Теплопроводность металлов обусловлена: Теплопроводность металлов обусловлена… – Школьные Знания.com
alexxlab | 31.03.2023 | 0 | Разное
Дистанционное обучение. Задание для 9 класса
28.04.2020 Новости для учеников
Ребята, сегодня мы обобщаем знания по разделу «Металлы».
Попробуйте самостоятельно ответить на эти вопросы. Правильные ответы приведены внизу.
1. Самый тяжелый металл
А) свинец Б) осмий
В) ртуть Г) золото
2.1. Металлический блеск обусловлен…
2.2. Электропроводность металлов обусловлена…
2.3. Пластичность металлов обусловлена….
2.4. Теплопроводность металлов обусловлена…
А) отражением световых лучей
Б) присутствием подвижных электронов в кристаллических решетках
В) скольжением слоев атомов в кристаллах относительно друг друга
Г) колебанием ионов при посредстве электронов
3. Легкий металл
А) кальций Б) железо
В) медь Г) молибден
4.
А) рубидий Б) калий
В) натрий Г) литий
5. В узлах кристаллических решеток металлов находятся
А) атомы и положительные ионы металлов
Б) атомы и отрицательные ионы металлов
В) молекулы Г) электроны
6. Верны ли следующие суждения? А.Электро- и теплопроводность – важнейшие свойства металлов. Все металлы твердые и хрупкие.
7. Верны ли следующие суждения? А. все металлы легко реагируют с водой, образуя щелочи. Б. Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой, образуя щелочи
8. Верны ли следующие суждения? А. Алюминий очень активный металл. Б. При комнатной температуре на воздухе алюминий не изменяется
9. Верны ли следующие суждения? А. Щелочные металлы – это серебристо-белые мягкие вещества. Б. Щелочные металлы – это легкие и легкоплавкие вещества
А) верно только А Б) верны оба суждения В) оба суждения неверны Г) верно только Б.
10.Взаимодействует с кислородом только при нагревании
А) Ag Б) Li В) Cu Г) Na
11.
Легко взаимодействует с кислородом при обычных условиях
А) Fe Б) Au В) Zn Г) Ca
12. Не взаимодействует с кислородом
А) Pt Б) Ca В) Cu Г) K
13.Укажите восстановитель в реакции 2Na + O2 = Na2O2
А) Na0 Б) Na+1 В) O 20 Г) O-1
14. Укажите окислитель в реакции 2Na + 2H2O = 2NaOH+ H2
А) Na0 Б) H+1 В) H0 Г) Na+1
15. Сокращенное ионное уравнение
Al3+ + 4OH– = Al(OH)4–
соответствует взаимодействию следующих веществ
А) AlCl
Г) AlCl3 и KOHизбыток
16. Пассивируют железо при обычных условиях
А) HCl конц и HNO3 конц Б) HNO3 конц и H2SO4конц
В) HNO3разб и H2SO4разб Г) HCl разб, и H2SO4разб
17.
Алюминий взаимодействует с каждым из трех веществ
А) NaOH, NaCl, NiCl2 Б) Al2(SO4)3, H2SO4, HNO3
В) HCl, Cl2, O2 Г) MgCl2, FeSO4, HCl
18. Цинк взаимодействует с каждым из трех веществ
А) NaOH, NaCl, NiCl2 Б) Al2(SO4)3, H 2SO4, HNO3
В) HCl, Cl2, MgCl2 Г) HgCl2, FeSO4, HCl
19. Медь взаимодействует с каждым из трех веществ
А) H2O, O2, Fe Б) FeSO4, H2SO4 конц, Hg(NO3)2
В) HCl, AgNO3, HgCl2 Г) H2SO4конц , Hg(NO3)2, HNO3
Правильные ответы:
1-Б, 2.1-А, 2.
2- Б, 2.3 – В, 2.4 -Г, 3-А, 4-А
5-А, 6-А, 7-Г, 8-Б, 9-Б, 10-В, 11-Г, 12-А
13-А, 14-Б, 15-Г, 16-Б, 17-В, 18-Г, 19-Г
Выполните следующее задание:
- Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель
Вa + HNO3 (конц) = Вa(NO3 )2 + N2O + H2O
- Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель и восстановитель
Fe + H2SO4 (конц) = Fe2(SO4 )3 + SO2 + H2O
Посмотрите в тетради, как мы решали задачи на примеси и проводили расчеты по уравнениям. Попробуйте решить эти задачи
1. Рассчитайте массу оксида кальция, который образуется при обжиге 50 г карбоната кальция, содержащего 6% примесей.
Какой объем углекислого газа выделился? (Ответ: 26,32 г., 10,528 л.)
2. Вычислите, какие навески цинка и алюминия необходимо взять, чтобы при растворении их в соляной кислоте объем выделившегося водорода был одинаков – по 1,12л. (Ответ: 3,25 г. и 0,9 г.)
Отчет о работе высылать не нужно. Если есть вопросы, напишите мне.
Завтра проверочная работа!
← Назад к новостям
Теплопроводность при низких температурах
По мере охлаждения твердого тела теплопроводность кристаллов сильно возрастает. Когда кристалл охлаждается, число волн, переносящих энергию колебательного движения, становится меньше, и можно было бы ожидать уменьшения теплопроводности. Существует, однако, другой эффект, который действует в противоположном направлении. Когда кристалл охлаждается и атомы колеблются слабее, многие волны, в виде которых распространяются колебания, затухают, но зато остальные распространяются на большее расстояние.
Увеличение расстояния, проходимого волнами, более чем компенсирует уменьшение набора сохранившихся волн. Таким образом, теплопроводность кристаллов сильно возрастает при охлаждении. В конце концов при очень низких температурах (примерно 40° К) волны проходят через весь кристалл без рассеяния до его границ. Но при абсолютном нуле температуры теплопроводность некоторых кристаллов стремится к нулю, поскольку число волн, переносящих тепло, неуклонно убывает.
Заметим, что при этих низких температурах теплопроводность совершенного кристалла сапфира не хуже, чем у меди. Увеличение расстояния, на которое могут распространяться колебания без рассеяния их энергии, несомненно, очень сильно влияет на свойства кристалла. Теплопроводность стекла по сравнению с теплопроводностью хороших кристаллов слишком мала. Поскольку атомы в стекле не расположены рядами, как в хороших кристаллах, колебательные волны никогда не могут распространяться на большие расстояния, и стекло является плохим проводником тепла при любых температурах.
В металлах волны, в виде которых распространяются колебания, переносят тепловую энергию точно так же, как в неметаллах. Но электроны тоже переносят энергию. Каждый электрон способен переносить примерно столько же энергии, сколько и эти волны, но, так как электроны движутся намного быстрее (в 100 раз), теплопроводность металлов обусловлена в основном электронами.
Однако колебания ионов атомов в металле нельзя совсем не учитывать. При рассмотрении теплопроводности, точно так же как и электропроводности, необходимо иметь в виду, что расстояние, которое способны проходить электроны, ограничивается рассеянием электронов на препятствиях. В кристаллах чистых металлов основные препятствия, на которых рассеиваются электроны, обусловлены колебаниями решетки, приводящими к тому, что атомы не лежат на одной прямой. Когда металл охлаждается и колебания становятся слабее, электроны способны проходить большие расстояния, поэтому теплопроводность металлов возрастает. При достаточно низкой температуре электроны могут проходить через кристаллы небольших размеров, при этом теплопроводность достигает максимума.
Дальнейшее охлаждение понижает энергию, которую могут переносить электроны, и при абсолютном нуле температуры теплопроводность кристалла в некоторых случаях стремится к нулю.
Для сравнения показан также график (нету) теплопроводности металла, содержащего очень много примесей, — стали. В этом образце электроны рассеиваются в значительной степени на вкрапленных препятствиях (инородных атомах), так что с температурой число центров рассеяния не меняется. Таким образом, теплопроводность медленно убывает, по мере того как электроны оказываются в состоянии переносить все меньше и меньше энергии. Теплопроводность всех чистых кристаллов, металлических и неметаллических, изменяется в зависимости от температуры почти так же, как у сапфира или меди. При понижении температуры движение атомов становится менее интенсивным и расстояние, на которое распространяются упругие волны и электроны без рассеяния, очень быстро возрастает, поскольку оно ограничивается лишь размерами кристалла. В идеальном кристалле больших размеров при низкой температуре тепло могло бы, по-видимому, распространяться со скоростью, приближающейся к скорости звука.
С другой стороны, в сплаве вроде стали, которая представляет собой кристалл железа, содержащий большое число добавочных атомов углерода, марганца и хрома, электроны рассеиваются такими примесями. Теплопроводность стали невелика при всех температурах. Сходную картину мы наблюдаем в случае стекла. В стекле атомы расположены далеко не в идеальном порядке, и колебания не могут распространяться в виде волн на большие расстояния ни при какой температуре. Поэтому теплопроводность стекла и пластиков слишком мала, чтобы ее можно было представить на графике. Эта огромная разница в теплопроводностях между хорошими кристаллами и твердыми телами с неупорядоченной структурой является следствием высокой степени упорядоченности, возможной в природе, когда вечно движущиеся атомы и электроны образуют в своем расположении длинные правильные ряды.
Теплопроводность металлов: определение, использование, значения, эффекты
Дом »Физика
Дивья Каре
| Обновлено: 30 января 2023 г.
, 12:38 IST
0
Сохранить
Скачать публикацию в формате PDFТеплопроводность — один из трех способов передачи тепла и лучший метод для металлов. Это происходит непосредственно при контакте. Теплопроводность в металлах происходит из-за наличия внутри них свободных электронов, которые передают тепловую энергию от одного к другому. Мера этой проводимости известна как теплопроводность. Теплопроводность металлов — это скорость, с которой любой металл будет передавать тепло. Некоторые металлы проводят тепло быстрее, чем другие.
В этой статье подробно рассматриваются концепции теплопроводности.
Что такое теплопроводность металлов?Теплопроводность металлов определяется как количество теплоты, переданное из-за единичного градиента температуры в единицу времени в направлении, нормальном к единице площади металла. Это потенциал передачи тепла любого металла.
Обозначается символом «К».
Математически теплопроводность металлов определяется как 9{2}\) )
\(\Delta T \)= разница температур между двумя металлическими поверхностями (в К)
На изображении ниже показана формула теплопроводности металлов.
На изображении тепло передается между двумя металлическими гранями, которые находятся на расстоянии «d» друг от друга.
В таблице ниже приведен список металлов и их значения теплопроводности при 20°C.
| Metal | Thermal Conductivity Coefficient W/mK | |
| Aluminum | 239 | |
| Antimony | 18 | |
| Brass (60/40) | 96 | |
| Cadmium | 92 | |
| Хром | 67 | |
| COBALT | 69 | |
| Constantan | 229555959999999999999999999999999999999999999999999999999999999. | |
| 955 | ||
| .0051 | Copper | 386 |
| Gold | 310 | |
| Inconel | 15 | |
| Iron, cast | 55 | |
| Iron, pure | 80 | |
| Lead | 35 | |
| Магний | 151 | |
| Molybdenum | 143 | |
| MONEL | 26 | |
| НИКЛА0055 | ||
| Silver | 419 | |
| Steel mild | 50 | |
| Steel: mild | 50 | |
| stainless | 25 | |
| Tin | 67 | |
| Uranium | 28 | |
| Цинк | 113 |
Поскольку наличие примесей в металле снижает его теплопроводность, то наличие примесей в металле снижает его теплопроводность.
Металлы проводят через себя тепло благодаря присутствующим в них свободным электронам. Также проводимость снижается из-за присутствия примесей, поскольку присутствие примеси снижает подвижность электронов внутри металла.
Использование металла в качестве теплопроводникаИз-за теплопроводности металлов металлы используются для различных целей, таких как:
- В радиаторах используются металлы с высокой теплопроводностью.
- Такие металлы, как алюминий и чугун, используются в качестве посуды для приготовления пищи из-за их способности проводить тепло.
- Такие вещества, как термопаста, состоят из оксидов цинка и используются между ЦП и радиатором для передачи выделяемого тепла.
Надеюсь, что эта статья смогла передать вам концепцию по этой теме. Есть много таких интересных тем по физике и их реальных приложений, о которых можно узнать, просто загрузите приложение Testbook и начните просматривать, чтобы получить представление о них, которое может прояснить все ваши представления о них.
Q.1 Что такое теплопроводность металлов?
Ответ 1 Теплопроводность – это скорость, с которой любой металл передает тепло.
Q.2 Почему теплопроводность металлов уменьшается с повышением температуры?
Ответ 2 Теплопроводность в металлах происходит из-за наличия внутри них свободных электронов, которые передают тепловую энергию от одного к другому. При повышенных температурах электроны начинают удаляться хаотично и с большей скоростью. Таким образом, электроны не могут быстро передавать тепло.
Q.3 Какой металл имеет максимальную теплопроводность?
Ans.3 Серебро имеет максимальную теплопроводность.
Q.4 Как рассчитать теплопроводность металлического стержня?
Ответ 4 Теплопроводность металлического стержня находится по формуле \(K = \frac{QL}{A \Delta{T}}\)
Q.
5 Как определить определить теплопроводность металла по теплоемкости?
Ans.5 Его можно найти по их теплоемкости с помощью закона Видемана-Франца, который математически формулируется как \(K = \frac{nv{\lambda}{c_{v}}}{ 2}\). В этом уравнении частицы представляют собой свободные электроны, присутствующие в металле.
Скачать публикацию в формате PDF| Реакция Виттига: узнать ее определение, механизм, значение и применение |
| 0055 |
| Работа электрического звонка: описание его компонентов и применение |
| Сцинтилляционный счетчик: описание его действия, типов и применения |
| Синхротрон: изучение принципа действия, преимуществ и применения |
Это одна из трех концепций, с помощью которых тепло и энергия могут передаваться из одного места в другое внутри материала или из одного материала в другой. Проводимость происходит при прямом контакте, тогда как конвекция происходит за счет движения или потока тепла. С другой стороны, излучение происходит с помощью электромагнитных волн. Проводимость в основном происходит в металлах, и проводимость металлов отличается друг от друга. Когда дело доходит до лучшего металла для теплопроводности, в идеале это серебро, но вместо него используется медь. Причина этого в том, что Серебро слишком дорого и его невозможно использовать. Медь, с другой стороны, доступна в изобилии, доступна по цене и может использоваться в любом приложении.
Этот процесс также зависит от плотности продукта и удельной теплоемкости используемого изоляционного материала.
Рассчитайте скорость теплопередачи.