таких блоков улучшает теплопередачу от кладки к охлаждающим устройствам. Благодаря химической инертности к железу, шлаку и щелочам, лучшей сопротивляемости истиранию, чем шамотный кирпич, иесмачивае-мости чугуном, а также большой механической прочности при резких изменениях температуры угольные блоки с успехом применяют для футеровки спускных желобов доменных печей и вагранок. Тигли, лодочки, изложницы и формы различных конфигурации из углеграфита или особо чистых графитовых материалов используют в производстве твердых сплавов, для плавки высокотемпературных сплавов и получения сверхчистых металлов. [c.385]

В зависимости от используемых наполнителей пластмассы подразделяют на композитные и слоистые. Некоторые пластмассы представляют собой чистые смолы и применяются без наполнителей. Композиции из смолы и наполнителей обычно прочнее чистой смолы. Наполнитель влияет на водостойкость, химическую стойкость и диэлектрические свойства, на теплостойкость и твердость пластмассы. Наполнители существенно снижают стоимость пластмасс. Положительные свойства пластмасс малая плотность, удовлетворительная механическая прочность, не уступающая в ряде случаев цветным металлам и сплавам и серому чугуну химическая стойкость, водо-масло- и бензостойкость высокие электроизоляционные свойства фрикционные и антифрикционные шумо- и вибропоглощающие свойства возможность окрашивания в любой цвет малая трудоемкость переработки пластмасс в детали машин. Отдельные виды пластмасс обладают прозрачностью, превышающей прозрачность стекла. Вместе с тем, применение пластмасс ограничивается их отрицательными свойствами. Недостаточная теплостойкость некоторых разновидностей пластмасс вызывает их обугливание и разложение при температуре свыше 300° С. Эксплуатационная температура для изделий из пластмасс обычно не превышает 60° С и реже 120° С. Только пластмассы отдельных видов допускают эксплуатационную температуру 150—260 С и выше. Низкие теплопроводность и твердость, а также ползучесть пластмасс в ряде случаев нежелательны. Свойства и методы испытания пластмасс приведены ниже. [c.151]

Магний — пластичный металл блестящего серебристо-белого цвета. Плотность литого магния 1,737 г/см и уплотненного 1,739 г/см . Температура плавления 65ГС, кипения — 1107° С. Скрытая теплота плавления 70 кал/г. Теплопроводность 0,376 кал/(см-с-°С). Удельная теплоемкость, кал/(г-°С 0,241 — при 0° С 0,248 — при 20° С 0,254 — при 100 С и 0,312 — при 650° С. Коэффициент линейного расширения 25 10 +0,0188 г° (в пределах О—550° С). Удельное электрическое сопротивление при 18° С 0,047 Ом/(мм /м). Стандартный электродный потенциал 2,34 В. Электрохимический эквивалент 0,454 г/(А-ч). Магний неустойчив против коррозии, образующаяся поверхностная окисная пленка не защищает массу металла. Магний горюч, порошок или тонкая лента из него сгорают в воздухе с ярким ослепительным пламенем. Используется в магние-термии, в качестве твердого топлива — в реактивной технике. При повышения температуры возможно самовоспламененпе магниевого порошка или стружки. Магний устойчив против щелочей, фтористых солей, плавиковой кислоты и т. д. Чистый магний в качестве конструкционного материала почти не ис-по.льзуется, но является основой эффективных магниевых сплавов. Применяется в производстве стали, высокопрочного (магниевого) чугуна, для катодной защиты стали. [c.145]

Thermal Grizzly High Performance Cooling Solutions

Термопаста Aeronaut – идеальный, высокоэффективный продукт для неискушённых пользователей. Отличная защита охлаждаемой поверхности и хорошая теплопроводность делают Aeronaut идеальным выбором для пользователей, которые хотят оптимизировать свою систему охлаждения или ищут более
эффективную альтернативу термопасте, идущей в комплекте с их оборудованием.

Очень хорошая теплопроводность
Длительный срок службы
Не высыхает
Не электропроводная

Применение	Рейтинг
Теплопроводность	***
Экстремальный оверклокинг	*
Оверклокинг	**
Водяное охлаждение	****
Воздушное охлаждение	****
Чувствительные к силикону области	—

Количество металлических элементов в формуле Aeronaut ниже в сравнении с другими нашими продуктами, тем не менее, она обеспечивает очень хорошую теплопроводность.

В наших лабораторных тестах Aeronaut показал высокую степень износостойкости при высоких температурах, и также вёл себя как защитник поверхности. При удалении термопасты Aeronaut на поверхности компонентов появляется гораздо меньшее количество микроцарапин по сравнению с другими термопастами.

Термическое сопротивление	0,0129 К/Вт
Электропроводность*	0 пСм/м
Вязкость	110–160 Па·с
Плотность	2,6г/см3
Рабочая температура	-150 °C / +200 °C
Объём	1г\| 1,5мл/3,9г\|3мл/7,8г\|10мл/26г

*согласно DIN 51412-1

Alu Floor Protect – Korner

Alu Floor Protect

Обеспечьте себе тепловой комфорт. Идеально подходит для полов с подогревом. Она отлично передает тепло полу, сохраняя её в помещении. Использование этой подложки помогает снизить затраты энергии на отопление.

Преимущества :

Полиэтилен высокой плотности 100 кг / м3 — эффективная защита замков от взлома
Интегрированная пароизоляционная пленка — готовая к использованию
Специальная соединительная лента
Очень хорошая теплопроводность
Узнать больше о параметрах>

Теплопроводность угольных материалов – Справочник химика 21

Необходимо также отметить все возрастающее за последние годы использование угольных и графитированных изделий в качестве химически стойкого материала в химической промышленности [30 — 33,38]. Это использование основывается на том факте, что углерод при температуре до 100°, а в некоторых случаях даже до 200°, является одним из наиболее химически стойких материалов в отношении кислот и щелочей, а также ряда органических продуктов. Хорошая теплопроводность угольных и графитированных изделий, теплостойкость их, возможность обработки на станках и сравнительно высокая механическая прочность, к тому же не падающая, а возрастающая с температурой (модуль упругости для графита при 2000° на 40% больше, чем при комнатной [34]), делают углерод почти незаменимым материалом в ряде химических производств, в частности связанных с использованием плавиковой и соляной кислот. [c.78]
Уголь и графит являются наиболее подходящими материалами для изготовления электродов они легко обрабатываются механически, имеют высокую степень чистоты и обладают спектром с малым числом линий. При необходимости угольные стержни могут быть подвергнуты дополнительной очистке от примесей нагреванием до 2700 °С электрическим током при плотности тока около 500 А/см . Углерод из-за его высокого по-Т нщ1ала ионизации и высокой температуры сублимации способствует образованию высокотемпературой плазмы. С увеличением степени графитизации улучшаются обрабатываемость материала и его электро- и теплопроводность. Степень фафитизации однозначно связана с величиной удельного электросопротивления. Материалы с удельным сопротивлением ниже 1750 мкОм-см называют графитом, а с удельным сопротивлением выше 4500 мкОм-см— спектральными углями. [c.373]

К недостаткам угольных изделий и блоков относятся высокая пористость (22— 25%) и относительно низкая теплопроводность. Для повышения теплопроводности их подвергают отжигу— графитизации в электрических печах в течение 2—3 суток, из которых 15 ч материал выдерживается при температуре 2 400,—2 500° С. [c.60]

Наиболее разнятся по свойствам аморфный уголь и кристаллический графит (последний имеет на порядок более высокую теплопроводность) [980]. Графитовые электроды полезны в тех случаях, когда необходимо обеспечить селективность испарения легко-летучих компонентов пробы. Наоборот, угольные электроды, нагревающиеся до более высокой температуры, обеспечивают быстрое и полное испарение пробы в целом, в том числе и труднолетучих ее компонентов [1131, 1426]. Высокая твердость и значительное содержание остаточных загрязнений [1063] препятствуют широкому применению этого материала. [c.346]

С аналитической точки зрения очень важным является вопрос о влиянии элементов, попадающих в плазму дуги из пробы и электродов, на температуру столба и электронную концентрацию. При атмосферном давлении концентрация паров материала электродов и пробы в дуговой плазме, как правило, не превышает 1 % и поэтому их присутствие практически не сказывается на теплопроводности дугового газа, определяющейся по-прежнему основными компонентами газовой атмосферы. Однако элементы пробы и электродов, обладающие низким потенциалом ионизации, поступая в разряд, увеличивают концентрацию заряженных частиц, а следовательно, и электропроводность плазмы. Это позволяет поддерживать разряд определенной плотности тока при меньшей напряженности поля в столбе дуги (с меньшей затратой электрической энергии), вследствие чего, согласно уравнению (54), снижается температура дуги. Например, экспериментально установлено [1034], что при введении в угольную дугу, горящую в атмосфере воздуха, небольших количеств алюминия, лития, калия величины Еэ и Т составляют соответственно 15,9 в см и 6000° К 12,7 в см и 5600° К 10,5 в см и 5100° К. [c.96]

В некоторых случаях в качестве электродного материала используют и менее известные углеродные модификации. Например, электроды из стекловидного углерода, отличающиеся низкой пористостью (I—3%), высокой жаропрочностью и эрозионной стойкостью, целесообразно использовать при искровом возбуждении спектров сухих остатков растворов, расположенных на торце электрода интенсивность линий ряда элементов возрастает втрое по сравнению с угольными графитизированными электродами при тех же условиях возбуждения [1088]. Рекристаллизованный графит [175], получаемый методом горячего прессования, интересен тем, что обладает равномерной и плотной структурой (графита) с высокой степенью ориентации (упорядочения) кристаллов. Пирографит является практически беспористым материалом с высокой анизотропией свойств. Теплопроводность пирографита в направлении, параллельном осажденному слою, превыщает соответствующее значение для меди [более 3,7 вт [см-град)], а в перпендикулярном направлении (к подложке) он мало теплопроводен [0,012— вт см-град)] [830]. Угольные электроды с покрытием из пиролитического графита обеспечивают равномерное и быстрое испарение пробы с электродной поверхности. Дуга постоянного тока между двумя электродами такого вида горит весьма устойчиво, что способствует повышению воспроизводимости определений [1284]. [c.347]

Для создания химически стойкой защиты от агрессивных сред, содержащих в своем составе фтористоводородную кислоту (силикатные к/у материалы в этих условиях разрушаются), а также для изготовления теплообменной аппаратуры с теплопроводной футеровкой применяют углеродистые материалы, получаемые обжигом прессованной углеродистой массы определенного состава. При температуре обжига около 1400° получают угольные изделия (ЦМТУ 2046—48), а при температуре выше 2000°—графитированные (ГОСТ 4426—48). Для этих же целей применяют футеровочные плитки из прессовочного материала АТМ-1 (ВТУ М-367—53). [c.83]

При возбуждении на воздухе в некоторых областях спектра появляются интенсивные СЫ-полосы (разд. 1.4.1 в [4а]). Углерод из-за его высокого потенциала ионизации и высокой температуры сублимации не мешает образованию высокотемпературной плазмы. С увеличением степени графитизации улучшаются обрабатываемость материала, его электро- и теплопроводность. Отвод тепла от электродного промежутка можно снизить, если уменьшить поперечное сечение электрода за счет проточки на нем узкой шейки. При использовании удлиненного противоэлектрода, изготовленного из угля плохой проводимости, можно устранить распространение дуги на боковые стороны электрода. Последний эффект может вызывать трудности особенно при анализе диэлектрических материалов (разд. 3.3.1). Использование угольных или графитовых противоэлектродов позволяет во многих случаях (например, при анализе чистого алюминия) достигать более низких пределов обнаружения, чем с электродами из других материалов. В случае анализа следов элементов и, в частности, следов [c.90]

Скорость перемещения приэлектродных пятен по поверхности электродов под влиянием внешнего магнитного поля зависит от материала электродов на электродах, изготовленных из металлов с хорошей теплопроводностью (медь,,серебро, ртуть и др.), пятна перемещаются с большой скоростью, на угольных электродах — с малой скоростью. [c.19]

Угольные и графитированные изделия в виде электродов и футеро-вочных блоков широко применяют в электрометаллургической и электрохимической промышленности. Кроме высокой химической стойкости уголь и графит обладают повышенной теплопроводностью. Указанные изделия можно применять там, где плотность и непроницаемость материала не являются необходимыми условиями для его применения. Разработанные методы пропитки угля и графита позволяют получить материалы, обладающие высокой теплопроводностью и непроницаемостью для жидкостей и газов. [c.520]

Теплопроводность, температура плавления и пр. сильно влияют на температуру разряда, процессы испарения и диффузии. В канале угольного электрода происходит термическое разложение соединений, восстановление углеродом окислов и т. д. Эти процессы можно в какой-то мере регулировать выбором формы и материала подставных электродов. Например, испарение тугоплавких или труднолетучих веществ затруднено из более глубоких каналов угольного электрода, а с медным электродом оно еще меньше, чем с угольным. [c.167]

Угольные материалы менее теплопроводны, чем графитированные. Они применяются в тех случаях, когда требуется только защита металла от коррозии и не требуется передача тепла. Вследствие высокой пористости (до 30%) графитированный материал обладает большой проницаемостью для газов и паров. [c.311]

Желательно, чтобы материал электродов в дуговых печах и печах сопротивления прямого действия обладал максимальной электропроводностью и минимальной теплопроводностью. Наиболее распространены графитовые и угольные электроды. Электропроводность графита примерно в 2,25 раза больше, а теплопроводность в 10 раз выше, чем для угля. [c.21]

Угольный нагревательный элемент изготовлен в виде пластинки шириной в 76,2 см, толщиной в 12,7 мм и длиной в 0,9 м. Когда к концам пластинки приложено напряжение 12 в, ее поверхность равномерно нагревается до температуры 760° С, как показывает оптический пирометр. Какова температура в середине пластинки Удельное электрическое сопротивление материала пластинки 0,44 10 ом м, а коэффициент теплопроводности [c.264]

При обычных температурах хранения кислород воздуха, хотя и медленно, но способен вызывать в товарах различные изменения. Он легко вступает в соединение с металлами, вызывая коррозию, частным случаем которой является ржавление железа. Под действием кислорода воздуха жировые вещества высыхают и прогоркают. Процессы окисления всегда сопровождаются выделением тепла, в результате чего может произойти даже самовоспламенение товара. Например, плотно упакованные кипы грязной жирной щерсти при длительном хранении в тесном складе могут истлеть, вследствие упомянутых окислительных процессов. Кожаные изделия, сильно жированные, нельзя хранить в кучах по той же причине. Благоприятными условиями для самовозгорания являются малая теплопроводность материала и малое количество воздуха, достаточное для окисления, но недостаточное для отвода тепла. Такие условия возникают в кучах угля, сложенных в угольных ямах. [c.110]

Общая потеря тепла печи, находящейся при постоянной температуре, должна покрываться подводимой электрической энергией. Эту потерю тепла можно установить эмпирически или рассчитать, если известна меняющаяся с температурой теплопроводность изолирующего материала. В качестве теплозащитной массы можно использовать прокаленный, не содержащий серы кизельгур [349] (до 1200°) или также материалы, изготовленные из диатомито-вого камня, шлаковой и асбестовой ваты, MgO, шамотового порошка, пористого шамота, и другие специальные теплозащитные массы в некоторых случаях используют угольный порошок, 2гОг или очень хорошо проводящую тепло AI2O3. [c.129]

Графитированные электроды в таких условиях обычно не растрескиваются. Это указывает на взаимосвязь между образованием трещин и механическими свойствами материала электродов. Материал графитированного электрода, несмотря на его мепьшую прочность, оказывается более термически устойчивым, чем угольного. Это следует объяснить большей упругостью гра-, фитированного материала и большей его теплопроводностью. [c.198]

Равномерность прогрева угольной загрузки определяется правильностью выбора ширины камеры. Нагревание угля в камере рис. 135 происходит через стенки камеры I с двух греющих поверхностей, поэтому наивысшая темпёратура будет у стенок камеры. Уголь обладает малой теплопроводностью и процесс коксования, начинающийся у стенок, медленно распространяется к оси камеры. Если рассмотреть состояние материала в камере во время процесса коксования, то мы увидим у стенок 1 слой образовавшегося кокса 2, далее, по мере снижения температуры от стенок к оси камеры, будут располагаться— слой полукокса 3, затем угля, находящегося в пластичес- [c. 434]

Плавленой магнезией называется огнеупорный материал, изготовленный из чистой окиси магния и обоженный до начала плавления. Он выдерживает нагревание до 2000° и отличается повышенной теплопроводностью по сравнепию с другими магнезиальными материалами. Применяется как специальный огнеупор для плавки основных материалов и для работы в угольных, молибденовых и вольфрамовых электрических печах. [c.213]

РЬделия из графита получают из угольных блоков путем длительной термической обработки без доступа воздуха при температуре порядка 2400—2800° в течение примерно 50 час. Основным недостатком графитовых материалов является их пористость, доходящая до 30—35 о. С целью устранения пористости н получения непроницаемого материала графит пропитывают различными порозапол-няющимн веществами, которые сами по себе также обладают инертностью к агрессивным средам и в то же время лишь незначительно снижают его теплопроводность. В Советском Союзе наиболее изучен процесс пропитки графита фенолоформальдегидными смолами. [c.482]

Нагревательный элемент выполнен в виде угольной пластины размером 10x70x900 мм, коэффициент теплопроводности равен 5 Вт/(м-К). К противоположным малым граням приложено напряжение 12 В, пластина равномерно разогрелась и на ее поверхности температура стала 760°С. Найти температуру в центре пластины, если удельное электросопротивление материала равно 31,1-10 Ом-м. Принять, что теплота из пластины отводится только через большие грани, а температура в пластине изменяется по нормали к большим граням. [c.27]

Какова теплопроводность полиуретана?

Теплопроводность — это физическое свойство, присутствующее во всех материалах, включая полиуретан, которое измеряет теплопроводность материала . Другими словами, это транспорт тепловой энергии через данное физическое тело. Эта передача энергии составляет из-за разницы температур . Так как согласно второму закону термодинамики тепло всегда передается более низкой температуре.

При утеплении квартиры важно знать теплопроводность используемых материалов, так как от этого будет зависеть энергоэффективность, температура и комфортность квартиры .. Например, металлы имеют более высокое значение теплопроводности, чем древесина, но изоляционные материалы, такие как стекловолокно и полиуретан, имеют самую низкую теплопроводность.

проводник

Сущность теплопроводности в строительной изоляции

Свойства теплоизоляторов являются ключом к достижению целей Европейского Союза по энергосбережению на 2020 год . Как в одноэтажных, так и в многоэтажных домах материалы, используемые для возведения внешней перегородки, определяют энергопотребление.По этой причине, если мы хотим улучшить энергетические характеристики зданий, одним из физических свойств, определяющих, является ли материал хорошим теплоизолятором, является его теплопроводность.

При сравнении теплопроводности основных материалов, используемых в конструкции , можно убедиться, что уровень теплопроводности напрямую влияет на теплоизоляцию квартиры в зависимости от выбора материалов. Например, традиционные материалы, такие как кирпич, древесная щепа или бетон, имеют более высокий уровень теплопроводности, чем изоляционные материалы, такие как полиуретан или полистирол.

90 130

Материал	Теплопроводность
Полиуретановые системы	0,022-0,028 км/Вт
Экструдированный полистирол	0,029-0,033 км/Вт
Минеральная вата	0,031-0,045 км/Вт
Пенополистирол	0,031-0,050 км/Вт
Бетонный блок	0,35-0,79 км/Вт
Древесная стружка	0,038-0,107 км/Вт
Вспученный перлит	0,040-0,060 км/Вт
Кирпич	0,49-0,87 км/Вт

Теплопроводность полиуретана

Полиуретановые системы

являются одним из материалов , предлагающих лучшую теплоизоляцию на рынке с при минимальной толщине . Это свойство стало возможным благодаря низкой теплопроводности полиуретана. Хотя различия в уровнях теплопроводности между экструдированным пенополистиролом и пенополистироловыми, минераловатными и полиуретановыми системами являются десятичными величинами, при использовании на месте эти десятичные различия могут составлять 3-4 см толщины при одинаковой энергоэффективности наружной перегородки.

Кроме того, полиуретановые системы (впрыскиваемые, формованные или панельные) являются идеальным решением для теплоизоляции зданий.Помимо низкой теплопроводности, они также достигают хорошего уплотняющего эффекта наружной перегородки, избегая воздушных потоков (т.е. ветрозащиты), возникающих в ее зазорах. Этот фактор очень важен, так как без создания барьера против ветра (движения воздуха) теплопроводность не была бы столь эффективной.

Высокая теплоизоляция из газобетона

Стены из газобетона отличаются высокой теплоизоляцией. Они представляют собой эффективный барьер для тепловой энергии.

Газобетон автоклавного твердения – самый популярный материал, используемый в строительной кладке. Одним из важнейших его свойств является очень хорошая теплоизоляция. Стены из газобетона эффективно сохраняют тепло внутри здания и, таким образом, снижают затраты на его содержание в отопительный сезон.

Очень хорошая теплоизоляция газобетона обусловлена его пористой структурой. При производстве этого материала используется вспениватель, который вступает в реакцию с гидроксидом кальция, разрыхляя массу. Таким образом, в ячеистом бетоне образуются миллионы заполненных воздухом микропор, которые действуют как тепловой буфер.

Воздух, заключенный в структуре материала, составляет более 80% объема газобетонных блоков. В результате стены из них эффективно изолируют от внешнего холода и потерь тепла изнутри здания. Создают барьер для тепловой энергии изнутри помещений. Стены приятны на ощупь и не излучают холод.
Очень хорошая теплоизоляция газобетона СОЛБЕТ позволяет возводить теплые наружные стены – как слоистые, так и однослойные, то есть без утепления полистиролом или минеральной ватой.

Теплоизоляция в зависимости от плотности блоков

Газобетон — единственный материал, который сочетает в себе два противоположных свойства: прочность на сжатие и теплоизоляцию.Чем ниже коэффициент теплопроводности λ, тем лучше теплоизоляционные свойства материала. Для блоков SOLBET Ideal плотностью 350 расчетное значение этого коэффициента составляет λ = 0,080 Вт/мК.

U значение коэффициента теплоотдачи [Вт/м ² К] для отдельных классов плотности и толщины стенок

λ 70047 4360

Плотность брутто [кг/м ³]	Заявленная теплопроводность 10 сухой [Вт/мК]	Коэффициентрасчетная теплопроводность λ [Вт/мК]	Значение коэффициента теплопередачи для стен из блоков СОЛБЕТ с удельной брутто-плотностью и толщиной, выраженное в мм
Плотность брутто [кг/м ³]	Заявленная теплопроводность 10 сухой [Вт/мК]	Коэффициентрасчетная теплопроводность λ [Вт/мК]	60	80	100	1260	180	240	в 300	360	420
350 *	0,085	0,080									0,20
500	0,130	0,140				0, 98	0,69	0,53	0,44	0,37
600	0,160	0,170	1,92	1,57	1,32	1,15	0,82	0,64	0,52 1, 25		0,70

*) – СОЛБЕТ Идеал

ассортимент ПРИМЕЧАНИЕ:
Параметры теплоизоляции указаны в декларациях о характеристиках. Это заявленные коэффициенты теплопроводности λ 10, сухая (т.е. для материала в сухом состоянии). Для расчета коэффициента теплопередачи следует принимать расчетные коэффициенты теплопроводности с учетом стабилизированной влажности. Этот коэффициент приведен в вышеприведенной таблице в третьем столбце (Расчетный коэффициент теплопроводности).

Хотите узнать больше> читать “Тепловые параметры стен из автоклавного газобетона”

Какой коэффициент теплопередачи наружных дверей?

Из текста вы узнаете:

каким должен быть коэффициент теплопередачи двери,
как выбрать теплую входную дверь,
путем изоляции двери из различных материалов для обеспечения минимальной теплопроводности,
что говорит регламент по установке наружных дверей.

На сегодняшний день существует большой выбор входных дверей. Они могут быть изготовлены из дерева или ПВХ, одностворчатые или двустворчатые, с остеклением и декоративным рисунком. Материал, из которого изготовлены двери, и их конструкция оказывают существенное влияние на то, насколько они будут выполнять все свои функции. Одним из них является удержание тепла внутри здания, т.е. , коэффициент теплопередачи. Именно этот параметр, помимо прочего, определяет годовой расход энергии, необходимой для обогрева дома. Это, в свою очередь, влияет на стоимость содержания здания.

Коэффициенты теплопередачи – соответствующие параметры наружных дверей

Коэффициент U определяет передачу тепла через тепловые барьеры, такие как: полы, потолки, крыша, стены, окна и двери.Чем ниже его значение, тем лучше теплоизоляция. По нормам, действующим с 2021 года, допустимый коэффициент теплопередачи для наружных дверей составляет максимум 1,3 Вт/(м ²*К). Однако есть модели с еще лучшей теплоизоляцией – с коэффициентом теплопередачи не более 1,0 Вт/(м ²*К).

Соответствует стандарту теплопередачи Наружные двери снижают потери энергии в доме, что также означает меньшую потребность в тепле для обогрева здания. Не забудьте обратить внимание на то, распространяется ли данное значение коэффициента теплопередачи на всю дверь или только на ее фрагменты. Некоторые производители указывают коэффициент теплопередачи панели (меньшая, отделенная область, часто сделанная из материала, отличного от других частей двери), который имеет более низкое значение U, чем полотно, соединенное с рамой.

Теплые входные двери – как выбрать лучшую модель?

С точки зрения конструкции дверей, чем они толще, тем больше в них теплоизоляционного материала, а значит, их коэффициент теплопередачи ниже (лучше).Современные двери имеют многослойную конструкцию, благодаря чему внутреннюю часть створки, а также коробку и раму или порог можно снабдить теплоизоляционным материалом. Интересно, что благодаря прогрессу в технологии производства требуемый в настоящее время коэффициент теплоизоляции может быть доступен и в моделях дверей с декоративным остеклением. Они соответствуют применимым тепловым стандартам благодаря использованию соответствующих комплектов стекол, состоящих из трех стекол. Пространства между ними заполнены газом, т.е.аргон.

Наружные двери – коэффициент U в зависимости от типа изоляции

Вас интересует, как установить дверь, чтобы она наилучшим образом выполняла свою теплоизоляционную функцию? На значение теплового коэффициента напрямую влияет герметичность (здесь важную роль играют уплотнители), а также теплоизоляция двери. Тип утеплителя выбирают в зависимости от материала, из которого они изготовлены.

Теплопроводность древесины будет максимальной при утеплении двери пенополистиролом или сэндвич-панелями с пенополиуретаном,
Двери из ПВХ должны быть утеплены пенополиуретаном (теплоизоляционные вставки также размещены в профилях),
Стальные наружные двери чаще всего утепляются пенополиуретаном или ватой,
Алюминиевые двери лучше всего утеплять пенопластом или минеральной ватой (если дверь имеет теплые профили, в них ставят вставки из полиамида, армированного стекловолокном),
В пассивных домах дверь должна быть заполнена пенополиуретаном.

Входная дверь в дом с соответствующим коэффициентом теплопередачи – правила их встраивания

Согласно нормативам, определяющим технические условия здания, входная дверь в дом в свете сруба должна быть шириной не менее 0,9 м и высотой не менее 2 м. Кроме того, ширина основного полотна в случае наружных двустворчатых дверей не может быть менее 0,9 м. Однако высота порогов входной двери не должна превышать 0,02 м. Однако в отношении направление открывания входной двери.Только здания с численностью более 50 человек должны иметь двери, открывающиеся наружу для безопасности эвакуации.

Наружные двери с меньшим коэффициентом теплопередачи могут оказаться дороже из-за сложности исполнения и большего количества используемых теплоизоляционных материалов. Однако это качественные двери, благодаря которым они прослужат нам долгие годы. Таким образом, их покупка является разовой инвестицией. Дополнительным преимуществом таких дверей также является снижение теплопотерь, что выражается в снижении счетов за отопление. Убедитесь сами, что это того стоит!

Смотрите также: Как выбрать бронированную дверь для дома?

ПРЕССОВАННЫЙ ГРАФИТ – ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА – Sinograf

Большинство свойств графита являются результатом гексагональной структуры кристаллитов, где энергия связи атомов обеспечивает самую высокую прочность, известную в природе. Большинство синтетических графитовых материалов не имеют идеальной структуры (как показано ниже), а представляют собой переходную форму между аморфным углеродом и кристаллом графита. Степень упорядоченности этой структуры определяет качество графита и его основные свойства.

Высокая теплопроводность

Теплопроводность графита находится на уровне большинства металлов.Он превосходит по проводимости железо и сталь и уступает меди и алюминию. Хорошая проводимость графита способствует его высокой термостойкости и защищает от повреждений или перегрева в динамических применениях в качестве уплотнений, подшипников и элементов скольжения.

Хорошая электропроводность

Одним из наиболее полезных свойств графита является его способность проводить электричество. Это свойство в сочетании с высокой термостойкостью обуславливает широкое применение графита в электротехнике, а также в металлургии и машиностроении.Электрическое сопротивление графита уменьшается с повышением температуры в пределах от 400 до 600°С, выше этого диапазона несколько увеличивается. Удельное сопротивление графита можно регулировать в процессе производства путем использования модифицированных шихтовых материалов или путем пропитки готовых изделий металлами.

Низкая реакционная способность и устойчивость к большинству химических веществ

Графит химически стабилен при нормальных условиях и устойчив к большинству кислот и щелочей, за исключением сильных окислителей, таких как царская водка и жидкий кислород.Однако при высоких температурах он вступает в реакцию с окружающим газом и некоторыми металлами. Графит не плавится, как большинство металлов, при высоких температурах, а возгоняется.

Высокая огнеупорность и термостойкость

Тепловое расширение графита по отношению к другим высокотемпературным материалам значительно ниже, а теплопроводность и механическая прочность находятся на аналогичном уровне и увеличиваются с повышением температуры.

Этот факт приводит к очень хорошей термостойкости, которая обычно определяется по следующей эмпирической формуле:

где:
K: теплопроводность (Вт/мК)
S: предел прочности при растяжении (МПа)
δ: коэффициент теплового расширения
(x10-6/°C)
E: модуль Юнга (ГПа)

Хорошая механическая прочность при высокие температуры

Механическая прочность графита увеличивается с повышением температуры и достигает двойного значения.При температурах выше 2500 °С это свойство делает графит лучшим конструкционным материалом для высоких температур, чем сплавы из тугоплавких металлов. Прочность графита на сжатие коррелирует с прочностью на изгиб, которая составляет примерно половину от прочности большинства сортов графита.

Прессованный графит имеет меньшую прочность, чем металлы и большинство керамик при температуре окружающей среды. Однако при высоких температурах уже не то и выше 2000°С прессованный графит является первоклассным конструкционным материалом.Поскольку прессованный графит имеет низкую плотность по сравнению с этими высокотемпературными материалами, его присущая прочность по сравнению с другими материалами относительно высока.

Самосмазывание и высокая износостойкость

Благодаря чешуйчатой структуре кристаллов графита и легкости перемещения и отделения отдельных плоскостей графит покрывает поверхности взаимодействующих элементов машины тонкой графеновой пленкой. Это дает эффект ламинарной смазки при любых условиях, даже после высыхания других смазочных материалов, а также при высоких температурах.Графит сохраняет свою чешуйчатую структуру даже при сильном износе и самом мелком измельчении зерна.

Проектирование и проектирование конструкций – Проектирование и проектирование конструкций

Страница 1 из 3

Медь и ее сплавы характеризуются очень хорошей тепло- и электропроводностью и поэтому являются очень важным материалом для производства электрических устройств. Благодаря высокой теплопроводности и стойкости к тепловому удару медь обычно используется в газовых обогревателях. Медь и ее сплавы обладают хорошей стойкостью к коррозионному воздействию морской воды и химикатов и поэтому также используются в таких продуктах, как резервуары для химикатов, компоненты кораблей и оборудование для пищевой промышленности.В два раза более высокая, чем у алюминия, теплопроводность меди и высокая температура плавления (по сравнению с алюминием) означают, что для эффективного плавления меди электрической дугой необходимо сильно нагревать толстые свариваемые элементы. С бронзами с гораздо меньшей теплопроводностью таких проблем нет.

Рышард Ястшембский, Кшиштоф Тшесневский, Павел Щепанский, Збигнев Барткевич, Веслав Каландык, Войцех Будек

Поскольку теплопроводность бронз почти того же порядка, что и у сталей, обычных аппаратов импульсной сварки TIG или MIG достаточно для их сварки без нагрева.Поскольку теплопроводность меди в два раза больше, чем у алюминия, и в семь раз больше, чем у стали, для сварки меди без нагрева лучше всего подходят методы глубокого проплавления: электроды с покрытием для глубокого проплавления, метод A-TIG, функция forceArc, MIG SpeedPulse и гибридные методы: сварка плазменная + MIG, лазерная + TIG сварка [11], [10].

Свариваемость меди
Теплопроводность меди (370-400Вт/м/К) в два раза выше, чем у алюминия (200 Вт/м/К), теплопроводность латуни (110 Вт/м/К) в два раза ниже что теплопроводности алюминия и в два раза превышает теплопроводность стали (58 Вт/м/К), а теплопроводность никелевых бронз ненамного выше теплопроводности стали.Чистую медь можно разделить на электролитическую металлургическую медь (ЭПК) и бескислородную медь – раскисленную и бескислородную медь (ББК). В электролитической меди под действием О2 вредные примеси превращаются в оксиды, поэтому ее электропроводность очень хорошая, но тогда возникает риск снижения коррозионной стойкости и водородного охрупчивания.
В таблице 1 показаны типичные типы меди и медных сплавов. Чистая медь имеет в семь раз большую теплопроводность, чем сталь, и поэтому теплота сварки распространяется по основному материалу очень быстро, металл сварного шва трудно плавится и возникают дефекты сварки, такие как прилипание /5/.

а)

б)

Рис. 1 Фазовые диаграммы медь-кислород а) и медь-водород б)

Температура плавления меди и медных сплавов составляет примерно 900-1100°С, а диапазон температур от твердого раствора до жидкости очень широк, что приводит к легкому образованию кристаллизационных трещин. Коэффициент линейного расширения также высок, поэтому легко возникают сварочные деформации.

Как показано на рисунке 1, диаграмма фазовых переходов медь-кислород показывает, что растворимость кислорода резко уменьшается с понижением температуры в меди и при 400°С достигает значения, близкого к нулю.Кислород с медью образует очень бедные твердые растворы и эвтектику с содержанием кислорода 0,39 % (3,5 % красного Cu2O) при температуре 1066 °С. Эвтектика создает сетку по границам зерен сварного шва /10/.
Поскольку чистая медь не имеет диапазона сосуществования жидкости и твердого тела, считается, что вам не следует беспокоиться о высокотемпературных трещинах. Однако в действительности, если жесткость большая, или если свариваются толстые пластины, то возникают трещины напряжения /6/.

Рис.2 Типовые сварные соединения медных листов (фото: Силезский политехнический университет)

Причиной их образования является низкая погонная энергия и отсутствие нагрева материала при сварке. Это приводит к отсутствию перемешивания между металлом шва и металлом шва в ЗТВ. Это вызывает образование и рост толстых столбчатых кристаллов, а примеси легко выделяются на границах зерен. Особенно опасно наличие на границах зерен растворов висмута и свинца, не образующих с медью твердых растворов /10/.Большая часть оксидов CuO (черных) получается при предварительном нагреве /10/.

Таблица 1 Типы меди и типичные медные сплавы

Диаграмма Cu-H показывает, что в твердом растворе меди с водородом существует большой интервал температур между жидкой и твердой фазами, поэтому при сварке водород из твердого раствора при слишком быстрой кристаллизации дает свободный водород, что вызывает волдыри.
Причиной образования пузырей в свариваемых медных сплавах, помимо того, что при затвердевании снижается растворимость таких газов, как водород, является также реакция между оксидами меди и водородом. При понижении температуры уменьшается:
Cu2O + h4 → Cu + h4O
и именно полученный водяной пар вызывает образование пузырей.

Рис. 3 Образец газовой сварки толстостенных медных труб (фото: HPR S.A. Краков)

В шве ЭПК вязкой меди, содержащей кислород, образуется много пузырей, а при сварке бескислородной меди или с применением дополнительных материалов, содержащих раскислители, например Ti или Si, пузырей практически не образуется, т.к. Фактором их образования в меди считается реакция О2 и Н3.Кроме того, при дуговой сварке в бескислородной медной защите из инертных газов возможно образование пузырей в шве из-за азота, содержащегося в защитных газах [6].

Свариваемость медных сплавов
В случае газовой сварки латуни цинк окисляется и вызывает вздутие. В представленных меднофазных системах обнаружены различные химические составы твердых растворов. Эти растворы обладают достаточно хорошими прочностными и пластическими свойствами, поэтому их используют в качестве промышленных сплавов. Медные сплавы, в которые добавлены Al, Si, Sn, Mn, Si, называются алюминиевой бронзой, кремниевой бронзой и т. д., а сплавы меди и цинка — латунью.
Двойные сплавы меди с Ni, Mn дают сплошные твердые растворы, в качестве других добавок используют, например: Zn, Sn, Al, Si. Двойные медные сплавы имеют достаточно сложные взаимоотношения из-за наличия в них неоднородных интерметаллидных фаз. Многофазные сплавы
применяются реже, имеют другие растворы, сформированные на подложке из интерметаллических фаз, что делает их менее пластичными.
Типы, свойства и области применения наиболее важных медных сплавов приведены в таблице 2.
Теплопроводность медных сплавов ниже, чем у чистой меди, а теплопроводность никеля (мельхиор и медь) и фосфористых бронз сопоставима к черной стали.

Хорошая теплопроводность Высокотемпературный тигель/графитовый тигель

Хорошая теплопроводность Высокотемпературный тигель / Графитовый тигель

Производительность:

1. ) Термическая стабильность: В соответствии с резкой температурой охлаждения в условиях графитового тигля мы специально разработаем производственный процесс, чтобы обеспечить надежность качества продукции.

2.) Коррозионная стойкость: Единая и точная базовая конструкция препятствует эрозии тигля.

3.) Ударопрочность: Графитовый тигель может иметь высокое термическое воздействие, поэтому можно проводить любой процесс.

4.) Кислотостойкость: добавление специальных материалов значительно улучшит качество тигля, особенно индекс кислотостойкости, и продлит срок службы графитового тигля.

5.) Высокая теплопроводность: высокое содержание твердого углерода обеспечивает хорошую теплопроводность, сокращает время растворения и значительно снижает потребление энергии.

6.) Контроль загрязнения металлов: Компонент материала, находящийся под строгим контролем, гарантирует, что графитовый тигель не загрязнит металлы при растворении.

7.) Стабильность качества: Технология формовки под высоким давлением и система гарантии качества полностью обеспечат стабильность качества.

технические параметры:

Насыпная плотность	г/куб.см	1,70-1,88
3 Удельное сопротивление 90,031M	6.0-15.0
Прочность на компрессию	MPA	30-80

	MPA	20-45
Shore Hardness		30-70
CTE (100-600 ° C)	x10-6 / ° C	2.5-5.5	2,5-5.5
SAB	%	0.01-0.2
Максимальный размер зерна	мм	0,044-0,1

Примечание. Для изделий из обработанного графита обычно используются следующие серии:

1.) Для металлургии и обработки цветных металлов

2.) Для спекания форм для алмазных инструментов

3.) Для электронной и полупроводниковой промышленности

4. ) Для использования в высокотемпературной обработке в промышленных печах

5.) Для машиностроения

Другие: по специальному заказу пользователей, мы можем изготовить их в соответствии с чертежами, образцами или другими запросами пользователя

Применение:

1.) Графитовый тигель можно использовать для плавки и литья цветных металлов, растворения золотых

или серебряных украшений, анализа специальной стали, спекания твердого сплава.

2.) Графитовый тигель для плавки золота специализируется на плавке золота для головных уборов и ювелирной промышленности. Это требует, чтобы графитовый материал имел высокую плотность и чистоту, был устойчивым к истиранию и пригодным для повторного использования. Мы можем обрабатывать различные тигли в соответствии с требованиями заказчика.

3.) Изготовлен из графита высокой чистоты и широко используется при плавке золота, серебра, платины и других драгоценных металлов. При использовании в кислородной атмосфере он начинает насыщаться кислородом при температуре выше 700-800 °C. При использовании в защитной атмосфере выдерживает температуру свыше 2000 °C.

4.) Широко используется в таких областях, как как промышленные печи, машины с монокристаллическим кремнием, машины с монокристаллическим кремнием, электроны, полупроводники, металлургия, нефть, химия, текстиль, электрические машины, электроприборы, электропечи, движение, связь, медицина и т. д.

90 127 90 127

Моя физика

Моя физика
Проводимость
Войцех Диндорф

Самый приятный опыт, который я знаю об этом, проиллюстрирован на рисунке 1. Из толстого медного диска выходят четыре геометрически одинаковые ножки: медь, алюминий, бронза и железо. У Кады на конце дырка, которым головы были загнаны в ящики. Может, но горячий жар нагревает центр медного диска, и зрители сначала видят, как он горит.Кажется невозможным, чтобы эффект был и так же различен, как это. Первый замок будет медным, затем алюминиевым, затем коричневым и, наконец, железным.
Здесь был показан способ передачи тепловой энергии, совершенно отличный от конвекции. Проводимость – вот как это называется. Отдача энергии себе каким-то внутренним способом. Вероятно, молекула, скорее всего, атом к атому. Если да, то через прямой контакт. А как могут контактировать атомы, как не с помощью электронов, составляющих их оболочку, оболочку, облака, пелену? Так это электроны, возбуждаемые контактом с огнем, с источником, с атомами (электронами) других нагретых тел, передающие энергию другим электронам, те в свою очередь своим соседям и так далее.Она длится, как видно из описанного опыта, не у разных людей. материалов (читай атомов) и о таких материалах, для которых эта передача наиболее быстрая, мы говорим, что они являются лучшими проводниками.
Мы бы не смогли провести опыты с диском и ветками для таких веток как: деревянная, парафиновая или пенопластовая. К тому времени, когда энергия зажжет его, наш проводник либо сгорит, либо расплавится. Они были проводниками. Школу или керамику тоже можно было бы протестировать, но я думаю, что экспериментатор будет нетерпелив.
Когда вы прочтете, что в этом процессе могут играть роль электроны, может быть, вы сопоставите себя с тем, что электрический ток также лучше проводится через медь, чем через железо, и не очень через стекло или керамику, не говоря уже о пластике.
Одним из величайших изобретений ХХ века является так называемый Пластик. У вас в руке был стакан горячего чая? Вы говорите нет, потому что я не хотел обжечь пальцы. А тонкая пенопластовая кружка с кипятком внутри? И да, он еле теплый, хотя ваши пальцы касаются чашки в нескольких миллиметрах от кипения.Температурный градиент, скажем, 40 градусов на миллиметр. Что это означает? Это означает, что вы теоретически можете выдержать стоя в метре от солнечной поверхности, если вы отделены от этой поверхности специальным термостойким неплавящимся полистиролом (рис. 2).

Вот набор некоторых проводников электрического тока и тепла от лучших к худшим:
Провода электрического тока

90 021 медь 90 022

серебро

золото

алюминий

мосидз

железо

школа

парафин

пенопласт

Теплопроводы

90 021 медь 90 022

серебро

золото

алюминий

мосидз

железо

школа

парафин

пенопласт

Для проведения тока необходима разность потенциалов ΔV . Для проведения тепла необходима разница температур ΔT . В обоих случаях чем выше число S , чем ниже сопротивление, тем большее количество нагрузки q или тепловой энергии ΔQ может быть передано в единицу времени; сила тока I = Δq/Δt , тепловая «мощность» ΔQ/Δt . В обоих случаях чем больше длина направляющей l , тем больше сопротивление.
Стоит ли удивляться, что законы проводимости для обоих течений очень похожи?
Для тока:

Закон Ома

Для тепла:

Закон Ньютона

Здесь σ — так называемая удельная проводимость, она обратна удельному сопротивлению;
k – коэффициент теплопроводности или теплопроводности;
P быстрый поток тепловой энергии (мощности).
Значения констант σ и k (материальные константы, см. табл. 1) могут быть написаны на наклейках насадок к разным материалам. Они информируют о качестве материала как проводника электричество σ или тепло к . Что они на самом деле определяют? Что-то вроде цены:

1) Пусть например = 2 [А*м/(В*мм2)]. Читаем из формулы: Если к концам провода длиной 1 метр и сечением 1 квадратный миллиметр приложить напряжение 1 вольт, то по проводнику потечет ток силой 2 ампера.

2) Пусть k = 2 [Вт*м/(К*мм2)]. Читаем: если обеспечить разницу температур в 1 кельвин между концами проводника длиной 1 метр и сечением 1 квадратный миллиметр, то через него потечет энергия 2 доуля в секунду, или 2 ватта дирижер.

Если мы знаем «цены», то посчитаем все по формуле. А «цена» касается материи. Запишем нашу таблицу, добавив «цену» в тех же единицах, что я приводил в примерах.

Таблица 1

90 021 80 90 022

Серебро	Миед	Золото	Алюминий	Мосидкс	железо	Школа	Парафин	Полистирол
Проводимость электрического тока σ – ориентировочное значение – [Ам/(Вмм ²)]
62	58	44	36	16	10	10 ^-16	10 ^-20	10 ^-22
Теплопроводность k – ориентировочное значение – [Втм/(Кмм ²)]
429	400	310	237	110	1	0,1	0,4

Известно, что производители электротехнического и теплового оборудования должны использовать таблицы такого типа, а производители электронагревателей – обе части одновременно.
Холодильник (рис. 4а) — очень хороший пример использования знаний, собранных в таблице тепловых справочников. Там нужны как хорошие гиды, так и плохие. Хорошо отводить тепловую энергию от помещенных внутрь яиц и массы, плохо, чтобы не беспокоило тепло, которое могло проникнуть внутрь, Возможно, от теплого хозяина холодильника, стоящего рядом и пьющего горячий чай (рис. 4б).

Версия для печати

играть .

Смотрите также

Ip защита расшифровка таблица
Термопара для котла
Кисти дым
Принцип работы биокамина для дома
Электросчетчик подключение
Почему выключается газовая колонка
Куда насыпать порошок в стиральной машине
Что такое диммер и для чего он нужен
Как правильно замазать швы между плиткой
Монтаж дымохода через стену
Обозначения стирки на этикетке одежды

Металлов дружная семья.

Урок химии в 9-м классе
Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, особенности строения атомов; металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка. Общие и специфические физические свойства металлов.
Тип урока: урок формирования новых знаний с элементами обобщения и систематизации.
Цели урока:
Образовательные:
изучение учащимися положения металлов в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, особенностей строения атомов; металлической связи и металлической кристаллической решетки, общих и индивидуальных физических свойств металлов,
обобщение и систематизация знаний учащихся о периодическом изменении свойств химических элементов, его причинах,
развитие представлений учащихся о металлах как химических элементах и простых веществах.
Развивающие:
расширение кругозора учащихся, углубление их знаний по вопросам истории химической науки,
развитие творческого мышления, умений учащихся работать с текстом, излагать, доказывать свою точку зрения, обобщать имеющиеся знания,
развитие экспериментальных умений учащихся.
Воспитательные:
формирование диалектического мировоззрения учащихся.

Оборудование:
Демонстрационное: компьютер, мультимедийный проектор, компьютерная презентация, таблица: периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, прибор для испытания электропроводности;

Лабораторное: образцы металлов, спиртовка, держатель, два предметных стекла, вода, пипетка, пластилин.
Ход урока
Учитель: Уже более тысячи лет человек знаком с некоторыми металлами:
Семь металлов создал свет
По числу семи планет:
Дал нам Космос на добро
Медь, железо, серебро,
Злато, олово, свинец,
Друг мой, сера им отец.
И спеши, мой сын, узнать,
Всем им ртуть родная мать.

Слайд 1
“Металлы” – тема нашего урока. Зная элементарные основы и логику школьного курса химии, мы можем с вами выделить основные вопросы, которые следует изучить в теме “Металлы”. Составим план изучения темы.
Учащиеся: Мы можем изучить состав, строение, свойства, применение металлов.
Учитель: Вы что-то уже знаете о металлах, поделитесь своими знаниями.
Учащиеся отвечают.
Учитель: Прослушайте несколько предложений. Определите, в каких из них речь идет о металлах-химических элементах, в каких – о металлах-простых веществах:
В 18 веке М.В .Ломоносов определил металл как “светлое тело, которое ковать можно”.
Морскую воду можно назвать жидкой полиметаллической рудой, так как она содержит множество металлов.
В организме человека обнаружено около 80-ти металлов.
В земной коре встречаются самородные драгоценные металлы.
Выделите признаки элементов и простых веществ.
Учащиеся: Если речь идет о частицах вещества – атомах, ионах, или составной части вещества, то говорят о химическом элементе; если речь идет о свойствах или применении – говорят о веществе.
Учитель: В древности люди, конечно, не знали понятий “химический элемент” и “простое вещество”, но сами простые вещества – металлы добывать и получать умели. Греческое слово “металлон” означало земляные работы, раскопки”, затем стало значить “шахты, рудники, руда”. В латинском языке слово “металлум” уже получило смысл “руда и выплавляемый из нее металл”. В виде французского “металь” это слово пришло в Россию. Алхимики знали только семь металлов и верили, что каждому из этих металлов на Земле покровительствует одна из известных планет.
Слайд 2.
Медленно накапливались сведения об открываемых химических элементах и простых веществах – металлах, но сейчас круг знаний о металлах достаточно обширен. Металлы стали важнейшими помощниками человека.

Слайд 3.
Начинаем изучение темы с вопроса “Металлы – химические элементы”. Все химические элементы образует естественную периодическую систему. Каково положение металлов в периодической системе химических элементов Д. И .Менделеева?
Учащиеся: Металлы занимают главные подгруппы I, II, III групп (кроме Н и В), частично главные подгруппы IV-VI групп и все побочные подгруппы.
Учитель: Обобщая сказанное вами, можно сказать, что в периодической системе химических элементов металлы занимают левый нижний угол и отделены от неметаллов диагональю В – Аt. Слайд 4.
Деление элементов на металлы и неметаллы объясняется различием в строении атомов. Составим схемы строения атомов натрия, магния, алюминия.
Учащиеся составляют схемы строения атомов указанных элементов в рабочих листах, проверяют правильность ответа с помощью слайдов презентации.
Слайды 5, 6.
Учитель: Каковы особенности строения атомов металлов?
Учащиеся: Малое число электронов на последнем энергетическом уровне.
Учитель: Возможны ли исключения из этого правила? Найдите ответ в периодической системе.
Учащиеся называют металлы – элементы главных подгрупп IV, V, VI групп, заполняют рабочие листы.
Учитель: Почему же висмут и полоний, содержащие в атомах соответственно 5 и 6 электронов на последнем энергетическом уровне, являются металлами?
Учащиеся: У этих металлов большие атомные радиусы.
Учитель: И всегда радиусы атомов металлов больше радиусов атомов неметаллов, что обусловливает непрочную связь внешних валентных электронов с ядром атома.
Какие свойства проявляют химические элементы-металлы в химических реакциях, в чем они выражаются?
Учащиеся: Атомы металлов в химических реакциях отдают свои валентные электроны, проявляют восстановительные свойства.
Ме⁰ – ne^– —> Ме ⁿ⁺
Учитель: Как число валентных электронов в атомах влияет на химическую активность металлов?
Учащиеся: Чем меньше валентных электронов на последнем энергетическом уровне в атомах, тем легче “сбросить”, то есть отдать эти электроны, тем металл активнее.
Учитель: Как и почему изменяются восстановительные свойства металлов в периодах и главных подгруппах периодической системы с ростом их относительной атомной массы и заряда ядра атома?
Учащиеся: В периодах с ростом заряда ядра атома металлические свойства ослабляются, так как от элемента к элементу увеличивается число валентных электронов на последнем энергетическом уровне, уменьшаются атомные радиусы, следовательно, ослабляются свойства атомов отдавать электроны. В главных подгруппах металлические свойства элементов с ростом заряда ядра атома возрастают, так как растут атомные радиусы и усиливаются свойства атомов отдавать валентные электроны.
Учитель: Несмотря на малое число электронов на последнем энергетическом уровне в атомах, металлы могут проявлять не только низкие, но и высокие степени окисления.
Это характерно для металлов побочных подгрупп, отдающих электроны не только с последнего энергетического уровня, но и с предпоследнего электронного слоя.
Значение степени окисления элемента определяет характер его соединений. Возможные степени окисления металлов: 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8. Какой характер проявляют соединения металлов с низкими, средними, высокими степенями окисления?
Учащиеся: Соединения металлов с низкими степенями окисления + 1, +2 имеют основный характер, со средними – промежуточными – степенями окисления +3, +4 – амфотерный характер, с высокими степенями окисления +5, +6, +7 – кислотный характер.
Учитель: В проявлении различного характера соединений металлов мы увидели ярко выраженную зависимость свойств веществ от состава и строения. Изучая металлы-химические элементы, мы также убедились в зависимости свойств атомов от их строения. Сформулируем, что представляют собой металлы – химические элементы.
Учащиеся: Металлы-химические элементы – это виды атомов с малым числом электронов на последнем энергетическом уровне, большими атомными радиусами и способностью отдавать валентные электроны.
Учитель: Переходим к изучению металлов – простых веществ. Вернемся к определению М.М. Ломоносова: “ Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое на огне плавить и холодное ковать можно”.
Свойства металлов обусловлены строением их кристаллов. Для металлов характерна металлическая кристаллическая решетка. В узлах металлических кристаллических решеток располагаются атомы и положительно заряженные ионы металлов, связанные посредством свободно движущихся обобществленных электронов, которые оторвались от отдельных атомов и стали принадлежать всему кристаллу. Связь между атомами и ионами металлов, осуществляемая свободно движущимися обобществленными электронами, – металлическая связь. Совокупность свободно движущихся обобществленных нелокализованных электронов называют “электронным газом” за сходство хаотичного движения нелокализованных электронов внутри металлов с беспорядочным движением молекул газообразных веществ.
В металлических кристаллах существует подвижное равновесие в системе “атом – катион”
Ме⁰ – ne^– —> Ме ⁿ⁺
Учащиеся записывают краткие определения металлической химической связи и “электронного газа” и схемы превращения атома в катион в рабочий лист.
Учитель: Разные металлы отличаются не только электронным строением атомов, но и разными видами металлических кристаллических решеток. Они характеризуются определенной пространственной структурой и плотностью упаковки частиц в пространстве. Наиболее распространены три вида кристаллических решеток металлов.
Учащиеся находят названия видов металлических кристаллических решеток в учебниках (справочных материалах), выписывают свойства металлов-простых веществ, характерные для определенных видов металлических кристаллических решеток.
Слайды 7,8,9.
Учащиеся: Известны кубическая объёмноцентрированная, кубическая гранецентрированная и гексагональная металлические кристаллические решетки. Металлы с кубической объёмноцентрированной кристаллической решеткой характеризуются низкими температурами плавления и кипения, малой твердостью, с кубической гранецентрированной решеткой – высокой пластичностью, а с гексагональной решеткой – низкой пластичностью.
Учитель: Эти факты подтверждают тезис о зависимости свойств веществ от состава и строения. Своеобразие металлической связи и металлической кристаллической решетки обусловливает и объясняет общие физические свойства металлов. Рассмотрите образцы выданных металлов, назовите известные вам общие физические свойства металлов.
Лабораторный опыт № 1.
Рассматривание образцов металлов.
Рассмотрите выданные вам образцы металлов, их цвет, прочность, пластичность. Попробуйте определить, каким металлам принадлежат эти образцы.
Учащиеся: Для металлов характерны особый металлический блеск, высокая пластичность, хорошая электропроводность и тепловодность. Все эти свойства металлов могут быть использованы человеком. Слайд 10.
Учитель: Заполняем таблицу “Физические свойства металлов”. Все металлы – в обычных условиях – твердые вещества, но имеется одно исключение – жидкий металл. Какой же это металл и где применяется его жидкое агрегатное состояние?
Учащиеся: Жидкий металл – ртуть, его используют в измерительных приборах, например, термометрах для измерения температуры тела, так как легко расширяется при незначительном нагревании. Слайды 11, 12.
Учитель: Чем обусловлены непрозрачность и особый металлический блеск металлов, их пластичность, высокая электропроводность, теплопроводность?
Учащиеся работают с учебником (справочными материалами), в тексте находят причины проявления физических свойств металлов.
Учащиеся:
1. Непрозрачность и металлический блеск объясняются способностью металлов отражать свет от своей гладкой поверхности, что обусловлено наличием в металлах свободно движущихся электронов. Измельченные металлы, кроме алюминия и магния, теряют блеск. Слайд 13.
2.Электрическая проводимость металлов обусловлена присутствием в их кристаллических решетках подвижных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического поля. С повышением температуры электропроводность металлов понижается, так как колебание атомов и ионов в узлах решетки усиливается, что затрудняет направленное движение электронов.
3. Теплопроводность металлов также обусловлена возможностью свободного передвижения электронов, которые, сталкиваясь с атомами и ионами, обмениваются с ними энергией, поэтому происходит выравнивание температуры по всему образцу металла.
4. Пластичность – способность менять форму под действием силы и сохранять новую форму после прекращения действия силы. Механическое воздействие на металл и его деформация вызывает смещение слоев частиц относительно друг друга внутри металла, но не сопровождается разрывом связи, так как ее продолжают осуществлять свободно движущиеся электроны. Слайды 14, 15.
Лабораторный опыт № 2.
Моделирование “скольжения” слоев частиц металла.
Наложите две стеклянных пластинки друг на друга и вновь разделите их.
Легко ли их разъединить? На поверхность одной пластинки нанесите несколько капель воды и накройте эту пластинку другой пластинкой. Попробуйте отделить стекла друг от друга? Каким образом можно это сделать?
Учащиеся: Пластинки легко скользят одна относительно другой, но с трудом отрываются друг от друга. Их можно отделить, только сдвинув одну с другой.
Учитель: Какова роль воды в этом опыте?
Учащиеся: Прослойка воды – модель “электронного газа”.
Учитель: Мы смоделировали смещение слоев частиц металла при деформации.
В кристаллах с атомной или ионной кристаллической решеткой при механическом воздействии происходит разрыв связей между частицами, и кристаллы разрушаются, а при деформации металлов связь между атомами и ионами благодаря перемещающимся электронам сохраняется – металл не разрушается.
Учитель: Кроме общих металлических свойств, каждый металл проявляет и индивидуальные свойства. Металлы отличаются по строению атомов, видам кристаллических решеток, следовательно, по пластичности, электропроводности, теплопроводности и другим признакам. Вернемся к металлическому блеску. Какие же металлы самые блестящие?
Учащиеся: Большинство металлов – серебристо-белые, исключения – золото, медь, цезий. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, золото, палладий.
Учащиеся работают с текстом учебника (справочными материалами), находят примеры металлов различных групп.
Учитель: Пластичность – важнейшее механическое свойство металлов, позволяет прокатывать металлы в листы, вытягивать их в проволоку, подвергать их ковке, штамповке и прессованию.
Учащиеся: Одними из самых пластичных металлов являются золото, серебро и медь, а за ними в порядке уменьшения пластичности следуют олово, свинец, цинк, железо. Учитель: Пластичность металлов лежит в основе такой уважаемой профессии, как профессия кузнеца.
Старинная легенда, насчитывающая более трех тысячелетий, повествует о таком событии. Когда закончилось строительство Иерусалимского храма, царь Соломон устроил пиршество, на которое пригласил и мастеровых, участвующих в стройке. Во время пира царь спросил: Кто же из строителей самый главный? Кто внес самый большой вклад в создание этого чудо-храма?
Поднялся каменщик: Разумеется, храм – это наших рук дело. Мы, каменщики, выложили его кирпич к кирпичу; взгляните, какие прочные стены! Века простоит он во славу царя Соломона.
– Спору нет, основа храма каменная, – вмешался плотник, – но приятно было бы вам смотреть на голые стены, если бы мы не отделали их красным деревом и ливанским кедром? Мы, плотники – подлинные творцы этого сказочного храма.
– Смотрите в корень, – прервал его землекоп, – хотел бы я знать, как каменщики и плотники возвели бы храм, если бы мы не выкопали котлован для его фундамента.
Но царь Соломон недаром был прозван мудрым. Подозвав к себе каменщика, он спросил:
– Кто делал твой инструмент?
– Конечно, кузнец – ответил каменщик.
– Ну, а твой? – обратился царь к плотнику.
– Кто же, как не кузнец, -ответил то.
– А твои лопату и кирку? – поинтересовался царь у землекопа.
– Кузнец, – был ответ.
Тогда царь Соломон встал, подошел к скромному закопченному человеку – это и был кузнец. Царь вывел его на середину зала.
– Вот кто главный строитель храма! – воскликнул мудрейший из царей. С этими словами он усадил кузнеца рядом с собой и поднес ему чарку доброго вина. В легенде отразилось огромное значение, которое издревле придавал пластичному железу человек.
Учитель: Металлы могут существенно отличаться друг от друга по электропроводности и теплопроводности. Слайд 16, 17, 18.
Учащиеся: Лучшие проводники электричества – серебро, медь, золото, алюминий, цинк, железо; худшие проводники – марганец, свинец, ртуть. В той же последовательности, как и электропроводность, изменяется и теплопроводность металлов.
Лабораторный опыт № 3
Сравнение теплопроводности металлов.
Используя спиртовку, держатель, металлические пластинки и пластилин, сравните теплопроводность следующих металлов:
1 ряд 2 ряд 3 ряд
железо
медь
медь
алюминий
алюминий
железо
Определите, какой из трех металлов самый теплопроводный, какой – менее теплопроводный.

Слайд 19.
Учащиеся: По плотности металлы делятся на легкие (плотность менее 5 г/см³ ) и тяжелые (плотность более 5 г/см³). К легким относятся литий, натрий, калий, магний, алюминий, титан, а к тяжелым – цинк, медь, олово, свинец, серебро, золото. Самый легкий – литий, самые тяжелые – осмий и иридий.
По твердости различают мягкие и твердые металлы. Самые мягкие – щелочные металлы – натрий, калий, а также индий, они режутся ножом; самый твердый – хром, царапает стекло. Слайд 20.
По величине температуры плавления металлы могут быть легкоплавкими (температура плавления менее 1000⁰С) и тугоплавкими (температура плавления более 1000⁰С). Обычно легкие металлы – легкоплавки, тяжелые – тугоплавки, но имеются и исключения. Цезий и галлий могут плавиться уже на ладони, а самый тугоплавкий – вольфрам, используется для изготовления нитей накала электроламп. Температура его плавления 3410⁰ С. Слайды 21, 22
Учащиеся заполняют таблицу в рабочем листе.
Учитель: Так что же это – металлы – простые вещества?
Учащиеся: Металлы – простые вещества – это блестящие, непрозрачные, пластичные, электро- и теплопроводные вещества.
Учитель: В чем же заключается незаменимая служба металлов для людей?
Слайды 24 – 33.
Кратко повторим и обобщим материал, изученный на уроке.
Слайды 34-41.
Задание 1. Заполните пропуски в тексте:
На внешнем электронном слое атомов металлов обычно содержатся _______ электрона.
В химических реакциях атомы металлов __________электроны,
превращаясь в _________-_____________заряженные ионы, проявляя свойства
______________. Сами атомы металлов при этом ________________.
В периодах с ростом зарядов атомных ядер:
– число электронов на внешнем слое ______________________,
– радиус атомов _________________________________________,
– восстановительные (металлические) свойства _______________.
В главных подгруппах с ростом зарядов атомных ядер:
– число электронов на внешнем слое ______________________,
– радиус атомов _________________________________________,
– восстановительные (металлические) свойства _______________.

Задание № 2.
Однажды два приятеля – Алюминий и Калий поздно возвращались домой. Вдруг на них напал грабитель Хлор, который потребовал выложить кошельки с электронами. Какой из приятелей легче расстался со своим кошельком? Почему?

Задание № 3
Согласно записям древнего историка, во времена похода Александра Македонского в Индию офицеры его армии болели желудочно-кишечными заболеваниями гораздо реже, чем солдаты. Еда и питье были одинаковыми, а вот металлическая посуда разная. Из какого чудодейственного металла была изготовлена посуда для офицеров? Почему офицеры болели реже солдат?
Учитель: Задание № 4 – вопросы на эрудицию и сообразительность.
Слайды 42, 43.
Учитель: Подводим итоги нашего урока. Почему же группу всех известных нам металлов можно назвать большой дружной семьей?
Учащиеся: Металлы имеют сходные признаки: их атомы содержат малое число электронов на внешнем электронном слое, большие атомные радиусы, в химических реакциях они отдают электроны. Их кристаллы образованы металлическими кристаллическими решетками, для них характерна металлическая связь, они проявляют сходные физические и химические свойства.
Учитель: Богат и интересен мир металлов. Среди них встречаются старые друзья человека, дружба с которыми составляет уже тысячи лет. Есть и такие металлы, которые стали известны человечеству совсем недавно. Свойства металлов чудесны и разнообразны. Много веков металлы верно служат человеку, помогая ему покорять стихию, овладевать тайнами природы, создавать замечательные машины и механизмы.
Без металлов немыслим современный уровень земной цивилизации. Нам – уважать и ценить металлы. Слайд 44.
Литература.
1 .Н.Е.Кузнецова, И.М. Титова, Н.Н. Гара. Химия. Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений. М. “Вентана-Граф” 2015.
2. С.И.Венецкий. Рассказы о металлах. М. Металлургия. 1979.
3. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. Настольная книга учителя. Химия. Дрофа. М. 2002
4. Энциклопедический словарь юного химика. М. Педагогика 1982.
5. Энциклопедический словарь юного техника. М. Педагогика 1988.
6. В.В.Рюмин.Занимательная химия. М. Центрполиграф. 2011.
7. Материалы статей газет “Химия. Первое сентября”, журналов “Химия. Первое сентября”, журналов “Химия в школе”, 2000-2015 гг.
Маловероятный конкурент алмазу как лучшему проводнику тепла Письма о физическом обзоре
.
Открытие того, что химическое соединение бора и мышьяка может соперничать с алмазом, самым известным проводником тепла, удивило группу физиков-теоретиков из Бостонского колледжа и Военно-морской исследовательской лаборатории. Но новый теоретический подход позволил команде раскрыть секрет потенциально экстраординарной способности арсенида бора проводить тепло.
Меньшие, более быстрые и мощные микроэлектронные устройства создают сложную задачу по отводу выделяемого ими тепла. Хорошие теплопроводники, соприкасающиеся с такими устройствами, быстро отводят тепло от нежелательных «горячих точек», что снижает эффективность этих устройств и может привести к их выходу из строя.
Алмаз — самый ценный из драгоценных камней. Но, помимо своего блеска и ювелирной красоты, он обладает многими другими замечательными свойствами. Наряду со своими углеродными родственниками графитом и графеном алмаз является лучшим проводником тепла при комнатной температуре, имея теплопроводность более 2000 ватт на метр на кельвин, что в пять раз выше, чем у лучших металлов, таких как медь. В настоящее время алмаз широко используется для отвода тепла от компьютерных чипов и других электронных устройств. К сожалению, алмазы редки и дороги, а производство высококачественных синтетических алмазов сложно и дорого. Это подтолкнуло к поиску новых материалов со сверхвысокой теплопроводностью, но в последние годы достигнут незначительный прогресс.
По словам соавтора Дэвида Бройдо, профессора физики Бостонского колледжа, хорошо изучена высокая теплопроводность алмаза, обусловленная легкостью составляющих его атомов углерода и жесткими химическими связями между ними. С другой стороны, не ожидалось, что арсенид бора будет особенно хорошим проводником тепла, и фактически было оценено – с использованием обычных критериев оценки – его теплопроводность в 10 раз меньше, чем у алмаза.
Команда обнаружила, что расчетная теплопроводность кубического арсенида бора чрезвычайно высока: более 2000 Вт на метр на кельвин при комнатной температуре и выше, чем у алмаза при более высоких температурах, по словам Бройдо и соавторов Тома Райнеке, старшего научного сотрудника в Лаборатория военно-морских исследований и Лукас Линдсей, научный сотрудник NRL, получивший докторскую степень в Британской Колумбии.
Бройдо сказал, что команда использовала недавно разработанный теоретический подход для расчета теплопроводности, который они ранее протестировали со многими другими хорошо изученными материалами. Уверенные в своем теоретическом подходе, команда более внимательно изучила арсенид бора, теплопроводность которого никогда не измерялась.
В отличие от металлов, где электроны переносят тепло, алмаз и арсенид бора являются электрическими изоляторами. Для них тепло переносится колебательными волнами составляющих атомов, и столкновение этих волн друг с другом создает внутреннее сопротивление тепловому потоку. Команда была удивлена, обнаружив необычное взаимодействие определенных колебательных свойств в арсениде бора, которое выходит за рамки рекомендаций, обычно используемых для оценки теплопроводности электрических изоляторов. Оказывается, ожидаемые столкновения между колебательными волнами гораздо менее вероятны в определенном диапазоне частот. Таким образом, на этих частотах арсенид бора может проводить большое количество тепла.
«Эта работа дает новый важный взгляд на физику переноса тепла в материалах и иллюстрирует мощь современных вычислительных методов в количественном прогнозировании материалов, теплопроводность которых еще предстоит измерить», — сказал Бройдо. «Мы рады видеть, что наше неожиданное открытие для арсенида бора может быть подтверждено измерениями. Если это так, это может открыть новые возможности для приложений пассивного охлаждения с использованием арсенида бора, и это еще раз продемонстрирует важную роль, которую такая теоретическая работа может играть в предоставление полезного руководства для определения новых материалов с высокой теплопроводностью».
Узнайте больше
Нанесение алмазных покрытий при более низких температурах расширяет возможности электронных устройств
Информация журнала: Письма о физическом обзоре
Предоставлено Бостонский колледж
Цитата : Маловероятный конкурент алмазу как лучшему теплопроводнику (8 июля 2013 г. ) получено 29сентябрь 2022 г. с https://phys.org/news/2013-07-competitor-diamond-thermal-conductor.html
Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
Как разные металлы проводят тепло | Физика Фургон
Категория Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния вещества и энергииКосмосПод водой и в воздухе
Подкатегория
Поиск
Задайте вопрос
Последний ответ: 22.10.2007
В:
Почему одни металлы лучше проводят тепло, чем другие?
– Васкен (9 лет)
Кловис, Калифорния, США
A:
Vasken –
Во-первых, позвольте мне объяснить, почему металлы обычно лучше проводят тепло, чем другие твердые тела. В металлах некоторые электроны (часто по одному на атом) не привязаны к отдельным атомам, а свободно перемещаются между атомами. Конечно, именно поэтому металлы являются такими хорошими проводниками электричества. Теперь, если один конец стержня горячий, а другой холодный, электроны на горячем конце имеют немного больше тепловой энергии (случайное колебание), чем электроны на холодном конце. Так как электроны блуждают, они переносят энергию от горячего конца к холодному, что является другим способом сказать, что они проводят тепло.
Конечно, то, как быстро они проводят тепло, во многом зависит от таких вещей, как количество свободных электронов вокруг, от того, как быстро они двигаются, и особенно от того, как далеко они обычно уходят, прежде чем натолкнуться на что-то и изменить направление. Это те же самые факторы, которые определяют, насколько хорошо металл проводит электричество. Итак, существует очень хорошо работающее правило, согласно которому теплопроводность металла (при некоторой температуре) пропорциональна электропроводности. Это удобно, потому что гораздо проще измерить электропроводность, чем теплопроводность.
Итак, теперь я подойду ближе к ответу на ваш вопрос. Самым большим фактором, определяющим различную проводимость обычных металлов, является разница в том, как далеко пролетают электроны, прежде чем они с чем-то столкнутся. Оказывается, по удивительным причинам, связанным с волновой природой электронов, они могут проходить прямо через совершенный кристалл, не отражаясь, точно так же, как свет проходит через прозрачный кристалл. Многие металлы (нержавеющая сталь, латунь и т. д.) представляют собой сплавы нескольких элементов, и электроны отражаются от всех неровностей в расположении различных атомов. Так что это не хорошие проводники. Даже в чистом металле электроны все еще отскакивают, потому что тепловое колебание атомов не дает им когда-либо образовать идеально точную кристаллическую структуру.
Mike W.
(опубликовано 22.10.2007)
Дополнение №1: Металлы, хорошо проводящие тепло
Q:
Какие металлы лучше всего проводят тепло?
– Елена (14 лет)
Великобритания.
А:
чистое серебро, медь и алюминий хороши
Mike W.
(опубликовано 22.10.2007)
Дополнение № 2: теплопроводность сплавов
Q:
Почему элементы лучше проводят тепло чем сплавы?
– Джо (13 лет)
США
A:
Если вы сравните металлический сплав с чистыми металлами, из которых он сделан, вы правы в том, что сплав имеет тенденцию быть хуже. Это потому, что тепло распространяется волнами — в основном электронными волнами, но также и звуковыми волнами. Изменение от одного типа атома к другому в сплаве создает своего рода ухабистую среду, где волны прыгают вокруг, а не проходят длинный путь в одном направлении. Поэтому они не проводят тепло из одного места в другое. Тот же принцип работает очень хорошо для изоляторов, где тепло переносится только звуковыми волнами, а не электронными волнами.
Конечно, некоторые из самых больших различий существуют не между различными металлическими сплавами, а между металлами в целом и изоляторами в целом.
mike w
(опубликовано 22.10.2007)
Дополнение №3: Перемешайте чай и посмотрите к стали железа и цинка?

пожалуйста дайте список аппаратов и честный тест
– Аноним
англия
А:
Аппаратура: Одна серебряная ложка (или медная, если сможете найти) *
                   Одна ложка из нержавеющей стали
                   Одна чашка горячего чая
                   Одна ложка сахара (по желанию)
Процедура: Заварите чай и налейте в чашку. Перемешайте сначала ложкой из нержавеющей стали, затем серебряной или медной ложкой
                  . Ощущения в пальцах должны убедить вас                            так или иначе.
LeeH
*Примечание. Посеребренная ложка не даст таких хороших результатов, она должна быть серебряной насквозь
(опубликовано 22.10.2007)
Дополнение №4: вибрирующие твердые тела
Q:
когда частицы в твердом усилении больше (тепла) они больше вибрируют и как следствие чаще сталкиваются, на что это влияет?
– Лидия (13 лет)
Великобритания
A:
Это правда, что колебания сильнее в более горячем твердом теле. Однако четкого различия между «столкновением» и «не столкновением» нет. Причина в том, что все атомы все время воздействуют на своих соседей — это то, что делает твердый кристалл жестким. Когда они вибрируют, эти силы колеблются вверх и вниз.
Конечно, усиление вибраций (повышение температуры) имеет много эффектов. Если температура достаточно повышена, атомы слишком сильно перемещаются, чтобы оставаться в правильном порядке, и кристалл расплавится. До этого при повышении температуры могут происходить всевозможные различные эффекты (размягчение, потеря магнетизма, увеличение электрического сопротивления и т. д.).
Майк В.
(опубликовано 29.04.2009)
Дополнение №5: Электропроводность металлов?
Q:
из тезисов пять, в каком порядке они будут на звание лучшего дирижера? медь привести стали латунь алюминий? список, пожалуйста, не только лучший
– Стив Джонс (14 лет)
Англия
A:
См. :     http://www.coolmagnetman.com/magcondb.htm
(опубликовано 29/06/2010)
Дополнение №6: охлаждение автомобильного двигателя /Вода). Если в моторном масле были взвешены мельчайшие частицы токопроводящего металла, то почему это масло не могло заменить раствор охлаждающей жидкости?

– Джон Колкинс (65 лет)
Кливленд, Огайо, США
A:
Основная роль охлаждающей жидкости заключается в отводе тепла от двигателя. Он переносит тепло к радиатору, где его можно сбросить в быстро движущийся воздух. Увеличение теплопроводности масла не помогло бы, так как масло почти не контактирует с внешним миром.
Даже если бы кто-то изобрел двигатель, в котором много масла вытекало бы в какой-то радиатор, добавление в масло кусочков металла было бы плохой идеей. Отдельные атомы металла или крошечные кластеры из нескольких атомов не могут значительно улучшить теплопроводность, поскольку их электроны проводимости ограничены самим металлом. Они не помогают переносить тепло между частицами. Большие скопления сведут на нет всю цель масла, поцарапав рабочие поверхности двигателя.
Mike W.
(опубликовано 21.12.2012)
Дополнение к этому ответу
Похожие вопросы
теплоизоляция
5
05vers?
ГОРЯЧАЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ МЕСТЕЧНО
Тепловая вместимость при постоянном объеме или давлении
Сохранение холода молока
Избегание термического равновесия
Diffusiess в ячейках
0005
горячая и холодная вода
теплоемкость при постоянном давлении или объеме
вязко-хрупкий переход
Все еще любопытно?
Вопросы и ответы по Expore в смежных категориях
Температура и жара
Какой самый проводящий элемент?
Эта запись была опубликована 6 июня 2020 г. автором Anne Helmenstine (обновлено 18 сентября 2022 г. )
Серебро — элемент с самой высокой электропроводностью.
Проводимость — это способность материала передавать энергию. Поскольку существуют разные формы энергии, существуют разные типы проводимости, включая электрическую, тепловую и акустическую проводимость. Серебро является наиболее проводящим элементом с точки зрения электропроводности. Углерод в форме алмаза является лучшим проводником тепла (лучшим металлом является серебро). Следующим лучшим проводником после серебра является медь, за ней следует золото. В целом металлы являются лучшими проводниками тепла и электричества.
Почему Сильвер лучший проводник?
Причина, по которой серебро является лучшим проводником электричества, заключается в том, что его электроны могут двигаться свободнее, чем электроны других элементов. Это связано с кристаллической структурой серебра и электронной конфигурацией. Хотя серебро является лучшим проводником электричества, оно легко тускнеет и теряет проводимость, а также стоит дороже меди. Золото используется, когда важна коррозионная стойкость.
Электропроводность элементов
Периодическая таблица электропроводности
Вот таблица электропроводности десяти самых проводящих элементов. Все эти элементы являются металлами. Многие сплавы также являются проводящими, включая углеродистую сталь, нержавеющую сталь, латунь, бронзу, галинстан и манганин. Неметаллы являются электрическими изоляторами, за некоторыми исключениями.
Element Conductivity (S/m at 20°C)
Silver 6.30×10 ⁷
Copper 5.96×10 ⁷
Gold
4.11×10 ⁷
Aluminum 3.77×10 ⁷
Calcium 2. 98×10 ⁷
Tungsten 1.79×10 ⁷
Zinc 1.69×10 ⁷
Cobalt 1.60×10 ⁷
Nickel 1,43×10 ⁷
Рутений 1,41×10 ⁷
Таблица электропроводности химических элементов.
Теплопроводность элементов
Вот таблица теплопроводности элементов. В большинстве таблиц перечислены только металлы, потому что металлы в целом лучше проводят тепло, чем неметаллы. Алмаз (неметалл) является исключением.
.0281
Элемент Теплопроводность (Вт/смK)
Diamond (carbon) 8.95 to 13.50
Silver 4.29
Copper 4.01
Gold 3.17
Aluminum 2. 37
Beryllium 2,01
Кальций 2,01
ТРЕССТЕЙ 1,74
73 1,74
373 1,74
Родий 1,5
Кремний 1,48
Таблица теплопроводности химических элементов.
Ведут ли себя какие-либо неметаллы?
Хотя лучшими проводниками являются металлы, некоторые неметаллы проводят тепло и электричество. Алмаз (кристаллический углерод) является отличным проводником тепла, хотя и является электрическим изолятором. Однако аморфный углерод и графит проводят электричество. Полуметаллы являются хорошими проводниками. Германий и кремний не так хорошо проводят электричество, как графит, но они лучше, чем морская вода.
Факторы, влияющие на электропроводность
На электропроводность влияют несколько факторов:
Температура : Таблицы электропроводности включают температуру, поскольку повышение температуры вызывает термическое возбуждение атомов и снижает проводимость (увеличивает удельное сопротивление). В целом зависимость между температурой и проводимостью является линейной, но нарушается при низких температурах.
Размер и форма : Электрическое сопротивление пропорционально длине и обратно пропорционально площади поперечного сечения. Заряд течет с большей скоростью по более коротким проводам и проводам с большей площадью поперечного сечения.
Purity : Добавление примеси в проводник снижает электропроводность. Между тем легирование полупроводника может увеличить его проводимость. Потускневшее серебро не является таким хорошим проводником, как чистое серебро. Кремний, легированный фосфором, становится полупроводником N-типа, а кремний, легированный бором, становится полупроводником P-типа.
Кристаллическая структура : Кристаллическая структура элемента влияет на его проводимость. Алмаз и графит являются кристаллическими формами углерода. Алмаз является электрическим изолятором, а графит проводит электричество.
Фазы : Различные фазы могут присутствовать даже в чистом образце. Межфазные границы обычно замедляют проводимость. Таким образом, способ производства материала влияет на его проводимость.
Электромагнитные поля : Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление внутри электрического проводника. Кроме того, когда ток проходит через проводник, он создает магнитное поле. Магнитное поле перпендикулярно электрическому полю.
Частота : Частота — это количество циклов колебаний переменного электрического тока. Выше определенной частоты ток течет вокруг проводника, а не через него. Это называется скин-эффектом. Скин-эффект не возникает при постоянном токе, потому что нет колебаний и, следовательно, нет частоты.
Ссылки
Берд, Р. Байрон; Стюарт, Уоррен Э.; Лайтфут, Эдвин Н. (2007). Транспортные явления (2-е изд.). Джон Вили и сыновья, Inc. ISBN 978-0-470-11539-8.
Холман, Дж. П. (1997). Теплопередача (8-е изд.). Макгроу Хилл. ISBN 0-07-844785-28.
Матула Р.А. (1979). «Удельное электрическое сопротивление меди, золота, палладия и серебра». Журнал физических и химических справочных данных . 8 (4): 1147. doi:10.1063/1.555614
Serway, Raymond A. (1998). Основы физики (2-е изд.). Форт-Уэрт, Техас; Лондон: Паб Saunders College. ISBN 978-0-03-020457-9.
«Теплопроводность элементов». Ангстом Наук.
5 самых проводящих металлов – ScienceNeo.com
Page Contents
Материалы, которые пропускают через себя заряд (ток) или тепловую энергию с меньшим сопротивлением, считаются хорошими проводниками, а проводимость является мерой способности проводящего материала, через который может проходить электрон, электрический заряд или тепло через это.
Проводящие материалы подразделяются на проводники, изоляторы и полупроводники. Металлы относятся к категории проводников, которые являются наиболее проводящими элементами, а изоляторы (дерево, керамика, пластмассы) являются наименее проводящими, тогда как полупроводники – это материалы, имеющие отрицательный температурный коэффициент (они имеют тенденцию увеличивать свою проводимость при более высоких температурах), тогда как металлы имеют положительный температурный коэффициент (их проводимость уменьшается при более высоких температурах из-за столкновения электронов, что приводит к увеличению сопротивления).
Электропроводность говорит нам, насколько хорошо материал пропускает через себя электричество. Большинство людей думают, что медные провода имеют большую электропроводность, но это не так, у нас есть много других металлов, имеющих большую проводимость, чем медь.
Электропроводность обозначается символом: σ (сигма)
Общее уравнение для расчета электропроводности
Проводящие металлы служат двум основным явлениям:
Токопроводящая проволока
Электропроводность — Это мера количества электрического тока, которое материал может проводить, другими словами, это способность проводить ток. Электропроводность также известна как удельная проводимость. Это величина, обратная удельному электрическому сопротивлению. Электропроводность – это внутреннее свойство материала.
Теплопроводность — это свойство проводящего материала, которое описывает способность материала проводить или передавать тепло. Более конкретно, теплопроводность можно определить как «количество тепла, передаваемое через единицу толщины материала в направлении, нормальном к поверхности единицы площади, из-за единичного температурного градиента в стационарном состоянии».
Тепло может передаваться только тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Кроме того, теплопроводность, пожалуй, самый распространенный способ передачи тепла и регулярно встречается в природе. Теплопередача происходит с меньшей скоростью в материалах с низкой теплопроводностью, чем в материалах с высокой теплопроводностью.
Примечание : Как правило, металлы с высокой электропроводностью также обладают высокой теплопроводностью.
Самые проводящие металлы на Земле
Серебро обладает самой высокой электропроводностью среди всех металлов. Если мы сравним серебро, медь и золото по шкале от 0 до 100, серебро занимает 100-е место, что является самым высоким, медь — 97-м, а золото — 76-м. Это потому, что серебро имеет только один валентный электрон. Кроме того, этот единственный электрон может свободно перемещаться с небольшим сопротивлением. Его проводимость (σ) составляет 6,30×10 ⁷ .
Медь – Второй по электропроводности металл на Земле. Помимо электропроводности, он широко используется благодаря своей хорошей теплопроводности для покрытия высококачественной посуды и кухонных приборов коммерческого назначения. Его проводимость (σ) составляет 5,96×10 ⁷ .
Золото – Золото занимает третье место в мире по электропроводности. В отличие от других металлов с высокой проводимостью, таких как медь и серебро, он обеспечивает устойчивость к коррозии, образованию пятен или потускнению. Это очень мягкий и податливый материал, из которого можно легко вытянуть узкую проволоку или нанести на него тонкое покрытие. Золото играло важную роль в секторе электроники на протяжении десятилетий. Он используется для изготовления разъемов, контактов переключателей и реле, соединительных проводов и соединительных полос. Его проводимость (σ) составляет 4,11×10 ⁷ .
Алюминий – имеет низкую плотность, поэтому является легким металлом, а также обладает высокой устойчивостью к коррозии, что делает этот металл идеальным для авиационной и коммуникационной промышленности. По этой причине он широко используется в электроснабжении на большие расстояния. Его проводимость (σ) составляет 3,77×10 ⁷ .
Цинк – умеренно хороший проводник электричества. При комнатной температуре цинк хрупок (тверд, но легко ломается), но становится ковким при 100°С. Это означает, что его можно сгибать и формировать, не ломая. Цинк обладает гораздо меньшей проводимостью, чем четыре верхних контрэлемента. Его проводимость (σ) составляет 1,69.×10 ⁷
Примечание : Значения электропроводности сравниваются при 20 °C/ 68 °F/ 293 K (См/м)
Порядок убывания электропроводности металлов
> Медь >Золото>Алюминий>Цинк>Никель>Латунь>Бронза>Железо>Платина>Углеродистая сталь>Свинец>Нержавеющая сталь
Заключение
Такие металлы, как серебро и медь, являются одними из металлов с такой характеристикой. Вот почему они являются отличными проводниками электричества и тепла.
Лучше всего использовать серебро для проведения электричества, но серебро является более дорогим металлом, чем медь, поэтому серебро имеет очень мало электрических применений, оно часто используется для припоя, электрических контактов и печатных плат. Медь экономически эффективна , поэтому она широко используется для электропроводки во всем мире.
Теплопроводность элементов – Справочник по теплопроводности Angstrom Sciences
Теплопроводность Имя Символ #
0,0000364 Вт/смK Радон РН 86
0,0000569 Вт/смK Ксенон Хе 54
0,000089 Вт/смK Хлор Кл 17
0,0000949 Вт/смK Криптон Кр 36
0,0001772 Вт/смK Аргон Ар 18
0,0002598 Вт/смK Азот Н 7
0,0002674 Вт/смK Кислород О 8
0,000279 Вт/смK Фтор Ф 9
0,000493 Вт/смK Неон Не 10
0,00122 Вт/смK Бром Бр 35
0,00152 Вт/смK Гелий Он 2
0,001815 Вт/смK Водород Х 1
0,00235 Вт/смK Фосфор Р 15
0,00269Вт/смK Сера С 16
0,00449 Вт/смK Йод я 53
0,017 Вт/смK Астатин В 85
0,0204 Вт/смK Селен Se 34
0,0235 Вт/смK Теллур Те 52
0,063 Вт/смK Нептуний Нп 93
0,0674 Вт/смK Плутоний Пу 94
0,0782 Вт/смK Марганец Мн 25
0,0787 Вт/смK Висмут Би 83
0,0834 Вт/смK Меркурий рт. ст. 80
0,1 Вт/смK Америций Ам 95
0,1 Вт/смK Калифорния См. 98
0,1 Вт/смK Нобелий № 102
0,1 Вт/смK Кюриум См 96
0,1 Вт/смK Лоуренсиум Лр 103
0,1 Вт/смK Фермиум ФМ 100
0,1 Вт/смK Эйнштейний Эс 99
0,1 Вт/смK Берклиум Бк 97
0,1 Вт/смK Менделевий Мд 101
0,106 Вт/смK Гадолиний гд 64
0,107 Вт/смK Диспрозий Дай 66
0,111 Вт/смK Тербий Тб 65
0,114 Вт/смK Церий Се 58
0,12 Вт/смK Актиний Ас 89
0,125 Вт/смK Празеодим Пр 59
0,133 Вт/смK Самарий См 62
0,135 Вт/смK Лантан Ла 57
0,139 Вт/смK Европий ЕС 63
0,143 Вт/смK Эрбий Er 68
0,15 Вт/смK Франций Пт 87
0,158 Вт/смK Скандий Sc 21
0,162 Вт/смK Гольмий Хо 67
0,164 Вт/смK Лютеций Лу 71
0,165 Вт/смK Неодим Нд 60
0,168 Вт/смK Тулий Тм 69
0,172 Вт/смK Иттрий Д 39
0,179 Вт/смK Прометий вечера 61
0,184 Вт/смK Барий Ба 56
0,186 Вт/смK Радий Ра 88
0,2 Вт/смK Полоний По 84
0,219 Вт/смK Титан Ти 22
0,227 Вт/смK Цирконий Зр 40
0,23 Вт/смK Гафний Хф 72
0,23 Вт/смK Резерфордий РФ 104
0,243 Вт/смK Сурьма Сб 51
0,274 Вт/смK Бор Б 5
0,276 Вт/смK Уран У 92
0,307 Вт/смK Ванадий В 23
0,349 Вт/смK Иттербий Ыб 70
0,353 Вт/смK Стронций Старший 38
0,353 Вт/смK Свинец Пб 82
0,359 Вт/смK Цезий цезий 55
0,406 Вт/смK Галлий Га 31
0,461 Вт/смK Таллий Тл 81
0,47 Вт/смK Протактиний Па 91
0,479 Вт/смK Рений Re 75
0,502 Вт/смK Мышьяк Как 33
0,506 Вт/смK Технеций ТК 43
0,537 Вт/смK Ниобий № 41
0,54 Вт/смK Торий 90
0,575 Вт/смK Тантал Та 73
0,58 Вт/смK Дубниум Дб 105
0,582 Вт/смK Рубидий руб 37
0,599 Вт/смK Германий Гэ 32
0,666 Вт/смK Олово Сн 50
0,716 Вт/смK Платина Пт 78
0,718 Вт/смK Палладий ПД 46
0,802 Вт/смK Железо Fe 26
0,816 Вт/смK Индий В 49
0,847 Вт/смK Литий Ли 3
0,876 Вт/смK Осмий Ос 76
0,907 Вт/смK Никель Ni 28
0,937 Вт/смK Хром Кр 24
0,968 Вт/смK Кадмий CD 48
1 Вт/смK Кобальт Со 27
1,024 Вт/смK Калий К 19
1,16 Вт/смK Цинк Цинк 30
1,17 Вт/смK Рутений Ру 44
1,29 Вт/смK Углерод С 6
1,38 Вт/смK Молибден Пн 42
1,41 Вт/смK Натрий Нет 11
1,47 Вт/смK Иридий Ир 77
1,48 Вт/смK Кремний Си 14
1,5 Вт/смK Родий Rh 45
1,56 Вт/смK Магний мг 12
1,74 Вт/смK Вольфрам Вт 74
2,01 Вт/смK Кальций Са 20
2,01 Вт/смK Бериллий Быть 4
2,37 Вт/смK Алюминий Ал 13
3,17 Вт/смK Золото Золото 79
4,01 Вт/смK Медь Медь 29
4,29 Вт/смK Серебро Аг 47
Какой металл лучше проводит тепло? – Science Projects
(973) 777 – 3113
info@miniscience. com
1059 Main Avenue
Clifton, NJ 07011
07:30 – 19:00
5 9 до понедельника0005
123 456 789
[email protected]
Goldsmith Hall
Нью -Йорк, Нью -Йорк
07:30 – 19:00
с понедельника по пятницу
Введение: (Первоначальное наблюдение)
, хотя хотя. Хотя хотя. Хотя хотя. Хотя ввод: (первоначальное наблюдение) все металлы являются хорошими проводниками тепла, они не проводят тепло с одинаковой скоростью. Некоторые металлы просто лучше проводят тепло, чем другие. Из соображений безопасности и энергосбережения мы хотим использовать металлы с плохой теплопроводностью. С другой стороны, для эффективной передачи тепла от труб и радиаторов к воздуху могут понадобиться металлы, которые являются очень хорошими проводниками тепла.
Знание теплопроводности различных металлов может помочь нам в выборе подходящего металла для различных целей.
В этом проекте мы сравним различные металлы, чтобы определить, какой из них лучше проводит тепло.
В этом проекте требуется присмотр и помощь взрослых
Сбор информации:
Узнайте о теплопроводности и о том, как она работает. Читайте книги, журналы или спрашивайте профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать о различных металлах и их физических свойствах, таких как проводимость. Следите за тем, откуда вы получили информацию.
Проводимость
При теплопроводности тепло переносится посредством столкновений между быстро движущимися молекулами на горячем конце тела и более медленными молекулами на холодном конце. Часть кинетической энергии быстрых молекул переходит к медленным молекулам, и результатом последовательных столкновений является поток тепла через тело материи. Твердые тела, жидкости и газы проводят тепло. В газах проводимость самая плохая, потому что их молекулы относительно далеко друг от друга и поэтому взаимодействуют реже, чем в твердых телах и жидкостях. Металлы являются лучшими проводниками тепла, потому что некоторые из их электронов могут двигаться относительно свободно и могут проходить мимо многих атомов между столкновениями.
Некоторые материалы лучше проводят тепло, чем другие. Металлы, например, являются хорошими проводниками и, следовательно, плохими изоляторами. Такие вещества, как дерево и ткань, являются неэффективными проводниками и, следовательно, эффективными изоляторами.
Следующая ситуация показывает кондуктометр с воском, прикрепленным к концам. Воск плавится, и время плавления каждой восковой бусинки указано ниже в таблице.
Обратите внимание, что к числу, связанному с теплопроводностью, не привязаны единицы измерения. Это упрощено, чтобы показать, что это действительно Теплопроводность материалов по сравнению с воздухом.

Чем выше число, тем лучше этот материал проводит тепловую энергию. Следовательно, медь является лучшим проводником тепловой энергии, а сталь — худшим проводником тепловой энергии. Помните, что это относится только к материалам, перечисленным ниже.
На рисунке справа показан кондуктометр MiniScience.

Научное название Химический символ раз (с) расплавить Теплопроводность
Медь Медь 106 секунд 16 000 шт.
алюминий Ал 132 секунды 8 600 шт.
латунь Сплав 215 секунд 4 600 шт.
железо Фе 240 секунд 2 000 шт.
сталь Сплав 242 секунды 2 000 шт.

Вы также можете провести эксперимент по теплопроводности, используя металлические электроды того же размера.
MiniScience Part# METELECT11
Какой металл является лучшим проводником тепла?
Это пример эксперимента, который мы нашли при сборе информации. Этот метод не рекомендуется для младших школьников.
Одним из способов передачи энергии является проводимость. В этом эксперименте вы сравните свойства проводимости в различных типах металлов. Для этого стержни одинакового размера из разных типов металла нагревают на одном конце, а скорость повышения температуры измеряют и записывают на другом конце.
На следующей диаграмме показано использование температурных датчиков для измерения температуры, однако вы можете использовать другие типы термометров или воск для сравнения теплопроводности.
Соберите аппарат, как показано на схеме. Используйте изоляционную ленту, чтобы надежно закрепить датчики температуры, чтобы конец каждого датчика находился в хорошем контакте со стержнем. Держитесь за босса и встаньте над лампочкой.
Используйте лампочку для нагрева стержней. Важно, чтобы эта лампочка располагалась по центру, чтобы каждый стержень нагревался одинаково.
Подключите датчики температуры к компьютеру или другому записывающему устройству.
Запустите устройство или программу, чтобы начать регистрацию.
Что такое датчики температуры?
Температурные датчики — это электронные компоненты, используемые для измерения температуры. Двумя основными типами датчиков температуры являются термопары и термисторы.
Термопары — это компоненты, которые производят небольшое количество электричества при нагревании. Чем больше тепла, тем больше электричества в термопаре.
Термисторы — это компоненты, которые изменяют свое сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды.
Использование термопар и термисторов не рекомендуется молодым студентам, которые хотят выполнить научный проект; однако школы, колледжи и компании могут использовать их из-за их точности и способности измерять высокие температуры.
Чтобы купить термисторы и термопары, вы можете поискать в Интернете.
Термопары и термисторы могут быть подключены к компьютерам (через аналогово-цифровые преобразователи) для регистрации температуры. Для получения дополнительной информации о программном обеспечении для записи и преобразователях посетите сайт www.dataq.com.
Вопрос/ Цель:
Что вы хотите узнать? Напишите заявление, описывающее, что вы хотите сделать. Используйте свои наблюдения и вопросы, чтобы написать утверждение. Ниже приведен пример вопроса/цели для этого проекта.
Целью этого проекта является сравнение способности различных металлов проводить тепло.
Я хочу проверить теплопроводность некоторых популярных металлов, таких как медь, алюминий и сталь, чтобы узнать, какой из них лучше проводит тепло.
Вот два примера вопросов для этого проекта:
Какой металл лучше всего проводит тепло?
Какой металл лучше проводит тепло?
Идентификация переменных:
Когда вы думаете, что знаете, какие переменные могут быть задействованы, подумайте о способах изменения по одной за раз. Если вы измените более одного за раз, вы не будете знать, какая переменная вызывает ваше наблюдение. Иногда переменные связаны и работают вместе, чтобы вызвать что-то. Сначала попробуйте выбрать переменные, которые, по вашему мнению, действуют независимо друг от друга.
Независимая переменная (также известная как управляющая переменная) — это тип металла. Возможные значения: медь, алюминий и сталь. (Тип металла является независимой переменной, что означает, что мы выбираем тип металлов для нашего теста)
Зависимая переменная (также известная как реагирующая переменная) — это время, которое требуется металлу для передачи определенного количества тепла на определенное расстояние. (Зависит от типа металла)
Константы – это размеры испытуемых металлов и метод испытаний.
План эксперимента:
Разработайте эксперимент для проверки каждой гипотезы. Составьте пошаговый список того, что вы будете делать, чтобы ответить на каждый вопрос. Этот список называется экспериментальной процедурой. Чтобы эксперимент дал ответы, которым можно доверять, он должен иметь «контроль». Контроль – это дополнительное экспериментальное испытание или прогон. Это отдельный эксперимент, проводимый точно так же, как и другие. Единственное отличие состоит в том, что никакие экспериментальные переменные не меняются. Элемент управления — это нейтральная «точка отсчета» для сравнения, которая позволяет вам увидеть, что делает изменение переменной, сравнивая ее с отсутствием изменения чего-либо. Надежные элементы управления иногда очень трудно разработать. Они могут быть самой сложной частью проекта. Без контроля вы не можете быть уверены, что изменение переменной вызывает ваши наблюдения. Серия экспериментов, включающая контроль, называется «контролируемым экспериментом».
Опыт 1:
В этом опыте вы сравните теплопроводность трех разных металлов. Вы можете сделать это, используя образцы различных металлических стержней или кондуктометр, как показано на рисунке.

Процедура :
Пойдите в хозяйственный магазин и купите 3 отрезка проволоки из меди, нержавеющей стали и алюминия. Все провода должны быть одинакового диаметра (3 мм или 4 мм) и одинаковой длины (примерно от 6 до 8 дюймов). Возьмите пачку простых белых свечей, несколько спичек и часы с секундной стрелкой. Осторожно растопите немного воска от свечи, скатав теплый воск в шарики одинакового размера — около четверти дюйма в диаметре. Возможно, вам придется увеличить диаметр восковых шариков в зависимости от толщины самой толстой проволоки, которую вы смогли найти, потому что в следующей части эксперимента вы собираетесь нанизывать восковые шарики на концы проволоки. Если у вас длинные провода, тщательно отмерьте разные провода на куски одинакового размера (длиной 6 дюймов будет достаточно) и попросите взрослого помочь вам отрезать их для вас.
Затем зажгите свечу и, удерживая щипцами проволоку с восковым шариком на конце, поместите конец проволоки, противоположный восковому шарику, в пламя свечи, держите его там, пока восковой шарик не расплавится от проволоки и времени. на часах, сколько времени требуется, чтобы восковой шарик расплавился. Внимательно отметьте в листе сбора данных для каждого отрезка проволоки: медь ли это, алюминий или нержавеющая сталь, какой она толщины, какой длины был кусок и сколько времени потребовалось, чтобы воск расплавился.
Если вы используете кондуктометр, держите центр кондуктометра над пламенем.
Обобщите свои результаты и сравните их со своей гипотезой: восковой шарик быстрее всего упал с медной проволоки?
Расширенная необязательная процедура:

Если вы можете получить провода разной толщины из одного и того же металла, вы также можете использовать ту же процедуру для проверки влияния толщины на теплопередачу или проводимость. Попробуйте выяснить, как повлияла разная толщина проволоки на время плавления? Запишите свои результаты и сравнение результатов с гипотезой в заключении, поддерживающем или опровергающем вашу гипотезу.
Эксперимент 2:
В этом эксперименте мы проверим теплопроводность 3 разных ложек. Вы можете выбрать ложки из нержавеющей стали, алюминия и меди. Вы также можете использовать этот метод для сравнения теплопроводности металлических полос, стержней или труб.
Процедура :
Вдавите небольшой кусочек теплого свечного воска из Части I в ручку каждой из трех ложек (см. схему). Вставьте четвертинки в воск, чтобы они прикрепились к ложкам.
Наполните химический стакан 300 мл воды и поставьте его на плиту.
Поместите три ложки в воду так, чтобы четвертинки вышли из стакана.
Включите конфорку и дайте воде нагреться. Обратите внимание на четвертинки и обратите внимание на порядок, в котором они падают с ложек.

Более продвинутый эксперимент
Выставка для вашего обзора

Шесть стержней разного размера, но покрытых термочувствительной краской. Один конец каждого стержня вставлен в трубу, по которой может проходить пар. Теплопроводность каждого стержня качественно определяется степенью изменения цвета. (Прутки изготовлены из меди, алюминия, цинка, олова, железа и свинца).
Указания : Подождите, пока вода почти не закипит, прежде чем подсоединять шланг к концу трубы. (Наденьте защиту для рук на случай преждевременного выхода пара.) Обратите внимание на разную скорость изменения цвета по мере продолжения процесса.
Применение : Коэффициенты проводимости часто определяют, какие материалы используются в качестве изоляторов.
Материалы и оборудование:
Список материалов можно найти в разделе «Эксперимент» и зависит от вашего окончательного плана эксперимента. Ниже приведен примерный список материалов.
Жесткая медная проволока длиной 19 см
Металлическая ложка
2 маленькие пробки
3 четверти
Спички
Стакан 600 мл
Свеча
300 мл воды
Деревянная ложка
Горячая плита
Пластиковая ложка
Материалы, необходимые для этого проекта, можно приобрести в Интернете на сайтах MiniScience.com, klk.com или scienceprojectstore.com.
Если в вашем районе есть научный поставщик, вы также можете купить их на месте.
Результаты эксперимента (наблюдения):
Эксперименты часто проводятся сериями. Можно провести серию экспериментов, каждый раз изменяя одну переменную на разную величину. Серия экспериментов состоит из отдельных экспериментальных «прогонов». Во время каждого прогона вы измеряете, насколько переменная повлияла на изучаемую систему. Для каждого прогона используется разная величина изменения переменной. Это приводит к разной реакции системы. Вы измеряете этот ответ или записываете данные в таблицу для этой цели. Это считается «необработанными данными», поскольку они еще не обработаны и не интерпретированы. Например, когда необработанные данные обрабатываются математически, они становятся результатами.
Результаты вашего эксперимента представлены в виде таблицы или графика.
Эксперимент 1:
Для этого эксперимента результаты должны иметь ответы на эти вопросы.
Тип металла Минуты потребовались для расплавления воска
Медь
Железо
….
Постройте график:
Используйте приведенную выше таблицу результатов, чтобы построить гистограмму. Используйте одну вертикальную полосу для каждого металла, который вы тестируете. Высота каждого столбца будет представлять минуты, которые потребовались для расплавления воска. Чем короче стержень, тем лучше проводящий металл. На каждой полосе или под ней напишите название металла, который она представляет.
Эксперимент 2:
Результатом этого эксперимента могут быть ответы на следующие вопросы.
1. В каком порядке из ложек выпали четвертинки? Объясните это на основе теплопроводности.
2. Определите и объясните кухонный предмет, сделанный из пластика, металла и дерева. Различают использование этих предметов на основе теплопроводности.
3. Объясните перенос энергии за счет теплопроводности своими словами.
Вывод:
Используя тенденции в ваших экспериментальных данных и ваши экспериментальные наблюдения, попытайтесь ответить на ваши первоначальные вопросы. Верна ли ваша гипотеза? Настало время собрать воедино то, что произошло, и оценить проведенные вами эксперименты.
Проволока из меди, нержавеющей стали и алюминия ……….. лучше всего проводит тепло. …………… занимает второе место по проводимости и …………… имеет самую низкую электропроводность.
После того, как вы напишете заключение, напишите дополнительную информацию, чтобы показать, что вы действительно усвоили предмет. Вот пример:
Некоторые материалы от природы являются хорошими проводниками тепла, а другие – плохими. Металлы обычно очень хорошо проводят тепло, что объясняет использование железа и меди в кухонной утвари. Такие материалы, как пластик, стекло или дерево, плохо проводят ток; поэтому при приготовлении пищи лучше использовать деревянную ложку, чем металлическую.
Связанные вопросы и ответы:
То, что вы узнали, может помочь вам ответить на другие вопросы. Многие вопросы связаны. Во время проведения экспериментов у вас могло возникнуть несколько новых вопросов. Теперь вы можете понять или проверить то, что вы обнаружили при сборе информации для проекта. Вопросы ведут к большему количеству вопросов, которые приводят к дополнительным гипотезам, которые необходимо проверить.
Возможные ошибки:
Если вы не заметили ничего отличного от того, что произошло с вашим элементом управления, переменная, которую вы изменили, может не повлиять на исследуемую систему. Если вы не наблюдали последовательную, воспроизводимую тенденцию в своей серии экспериментальных запусков, возможно, экспериментальные ошибки повлияли на ваши результаты. Первое, что нужно проверить, это то, как вы делаете свои измерения. Является ли метод измерения сомнительным или ненадежным? Возможно, вы неправильно читаете показания весов, или, возможно, измерительный прибор работает хаотично.
Если вы обнаружите, что ошибки эксперимента влияют на ваши результаты, тщательно переосмыслите план своих экспериментов. Просмотрите каждый шаг процедуры, чтобы найти источники потенциальных ошибок.

Element	Conductivity (S/m at 20°C)
Silver	6.30×10 ⁷
Copper	5.96×10 ⁷
Gold	4.11×10 ⁷
Aluminum	3.77×10 ⁷
Calcium	2. 98×10 ⁷
Tungsten	1.79×10 ⁷
Zinc	1.69×10 ⁷
Cobalt	1.60×10 ⁷
Nickel	1,43×10 ⁷
Рутений	1,41×10 ⁷

Элемент	Теплопроводность (Вт/смK)
Diamond (carbon)	8.95 to 13.50
Silver	4.29
Copper	4.01
Gold	3.17
Aluminum	2. 37
Beryllium	2,01
Кальций	2,01
ТРЕССТЕЙ	1,74
73 1,74
373 1,74
Родий	1,5
Кремний	1,48

Теплопроводность	Имя	Символ	#
0,0000364 Вт/смK	Радон	РН	86
0,0000569 Вт/смK	Ксенон	Хе	54
0,000089 Вт/смK	Хлор	Кл	17
0,0000949 Вт/смK	Криптон	Кр	36
0,0001772 Вт/смK	Аргон	Ар	18
0,0002598 Вт/смK	Азот	Н	7
0,0002674 Вт/смK	Кислород	О	8
0,000279 Вт/смK	Фтор	Ф	9
0,000493 Вт/смK	Неон	Не	10
0,00122 Вт/смK	Бром	Бр	35
0,00152 Вт/смK	Гелий	Он	2
0,001815 Вт/смK	Водород	Х	1
0,00235 Вт/смK	Фосфор	Р	15
0,00269Вт/смK	Сера	С	16
0,00449 Вт/смK	Йод	я	53
0,017 Вт/смK	Астатин	В	85
0,0204 Вт/смK	Селен	Se	34
0,0235 Вт/смK	Теллур	Те	52
0,063 Вт/смK	Нептуний	Нп	93
0,0674 Вт/смK	Плутоний	Пу	94
0,0782 Вт/смK	Марганец	Мн	25
0,0787 Вт/смK	Висмут	Би	83
0,0834 Вт/смK	Меркурий	рт. ст.	80
0,1 Вт/смK	Америций	Ам	95
0,1 Вт/смK	Калифорния	См.	98
0,1 Вт/смK	Нобелий	№	102
0,1 Вт/смK	Кюриум	См	96
0,1 Вт/смK	Лоуренсиум	Лр	103
0,1 Вт/смK	Фермиум	ФМ	100
0,1 Вт/смK	Эйнштейний	Эс	99
0,1 Вт/смK	Берклиум	Бк	97
0,1 Вт/смK	Менделевий	Мд	101
0,106 Вт/смK	Гадолиний	гд	64
0,107 Вт/смK	Диспрозий	Дай	66
0,111 Вт/смK	Тербий	Тб	65
0,114 Вт/смK	Церий	Се	58
0,12 Вт/смK	Актиний	Ас	89
0,125 Вт/смK	Празеодим	Пр	59
0,133 Вт/смK	Самарий	См	62
0,135 Вт/смK	Лантан	Ла	57
0,139 Вт/смK	Европий	ЕС	63
0,143 Вт/смK	Эрбий	Er	68
0,15 Вт/смK	Франций	Пт	87
0,158 Вт/смK	Скандий	Sc	21
0,162 Вт/смK	Гольмий	Хо	67
0,164 Вт/смK	Лютеций	Лу	71
0,165 Вт/смK	Неодим	Нд	60
0,168 Вт/смK	Тулий	Тм	69
0,172 Вт/смK	Иттрий	Д	39
0,179 Вт/смK	Прометий	вечера	61
0,184 Вт/смK	Барий	Ба	56
0,186 Вт/смK	Радий	Ра	88
0,2 Вт/смK	Полоний	По	84
0,219 Вт/смK	Титан	Ти	22
0,227 Вт/смK	Цирконий	Зр	40
0,23 Вт/смK	Гафний	Хф	72
0,23 Вт/смK	Резерфордий	РФ	104
0,243 Вт/смK	Сурьма	Сб	51
0,274 Вт/смK	Бор	Б	5
0,276 Вт/смK	Уран	У	92
0,307 Вт/смK	Ванадий	В	23
0,349 Вт/смK	Иттербий	Ыб	70
0,353 Вт/смK	Стронций	Старший	38
0,353 Вт/смK	Свинец	Пб	82
0,359 Вт/смK	Цезий	цезий	55
0,406 Вт/смK	Галлий	Га	31
0,461 Вт/смK	Таллий	Тл	81
0,47 Вт/смK	Протактиний	Па	91
0,479 Вт/смK	Рений	Re	75
0,502 Вт/смK	Мышьяк	Как	33
0,506 Вт/смK	Технеций	ТК	43
0,537 Вт/смK	Ниобий	№	41
0,54 Вт/смK	Торий		90
0,575 Вт/смK	Тантал	Та	73
0,58 Вт/смK	Дубниум	Дб	105
0,582 Вт/смK	Рубидий	руб	37
0,599 Вт/смK	Германий	Гэ	32
0,666 Вт/смK	Олово	Сн	50
0,716 Вт/смK	Платина	Пт	78
0,718 Вт/смK	Палладий	ПД	46
0,802 Вт/смK	Железо	Fe	26
0,816 Вт/смK	Индий	В	49
0,847 Вт/смK	Литий	Ли	3
0,876 Вт/смK	Осмий	Ос	76
0,907 Вт/смK	Никель	Ni	28
0,937 Вт/смK	Хром	Кр	24
0,968 Вт/смK	Кадмий	CD	48
1 Вт/смK	Кобальт	Со	27
1,024 Вт/смK	Калий	К	19
1,16 Вт/смK	Цинк	Цинк	30
1,17 Вт/смK	Рутений	Ру	44
1,29 Вт/смK	Углерод	С	6
1,38 Вт/смK	Молибден	Пн	42
1,41 Вт/смK	Натрий	Нет	11
1,47 Вт/смK	Иридий	Ир	77
1,48 Вт/смK	Кремний	Си	14
1,5 Вт/смK	Родий	Rh	45
1,56 Вт/смK	Магний	мг	12
1,74 Вт/смK	Вольфрам	Вт	74
2,01 Вт/смK	Кальций	Са	20
2,01 Вт/смK	Бериллий	Быть	4
2,37 Вт/смK	Алюминий	Ал	13
3,17 Вт/смK	Золото	Золото	79
4,01 Вт/смK	Медь	Медь	29
4,29 Вт/смK	Серебро	Аг	47

Научное название	Химический символ	раз (с) расплавить	Теплопроводность
Медь	Медь	106 секунд	16 000 шт.
алюминий	Ал	132 секунды	8 600 шт.
латунь	Сплав	215 секунд	4 600 шт.
железо	Фе	240 секунд	2 000 шт.
сталь	Сплав	242 секунды	2 000 шт.

Жесткая медная проволока длиной 19 см	Металлическая ложка
2 маленькие пробки	3 четверти
Спички	Стакан 600 мл
Свеча	300 мл воды
Деревянная ложка	Горячая плита
Пластиковая ложка

Тип металла	Минуты потребовались для расплавления воска
Медь
Железо
….