Теплопроводность у меди – Свойства меди: плотность, теплоемкость, теплопроводность

alexxlab | 07.02.2019 | 0 | Вопросы и ответы

Содержание

Теплопроводность меди – как влияет на свойства меди? + Видео

Высокая теплопроводность меди наряду с другими замечательными свойствами определила этому металлу значимое место в истории развития человеческой цивилизации. Изделия из меди и ее сплавов используются практически во всех сферах нашей жизни.  

1 Медь – коротко про теплопроводность

Теплопроводностью называют процесс переноса энергии частиц (электронов, атомов, молекул) более нагретых участков тела к частицам менее нагретых его участков. Такой теплообмен приводит к выравниванию температуры. Вдоль тела переносится только энергия, вещество не перемещается. Характеристикой способности проводить тепло является коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, которая проходит через материал площадью 1 м2, толщиной 1 м, за 1 секунду при единичном градиенте температуры.

Рекомендуем ознакомиться

Коэффициент теплопроводности меди при температуре 20–100 °С составляет 394 Вт/(м*К) – выше только у серебра. Стальной прокат уступает меди по этому показателю почти в 9 раз, а железо – в 6. Различные примеси по-разному влияют на физические свойства металлов. У меди скорость передачи тепла снижается при добавлении в материал или попадании в результате технологического процесса таких веществ, как:

  • алюминий;
  • железо;
  • кислород;
  • мышьяк;
  • сурьма;
  • сера;
  • селен;
  • фосфор.

Высокая теплопроводность характеризуется быстрым распространением энергии нагрева по всему объему предмета. Эта способность обеспечила меди широкое применение в любых системах теплообмена. Ее используют при изготовлении трубок и радиаторов холодильников, кондиционеров, вакуумных установок, автомашин для отвода избыточного тепла охлаждающей жидкости. В отопительных приборах подобные изделия из меди служат для обогрева.

Способность меди проводить тепло снижается при нагреве. Значения коэффициента теплопроводности меди в воздухе зависит от температуры последнего, которая влияет на теплоотдачу (охлаждение). Чем выше температура окружающей среды, тем медленнее остывает металл и ниже его теплопроводность. Поэтому во всех теплообменниках используют принудительный обдув вентилятором – это повышает эффективность работы устройств и одновременно поддерживает тепловую проводимость на оптимальном уровне.

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

  • плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
  • стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

3 Минусы высокой теплопроводности

Низкая теплопроводность во многих случаях является нужным свойством – на этом основана теплоизоляция. Использование медных труб в системах отопления приводит к гораздо большим потерям тепла, чем при применении магистралей и разводок из других материалов. Медные трубопроводы требуют более тщательной теплоизоляции.

У меди высокая теплопроводность, что обуславливает достаточно сложный процесс монтажных и других работ, имеющих свою специфику. Сварка, пайка, резка меди требует более концентрированного нагрева, чем для стали, и зачастую предварительного и сопутствующего подогрева металла.

При газовой сварке меди необходимо использование горелок мощностью на 1–2 номера выше, чем для стальных деталей такой же толщины. Если медь толще 8–10 мм, рекомендуется работать с двумя или даже тремя горелками (часто сварку производят одной, а другими осуществляют подогрев). Сварочные работы на переменном токе электродами сопровождаются повышенным разбрызгиванием металла. Резак, достаточный для толщины высокохромистой стали в 300 мм, подойдет для резки латуни, бронзы (сплавы меди) толщиной до 150 мм, а чистой меди всего в 50 мм. Все работы связаны с значительно большими затратами на расходные материалы.

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Медь – один из главных компонентов в электронике, используется во всех микросхемах. Она отводит и рассеивает тепло, образующееся при прохождении тока. Ограничение быстродействия компьютеров обусловлено увеличением нагрева процессора и других элементов схем при росте тактовой частоты. Разбиение на несколько ядер, работающих одновременно, и другие способы борьбы с перегревом себя исчерпали. В настоящее время ведутся разработки, направленные на получение проводников с более высокой электропроводимостью и теплопроводностью.

Открытый недавно учеными графен способен значительно увеличить теплопроводность медных проводников и их возможность к рассеиванию тепла. При проведении эксперимента слой меди покрыли графеном со всех сторон. Это улучшило теплоотдачу проводника на 25 %. Как объяснили ученые, новое вещество меняет структуру передачи тепла и позволяет энергии двигаться в металле свободнее. Изобретение находится на стадии доработки – при эксперименте использовался медный проводник гораздо больших размеров, чем в процессоре.

tutmet.ru

Теплопроводность меди. Замечательное свойство

В истории человеческой цивилизации роль меди преувеличить невозможно. Именно с нее человек начинал осваивать металлургию, учился создавать инструменты, посуду, украшения, деньги. И все благодаря уникальным свойствам этого металла, проявляющимся при сплаве с другими веществами. То мягкий, то прочный, то тугоплавкий, то плавится без всяких усилий. Обладает множеством прекрасных характеристик, и одной из них является теплопроводность меди.

Если речь зашла об этой характеристике, то надо пояснить, о чем идет речь. Теплопроводностью называют способность вещества передавать тепло от нагретого участка к холодному. Так вот, теплопроводность меди одна из самых высоких среди металлов. Как можно оценить такое свойство, как хорошее или как плохое?

Если спросить кулинаров и поваров, они скажут, как хорошее, благодаря чему медная посуда наилучшим образом передает тепло от огня к готовящемуся продукту, да и нагрев равномерно распределяется по поверхности, контактирующей с пламенем.

Конечно, и другие металлы, и не только металлы, передают тепло, или, по-другому, обладают достаточной теплопроводностью, но у меди эта способность одна из лучших, так называемый коэффициент теплопроводности меди самый высокий, выше только у серебра.

Отмеченная способность обеспечивает широкие возможности использования металла в самых разных областях. В любых системах теплообмена медь является первым кандидатом на применение. Например, в электроотопительных приборах или в радиаторе автомобиля, где нагретая охлаждающая жидкость отдает лишнее тепло.

Теперь можно попытаться понять, чем обусловлен эффект передачи тепла. Происходящее объясняется достаточно просто. Происходит равномерное распределение энергии по объему материала. Можно провести аналогию с летучим газом. Попав в какой-то замкнутый сосуд, такой газ занимает все доступное ему место. Так и здесь, если металл нагреть в какой-то отдельной области, то полученная энергия равномерно распределяется по всему материалу.

Таким явлением можно объяснить теплопроводность меди. Не вдаваясь в квантовую физику, можно сказать, что за счет внешнего поступления энергии (нагрева) часть атомов получает дополнительную энергию и затем передает ее другим атомам. Энергия (нагрев) распространяется по всему объему предмета, вызывая его общий нагрев. Подобное происходит с любым веществом.

Разница только в том, что медь, теплопроводность которой очень высокая, хорошо передает тепло, а другие вещества делают то же самое значительно хуже. Но во многих случаях это может быть и нужным свойством. На свойстве веществ плохо проводить тепло основана теплоизоляция, за счет плохой передачи тепла не происходит его потерь. Теплоизоляция в домах позволяет сохранять комфортные условия проживания в самые суровые морозы.

Обмен энергией, или, как в нашем случае, передача тепла, может осуществляться и между разными материалами, если они находятся в физическом контакте. Именно это происходит, когда мы ставим чайник на огонь. Он нагревается, а затем от посуды нагревается вода. За счет свойств материала происходит передача тепла. Теплопередача зависит от многих факторов, в том числе от свойств самого материала, таких как его чистота. Так, если теплопроводность меди лучше, чем у других металлов, то уже ее сплавы, бронза и латунь обладают значительно худшей теплопроводностью.

Говоря об этих свойствах, нельзя не отметить, что теплопроводность зависит от температуры. Даже у самой чистой меди, с содержанием 99,8%, с ростом температуры коэффициент теплопроводности падает, а у других металлов, например, марганцевой латуни, с повышением температуры коэффициент растет.

В изложенном описании дано объяснение такого понятия, как теплопроводность, объяснена физическая суть явления, на примере меди и других веществ рассмотрены некоторые варианты применения этих свойств в повседневной жизни.

fb.ru

Теплопроводность меди. Замечательное свойство

В истории человеческой цивилизации роль меди преувеличить невозможно. Именно с нее человек начинал осваивать металлургию, учился создавать инструменты, посуду, украшения, деньги. И все благодаря уникальным свойствам этого металла, проявляющимся при сплаве с другими веществами. То мягкий, то прочный, то тугоплавкий, то плавится без всяких усилий. Обладает множеством прекрасных характеристик, и одной из них является теплопроводность меди.

Если речь зашла об этой характеристике, то надо пояснить, о чем идет речь. Теплопроводностью называют способность вещества передавать тепло от нагретого участка к холодному. Так вот, теплопроводность меди одна из самых высоких среди металлов. Как можно оценить такое свойство, как хорошее или как плохое?

Если спросить кулинаров и поваров, они скажут, как хорошее, благодаря чему медная посуда наилучшим образом передает тепло от огня к готовящемуся продукту, да и нагрев равномерно распределяется по поверхности, контактирующей с пламенем.

Конечно, и другие металлы, и не только металлы, передают тепло, или, по-другому, обладают достаточной теплопроводностью, но у меди эта способность одна из лучших, так называемый коэффициент теплопроводности меди самый высокий, выше только у серебра.

Отмеченная способность обеспечивает широкие возможности использования металла в самых разных областях. В любых системах теплообмена медь является первым кандидатом на применение. Например, в электроотопительных приборах или в радиаторе автомобиля, где нагретая охлаждающая жидкость отдает лишнее тепло.

Теперь можно попытаться понять, чем обусловлен эффект передачи тепла. Происходящее объясняется достаточно просто. Происходит равномерное распределение энергии по объему материала. Можно провести аналогию с летучим газом. Попав в какой-то замкнутый сосуд, такой газ занимает все доступное ему место. Так и здесь, если металл нагреть в какой-то отдельной области, то полученная энергия равномерно распределяется по всему материалу.

Таким явлением можно объяснить теплопроводность меди. Не вдаваясь в квантовую физику, можно сказать, что за счет внешнего поступления энергии (нагрева) часть атомов получает дополнительную энергию и затем передает ее другим атомам. Энергия (нагрев) распространяется по всему объему предмета, вызывая его общий нагрев. Подобное происходит с любым веществом.

Разница только в том, что медь, теплопроводность которой очень высокая, хорошо передает тепло, а другие вещества делают то же самое значительно хуже. Но во многих случаях это может быть и нужным свойством. На свойстве веществ плохо проводить тепло основана теплоизоляция, за счет плохой передачи тепла не происходит его потерь. Теплоизоляция в домах позволяет сохранять комфортные условия проживания в самые суровые морозы.

Обмен энергией, или, как в нашем случае, передача тепла, может осуществляться и между разными материалами, если они находятся в физическом контакте. Именно это происходит, когда мы ставим чайник на огонь. Он нагревается, а затем от посуды нагревается вода. За счет свойств материала происходит передача тепла. Теплопередача зависит от многих факторов, в том числе от свойств самого материала, таких как его чистота. Так, если теплопроводность меди лучше, чем у других металлов, то уже ее сплавы, бронза и латунь обладают значительно худшей теплопроводностью.

Говоря об этих свойствах, нельзя не отметить, что теплопроводность зависит от температуры. Даже у самой чистой меди, с содержанием 99,8%, с ростом температуры коэффициент теплопроводности падает, а у других металлов, например, марганцевой латуни, с повышением температуры коэффициент растет.

В изложенном описании дано объяснение такого понятия, как теплопроводность, объяснена физическая суть явления, на примере меди и других веществ рассмотрены некоторые варианты применения этих свойств в повседневной жизни.

autogear.ru

Медь теплопроводность – Справочник химика 21





    Медь, серебро и золото несколько выпадают из общей для переходных металлов закономерности по своему электронному строению с валентной конфигурацией Они характеризуются более низкими температурами плавления и кипения, чем предшествующие им переходные элементы, и являются довольно мягкими металлами. Проявление таких свойств соответствует закономерной тенденции к ослаблению металлических связей, обнаруживаемой начиная с группы У1Б(Сг-Мо- У). Эта тенденция объясняется постепенным уменьшением числа неспаренных -электронов у атомов металлов второй половины переходных рядов. Медь, серебро и золото обладают очень большой электро- и теплопроводностью, поскольку их электронное строение обусловливает высокую подвижность 5-электронов. Эти металлы ковки, пластичны и инертны и могут находиться в природе в металлическом состоянии. Они встречаются довольно редко и поэтому имеют высокую стоимость, но все же распространены значительно больше, чем платиновые металлы. Относительно большая распространенность и возможность существования этих металлов в природе в несвязанном виде послужили причиной того, что они явились первыми металлами, с которыми познакомился чёловск и кошрые иН научился обрабатывать. По-видимому, первым металлом, который стали восстанавливать из его руды, была медь. Металлургия началась с открытия того, что сплав меди с оловом (естественно встречающаяся примесь) дает намного более твердый материал – бронзу. Медные предметы были найдены [c.446]








    Общие свойства меди и ее сплавов. Медь, помимо широкого применения в технике по причине ее высокой электропроводности, используется в химическом машиностроении в качестве конструкционного материала для изготовления разнообразной химической аппаратуры и в особенности теплообменной аппаратуры (выпарные аппараты,теплообменники,конденсаторы, испарители, змеевики и т. п.). Объясняется это высокой теплопроводностью меди и ее сплавов, их благоприятными физико-механическими свойствами при достаточно высокой [c.245]

    Е. Конструкционные материалы. Основными конструкционными материалами являются алюминий, углеродистая и нержавеющая стали. Выбор материала определяется расчетными предельными значениями давления и температуры, а также коррозионной стойкостью. В отсутствие коррозионных жидкостей высокая теплопроводность алюминия обеспечивает самую низкую стоимость теплообменника. Алюминий целесообразно применять в диапазоне температур от криогенных до 250 °С, углеродистую сталь — от 250 до 480 “С, нержавеющую сталь — в диапазоне 250—650 С. Для работы при высоких температурах в условиях коррозии предпочтительно использовать нержавеющие стали. Медь удобна для паяных конструкций и обеспечивает идеальные тепловые свойства. Тем не менее ее применяют только в коррозионной среде, где неприменим алюминий. В большинстве автомобильных радиаторов применяются медь или медные сплавы. [c.307]

    Из металлов лучше всего проводят тепло серебро и медь. Теплопроводность алюминия примерно в 2,5 раза, железа в 6 раз, свинца в 12 раз меньше, чем меди. [c.59]

    Влияние теплопроводности шариков и цилиндров на коэффициент теплопередачи от потока к стенке исследовалось в этой же работе. Зерна были сделаны из железного литья, цинка, алюминия и меди. Результаты приведены на рис. 1-45 и представляют собой зависимость поправочного коэффициента (а) (а) от величины коэффициента теплопроводности данного металла >.ч, ккал, м-ч – град). На этот коэффициент следует умножить коэффициент теплопередачи, полученный из графика (рис. 1-44). [c.58]

    Для более интенсивного отвода тепла от выхлопных клапанов в мощных двигателях применяют более сложную систему охлаждения. Для этого стержень и тарелку клапана делают полыми полость заполняют калиевой солью (ККО. ), натриевой солью (КаКО ), металлическим натрием (Ка) и через полость клапана пропускают охлаждающую воду. Иногда в полую часть стержня (шпинделя) запрессовывают стержень из красной меди, теплопроводность которой в 7 — [c.327]

    Более низкая, чем у меди, теплопроводность титановых труб компенсируется за счет меньшей толщины стенки и отсутствия образования накипи на стенках труб. Опытные испытания в США показали, что титановые трубы более эффективны при эксплуатации в опреснительных установках для морской воды, чем трубы пз рекомендованных для этой цели медных сплавов. Исследования, проведенные институтом титана (г. Запорожье), показывают, что экономическая [c.40]

    Медь пластична (легко изменяет форму под внешним механическим воздействием), очень хорошо проводит электрический ток, обладает высокой теплопроводностью, относительно устойчива к химическим воздействиям, устойчива к коррозии, ее поверхность имеет приятный оттенок и блеск. [c.148]

    Металлы имеют высокую теплопроводность и называются поэтому хорошими проводниками тепла. Из них лучшие проводники — серебро и медь. Теплопроводность серебра и меди в 8 раз больше теплопроводности стали. [c.23]

    Медь давно применяется как основной материал- при изготовлении лабораторных сосудов для жидких кислорода и азота. Емкость таких сосудов может быть от 5 до 1000 л. Изделия из меди можно получать выдавливанием или штамповкой, а пайка медных соединений производится весьма просто. Медь имеет высокую отражательную способность и является поэтому особенно подходящим материалом для оболочек, ограничивающих изолирующее вакуумное пространство. Недостатки меди — малая твердость и низкая механическая прочность. Однако благодаря вязкости меди при низких температурах она является сравнительно надежным материалом, так как течет и деформируется без серьезной опасности полного разрушения. Высокая теплопроводность меди во многих случаях весьма полезна, но это делает медь неподходящим материалом для наполнительных и выпускных трубопроводов, проходящих от холодных областей к теплым. Следует отметить, что существует несколько сортов меди, теплопроводность которых при низких температурах может быть весьма различной в зависимости от количества и характера примесей. При проектировании можно руководствоваться данными по коэффициентам теплопроводности, приведенными в гл. 9. Бесшовные медные трубы и листы отличаются отсутствием неоднородностей, пустот и пористых включений. [c.211]

    Несмотря на то что теплопроводность меди больше, чем никеля, коэффициент теплопередачи в котле из никеля оказался выше коэффициента теплопередачи медного котла. [c.191]

    Как самый тугоплавкий металл, вольфрам входит в состав ряда жаропрочных сплавов. В частности, его сплавы с кобальтом н хр.о-мом — стеллиты — обладают высокими твердостью, износоустойчивостью, жаростойкостью. Сплавы вольфрама с медью и с серебром сочетают в себе высокие электро- и теплопроводность, и износоустойчивость. Они применяются для изготовления рабочих частей рубильников, выключателей, электродов для точечной сварки. [c.661]








    Медь, серебро и золото в гораздо большей мере послужили причиной распрей и борьбы за их обладание, чем другие элементы. Еще столетие назад они использовались главным образом в связи со своими символическими и декоративными качествами. В наше время физические свойства Ag и Аи-высокая электро- и теплопроводность, а также коррозионная устойчивость – приобрели столь большое значение, что эти металлы невозможно продолжать использовать в их традиционной роли основы монетных сплавов. Золото сейчас используется для покрытия внешних поверхностей самых ответственных деталей искусственных спутников Земли. [c.447]

    В химической технологии применяются теплообменники, изготовленные из самых различных металлов (углеродистых и легированных сталей, меди, титана, тантала и др.), а также из неметаллических материалов, например графита, тефлона и др. Выбор материала диктуется в основном его коррозионной стойкостью и теплопроводностью, причем конструкция теплообменного аппарата существенно зависит от выбранного материала. [c.24]

    Символ Си красноватый до желто красного металл относительно мягкий, тугоплавкий и пластичный обладает очень высокой электро-и теплопроводностью на воздухе поверхностный слой окисляется до оксида меди(1), а при нагревании – до оксида меди(11) реагирует с окисляющими кислотами с образованием солей. [c.166]

    Примесн железа способствуют измельчению структуры и повышению механических свойств меди, ио теплопроводность и коррозионная стойкость металла при этом понижаются. [c.247]

    Кожухотрубный графитовый теплообменник по конструкции похож на теплообменник, изготовленный из металла и состоит из труб и кожуха. Графитовые трубы изготавливаются выдавливанием, при этом кристаллы ориентируются преимущественно параллельно каналу трубы. Такая ориентация улучшает теплопроводность в продольном направлении и ухудшает ее в радиальном направлении, т. е. в направлении необходимой теплопередачи. Трубы монтируются в графитовых головках и вставляются в стальной кожух. Кожух теплообменника сделан из сплавов меди, алюминия, стали, покрытой резиной, свинцом или стеклом, и из графита. [c.112]

    Пламегасящая способность огнепреградителей в основном Зависит от диаметра гасящих каналов. Длина каналов при этом существенного значения не имеет, так как теплопроводность материала стенок каналов вследствие большой разницы между плотностями газа и твердого тела практически не влияет на скорость теплоотвода из пламени. Так, отдача тепла из фронта пламени в стеклянной и медной трубах практически одинакова, хотя теплопроводность меди в 520 раз больше теплопроводности стекла. [c.416]

    Перенос тепла из одного участка слоя к другому характеризуется эффективной теплопроводностью. Этот перенос тепла в кипящем слое в основном осуществляется зернами катализатора и обычно превышает теплопроводность меди. Большая эффективная теплопроводность кипящего слоя обусловливает для большинства процессов [c.44]

    Плазменные горелки работают довольно устойчиво, несмотря на высокую температуру плазменной струи. Это объясняется тем, что сопло, изготовленное из материала с высокой теплопроводностью (красная медь), охлаждается циркулирующей вокруг него водой в отличие от обычных горелок, при Геняемых для сварки в среде защитных газов. Вода, охлаждающая стенки сопла, препятствует нагреву и ионизации наружного слоя газа, проходящего через дугу. Поэтому наружный газовый слой имеет низкую температуру и в отличие от остальной части газового потока неэлектропроводен. Он образует противоэлектрический и противотермический изолирующий слой между стенками сопла и потоком плазмы. С увеличением расстояния от центра токопроводящего канала температура понижается. Сжатая дуга косвенного действия может иметь различную длину. Внутри сопла она сжата, однако при выходе за его пределы начинает постепенно расширяться до размеров, равных свободной дуге, причем тем быстрее, чем сильнее сжат разряд и чем меньше расход газа. На расстоянии 25 – 30 мм от нижнего среза сопла сжатая дуга расширяется до свободных размеров. [c.58]

    Можно назвать следующие конкретные процессы, которые, на наш взгляд, целесообразно было бы осуществить в условиях закрученного потока и снять тем самым отмеченные выше проблемы. Такие проблемы существуют в процессах получения акролеина окислением пропилена кислородом воздуха [58, 59]. Для их решения в работах [52, 53 и 54] довольно подробно описан метод окисления пропилена в свернутой спиралью десятиметровой медной трубке малого диаметра (3 мм), помещенной в кипящий Даутерм . Катализатором в данном случае служил оксид меди, образующийся на внутренней поверхности трубки при прохождении нагретой смеси пропилена с кислородом. Благодаря высокой теплопроводности меди и увеличенному отношению поверхности трубки к его объему, обеспечивался хороший отвод тепла реакции и стабильный выход акролеина и насыщенных альдегидов. Так, в сравнении с обычным реактором с гранулированным катализатором, при прочих равных условиях, в реакторе из медной трубки удельный выход всех кислородосодержащих продуктов (г/ч на литр реактора) составил 140-170 против 50-60, а мольный выход альдегидов (%) 70-72 против 30-35. [c.126]

    Коэффициент теплопроводности газов находится в пределах 0,005—0,15 ккал м-ч-град), жидкостей 0,08—0,6 ккал м-ч-град). Для твердых тел значения коэффициентов теплопроводности лежат в более широких пределах для теплоизоляционных материалов 0,01—0,1 ккал м-ч-град), Для металлов 2—360 ккал м-ч-град). Коэффициенты теплопроводности металлов, применяемых в химическом машиностроении, имеют следующие значения серебро — 360, медь — 320, алюминий — 170, чугун — 54, никель — 50, углеродистая сталь — 39, свинец — Ю, нержавеющая сталь — 12 — 20 ккал м-ч-град). [c.122]

    Среди исследованных образцов, значения теплопроводности которых приведены в табл. 25, имеются как хорошо проводящие металлы (медь, купалой, дюралюминий), так и плохие проводники тепла (мельхиор, нержавеющая сталь). Легирование меди и алюминия приводит к уменьшению теплопроводности (для меди почти в 8 раз, для алюминия в 2 раза) [137]. [c.147]

    Т. е. превышает теплопроводность лучших проводников теплоты — меди и серебра. [c.122]

    Медь широко используется, так как помимо высокой коррозионной стойкости она легко поддается механической обработке, обладает очень высокой электро- и теплопроводностью, легко паяется мягкими и твердыми припоями. В ряду напряжений она положительна по отношению к водороду и термодинамически устойчива к коррозии в воде и неокислительных кислотах, свободных от растворенного кислорода. В окислительных кислотах [c.326]

    Задача VI. 32. Для определения коэффициента теплопроводности неизвестного сплава поставлен следующий опыт. Из сплава был изготовлен тонкий стержень достаточно большой длины. Другой стержень таких же размеров был изготовлен из меди, коэффициент теплопроводности которой известен [А, = 340 вт/ м-граа).  [c.179]

    В основном проблема конструирования гильзового термокомпенсатора сводится к обеспечению такого распределения температур по его оси, чтобы получающееся распределение температурных напряжений в гильзе было приемлемым. Несколько интересных случаев рассмотрено на рис. 7.12. Если основным фактором является теплопроводность по оси гильзы, то температура изменяется линейно с изменением осевого положения, как показано на рис. 7.12, а. Если в основу рассмотрения положены условия теплоотдачи через зазор между трубой и гильзой (что обычно имеет место), то температура гильзы будет изменяться по ее длине экспоненциально (см. рис. 7.12, б). Если основание гильзы имеет утолщение или окружено рубашкой из металла с высокой теплопроводностью, например из меди, то результирующее распределение температур подобно показанному на рис. 7.12, в. [c.148]

    Выбор материала ребра для обеспечения минимального веса. Пригодность различных материалов для изготовления ребер определяется многими факторами плотностью, теплопроводностью, технологией изготовления и т. п. В идеальном случае коэффициенты температурного расширения материалов ребра и трубы должны быть близкими материал ребра должен быть достаточно прочен при рабочей температуре и пластичен (чтобы он мог противостоять ударам и вибрациям), кроме того, он должен легко привариваться к металлу трубы. Если материал обладает всеми перечисленными выше качествами, то он тем лучше, чем выше его теплопроводность и меньше плотность. Таким образом, отношение теплопроводности к плотности материала является хорошим критерием для сравнения различных материалов для ребер. Значения этого отношения приведены в таблице П2.2. Интересно отметить, что отношение й/р для меди (fe/p = 0,40) почти такое же, как для бериллия (fe/p -= 0,50). Однако медь более доступна, ее нетрудно паять, тогда как бериллий совершенно не сваривается, поэтому она оказывается предпочтительнее бериллия, хотя конструкция с медными ребрами будет иметь несколько больший вес. [c.263]

    Теплопроводность металлов лежит в пределах от 2 до 360 ккал1м час °С. Наибольшей теплопроводностью обладает серебро (Я = 360), медь (Я = 340), алюминий (Я = 180) и т. д. С повышением температуры у большинства металлов теплопроводность понижается. Добавки всех видов уменьшают теплопроводность металлов. Железо, содержащее 0,1 % углерода, имеет Я = 45 при содержании 1 % углерода коэффициент теплопроводности снижается до Я = 34, а при содержании 1,5% теплопроводность понижается до 31 ккал1м – час °С. У закаленной стали Я на 10—25% меньше, чем у мягкой. [c.23]

    Мнение о превосходстве свойств меди как материала для стенок ввиду значительной теплопроводности меди не всегда я вляется о правданным, как это явствует из следующего примера. [c.156]

    Кислотность катализатора определяют по количеству адсорбированного им аммиака из потока гелия при 200—260 °С. Выбор аммиака в качестве адсорбата обусловлен небольшим размером его молекулы, устойчивостью при высоких температурах, простотой его дозировки в поток газа-носителя, подходящей константной диссоциации (р/( = 4,75), позволяющей определять не только сильные кислотные, но и слабые центры. При анализе используют высокотемпературный хроматограф марки Вилли-Гиде с детектором по теплопроводности и температурой термостатирования 260 С. Хроматограф снабжен системой блокировки для отключения его в случае неконтролируемого повышения температуры выше установленной. Схема установки показана на рис. 44. Гелий из баллона проходит систему очистки, состоящую из кварцевой колонки с окисью меди 5 для очистки от водорода и углеводородов при 600—700°С, колонки с никельхромовым катализатором 7 для очистки от кислорода, колонки с аскаритом 9 для поглощения двуокиси углерода и осушительных колонок с окисью [c.133]

    Для получения крупных заготовок молибдена применяют ду говую плавку, позволяющую получать слитки массой до 2000 кг. Плавку в дуговых печах ведут в вакууме. Между катодом (пакет спеченных штабиков молибдена) и анодом (охлаждаемый медный тигель) зажигают дугу. Металл катода плавчтся и собирается в тигле. Вследствие высокой теплопроводности меди и быстрого отвода теплоты молибден затвердевает. [c.659]

    Ряд преимуществ перед стеклянными приборами имеют массивные металлические, чаще всего медные, блоки для определения температуры плавления, которые нетрудно изготовить в лабораторных мастерских (рис. 92). Блок может быть нагрет до любой необходимой температуры с помощью электрической обмотки, подключенной через ЛАТР. Равномерность и плавность нагрева обеспечиваются высокой теплопроводностью меди и большой массой блока. Важно лишь, чтобы шарик термометра и капилляр находились в непосредственной блистенкам канала. Капилляр прикрепляют к термометру, либо вводят через специальный канал. Чтобы внутрь блока не попадал холодный воздух, отверстия канала для наблюдения должны быть закрь1ты слюдой или стеклянными плa тинкa И, а каналы для ввода термометра и капилляра — волокнистым асбестом или стекловатой. Снаружи блок тщательно изолируют. [c.178]

    Коэффициент теплопроводности X. Теплопроводность в зависимости от материала изменяется в широких пределах. Различные материалы имеют следующие значения коэффициента теплопроводиости X (в ккал/(м-ч-°С) медь — 333, алюминий — 195, латунь — 94,5, малоуглеродистая (мягкая), сталь — 57, кремнистая бронза — 28, нержавеющая сталь — 13,1, 85%-пая магнезиальная изоляция — 0,05, строительный кирпич — 0,06, огнеупорный кирпич — 0,74—1,61, шерсть — 0,087—0,149. В литературе имеется много данных о теплопроводности. Влияние коэффициента теплопроводности на процесс теплопередачи наглядно показано в уравнениях (122), (123). [c.160]

    Помимо в 11сокой коррозпонно ” СТОЙКОСТИ, к числу положительных свойств серебра следует отнести его высокую пластичность, исключительно высокую теплопроводность, высокую отражательную снособность ири сравнительно благоприятных механических и технологических показателях. По физическим свойствам серебро близко к меди, а ио механической прочности оно ус.тупает никелю и нержавеющей стали. [c.275]

    Квасняк [11а] исследовал эффекты конденсации и испарения при ректификации в насадочных колоннах, предположив, что в любом поперечном сечении колонны между паром и жидкостью всегда имеется разность температур. Поэтому несмоченные участки поверхности насадки можно рассматривать как поверхность теплообмена. Элементы сравниваемых насадок имели идентичную конфигурацию, но одни элементы представляли собой сплошные медные пластинки, а другие — пластмассовые пластинки, облицованные медью, благодаря чему обеспечивались различные коэффициенты теплопроводности. Пластинки были размещены в насадке так, что нх нижняя сторона в процессе ректификации не орошалась. Насадки очень сильно различались ио разделяющей способности, что можно объяснить эффектами конденсации и испарения, возникающими на сплошных медных пластинках. Влияние подобных эффектов следует всегда учитывать. Основываясь на этих результатах, Квасняк разработал новую регулярную насадку, состоящую из зигзагообразно изогнутых и различно ориентированных металлических листов. Такая конструкция обеспечивает дополнительную турбулизацию жидкой и газовой фаз и лучшую смачиваемость рабочей поверхности. [c.48]

    Каталитическое ) т о р и р о в а н и е осуществляют в аппарате с медной стружкой, покрытой слоем серебра в аниарат подают фтор и углеводород, разбавленные азотом. Роль меди обусловлена ее высокой теплопроводностью и состоит в аккумулировании выделяющегося тепла. Серебро, видимо, переходит под действием фтора в А р2, который достаточно мягко фторирует углеводород. Однако происходит и прямое взаимодействие последнего с фтором, вследствие чего выход целевого продукта относительно мал —от 40 до 80—90%. [c.160]

    Золотое Медь и ее спла вы П 15—18 Серебро 12 Золото 3 Наиесенне на детали высокочастотной и измерительной аппаратуры с целью снижения переходного сопротивления и сохранения постоянства электрических параметров Покрытия характеризуются твердостью по Виккерсу 40—10С единиц высокой химической стойкостью (не окисляются и ие тускнеют в агрессивных средах) высокой теплопроводностью и элек- [c.914]

    С увеличением К коэффициент термического расширения материала снижается, что и наблюдается для нефтяных коксов, имеющих игольчатую структуру. Аналогично для обеспечения электро-или теплопроводности в наполненной системе более желательно иметь частицы игольчатой структуры с высоким значением К. Например, при введении частиц меди, у которых отношение длины I к диаметру с1 11с1) = К = 20, степени наполнения ею 5% объемн. проводимость полиэтилена возрастает в 1,5 раза, а прн тех же условиях, но при //( =50 — в 5 раз. Следует ожидать, что при наполнении электродных масс углеродными частицами, имеющими повышенное отношение // , многие свойства готовых углеграфитовых изделий улучшатся. [c.84]

    Высота спирально навитых ребер ограничена пределом растяжения металла на вершине ребра в процессе его навивки. Этот предел может быть увеличен посредством шлицевания вершины винтовых ребер (см. рис. 2.1, ж) или с помощью складок у основания ребер (рис. 2.7, з). В зависимости от назначения навитая спиралью лента может быть припаяна мягким или твердым припоем или приварена роликовым швом к трубе, впрессована в прорезанную канавку или завальцована. Стенки канавки можно плотно осадить при заваль-цовке для жесткого сцепления с ребрами. Достоинство предлагаемых конструктивных исполнений с использованием механических, сварных или паяных соединений заключается в том, что ребра могут изготавливаться из материала, обладающего высокой теплопроводностью, например меди или алюминия, в то время как трубы — из более дешевых, прочных и коррозионностойких сплавов (углеродистых и нержавеющих сталей). На рис. 2.7, з представлены оребренные трубы с круглыми или квадратными выштампованными ребрами с дистанциопирующими распорками у основания. Для создания механически прочного соединения эти ребра могут быть напрессованы на трубы или припаяны мягким или твердым припоем. Напрессовывание ребер на трубу является дешевой операцией, применяемой для теплообменников, работающих при низких температурах, когда коррозия невелика пайка мягким или твер-. ым припоем, будучи более дорогой операцией, рекомендуется в тех случаях, когда высокая температура или коррозия ослабляют прессовую посадку и термическую связь между трубами и ребрами [61. Пальцевидные ребра, показанные на рис. 2.7, и, находят широкое применение в конструкциях многих тппот( котлов. Их преимуществом перед плоскими ребрами являются большая механическая прочность и устойчивость по отношению к коррозии и эрозии. [c.29]


chem21.info

Теплопроводность, теплоемкость серебра и его теплофизические свойства

Представлены таблицы теплофизических свойств серебра Ag в зависимости от температуры (в интервале от -223 до 1327°С). В таблицах даны такие свойства, как плотность ρ, удельная теплоемкость серебра Ср, теплопроводность λ, удельное электрическое сопротивление ρ и температуропроводность а.

Серебро довольно тяжелый металл — его плотность при комнатной температуре имеет значение 10493 кг/м3. При нагревании серебра его плотность уменьшается, поскольку этот металл расширяется, и его объем увеличивается. При температуре 962°С серебро начинает плавиться. Плотность жидкого серебра при температуре плавления составляет величину 9320 кг/м3.

Серебро имеет относительно не высокую величину теплоемкости по сравнению с другими металлами. Например, теплоемкость алюминия равна 904 Дж/(кг·град), меди — 385 Дж/(кг·град). Удельная теплоемкость серебра при нагревании увеличивается. Ее поведение для этого металла в твердом состоянии подобно таковому для меди, но скачки теплоемкости при плавлении имеют противоположные направления. В целом, рост Ср к температуре плавления по сравнению с классическим значением, составляет около 30%.

Теплоемкость серебра изменяется в пределах от 235,4 (при комнатной температуре) до 310,2 Дж/(кг·град) — в расплавленном состоянии. При переходе в жидкое состояние теплоемкость серебра увеличивается и при последующем росте температуры остается практически постоянной. При обычной температуре значение удельной теплоемкости серебра составляет 235,4 Дж/(кг·град). Следует отметить, что коэффициент электронной теплоемкости Ag равен 0,68 мДж/(моль·К2).

Плотность и удельная теплоемкость серебра
t, °Сρ, кг/м3Ср, Дж/(кг·град)t, °Сρ, кг/м3Ср, Дж/(кг·град)
-731054062710130276,5
2710493235,472710050284,2
12710430239,28279970292,3
22710370243,99279890297
32710300249,79629320310,2
42710270255,611279270310,2
52710200262,11327310,2

Серебро относится к металлам с высокой теплопроводностью — теплопроводность серебра при комнатной температуре составляет 429 Вт/(м·град). Например, у меди значение коэффициента теплопроводности ниже — теплопроводность меди равна 401 Вт/(м·град).

С повышением температуры теплопроводность серебра λ уменьшается. Особенно резкое снижение теплопроводности этого металла происходит при его плавлении. Коэффициент теплопроводности жидкого серебра равен 160 Вт/(м·град) при температуре плавления. При дальнейшем нагревании расплавленного серебра его теплопроводность начинает расти.

Удельное электрическое сопротивление серебра при комнатной температуре равно 1,629·10-8 Ом·м. В процессе нагрева этого металла его сопротивление увеличивается, например при температуре 927°С, удельное сопротивление серебра имеет значение 8,089·10-8 Ом·м. Переход этого металла в жидкое состояние приводит к двукратному росту его электрического сопротивления — при температуре плавления 962°С оно достигает величины 17,3·10-8 Ом·м.

Коэффициент температуропроводности серебра при обычных температурах равен 174·10-6 м2/с и при нагревании уменьшается. При плавлении этого драгоценного металла его температуропроводность значительно снижается, однако последующий нагрев приводит к росту коэффициента температуропроводности.

Теплопроводность серебра, его удельное сопротивление и температуропроводность
t, °Сλ, Вт/(м·град)ρ·108 Ом·ма·106, м2t, °Сλ, Вт/(м·град)ρ·108 Ом·ма·106, м2
-2230,104527398,34,912149
-1730,418627389,85,638143
-734301,029181727380,76,396137
27429,51,629174827369,67,215131
127424,12,241170927358,58,089124
227418,62,87516696216017,355,4
3274143,531161112716718,6958
427406,94,209155132717420,38

Источник:
В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.

thermalinfo.ru

Теплопроводность – медь – Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Теплопроводность – медь

Cтраница 1

Теплопроводность меди меньше теплопроводности серебра и золота и равна соответственно 73 2 и 88 8 % теплопроводности последних двух металлов.
 [1]

Теплопроводность меди равна & т 3 9 Вт / ( см – К), теплоемкостью стержня пренебречь.
 [2]

Теплопроводность меди и алюминия, как и теплопроводность других чистых металлов, растет с повышением температуры.
 [3]

Теплопроводность меди при комнатной температуре в 6 раз больше теплопроводности технического железа, поэтому сварка меди и ее сплавов должна производиться с увеличенной погонной тепловой энергией, а во многих случаях с предварительным и сопутствующим подогревом основного металла.
 [4]

Теплопроводность меди заметно не изменяется под влиянием висмута, свинца, серы, селена, сильно понижается под влиянием незначительных количеств мышьяка, алюминия, снижается под влиянием сурьмы.
 [5]

Теплопроводность меди примерно в 1 000 раз больше, чем теплопроводность изоляции, так что тепловым сопротивлением проводника в радиальном направлении можно пренебречь по сравнению с тепловым сопротивлением изоляции. Кроме того, легко обнаружить, что благодаря симметричному расположению проводников плоскости, отделяющие друг от друга смежные слои проводников, являются поверхностями равного уровня температурного поля. Результирующая теплопроводность этого эквивалентного тела соответствует результирующей теплопроводности всей обмотки, если только мы полагаем, что обмотка состоит из слоев, содержащих проводники одного и того же поперечного сечения с изоляцией одинаковой толщины.
 [6]

Поскольку теплопроводность меди достаточно велика, температуры блока на его поверхности и под датчиком отличаются весьма незначительно. Это обстоятельство было использовано при определении истинных потоков следующим образом.
 [7]

Хотя теплопроводность меди в 8 раз, а тепловое расширение в 2 раза выше, нем у малоуглеродистой стали, высокая температура ацетилено-кислородного пламени позволяет производить сварку меди плавлением; однако получить сварные швы удовлетворительного качества при сварке технически чистой меди трудно. Эта медь содержит 0 025 – 0 1 % кислорода в виде эвтектики Си2О – Си ( 3 6 % Си2О), которая придает литому металлу хрупкость.
 [8]

Коэффициент теплопроводности меди, серебра и стали изменяется с температурой незначительно, теплопроводность алюминия возрастает в интервале 0 – 400 С приблизительно в 1 6 раза. При высоких температурах серебро испаряется интенсивнее меди, а медь окисляется и взаимодействует с парами теллуридов. Поэтому для медных шин целесообразно использовать защиту слоем железа. Контакт шин с термоэлементами осуществляется через промежуточные слои, исключающие диффузию материала шины в термоэлектрический материал.
 [9]

Электропроводность и теплопроводность меди под действием железа резко снижаются, также заметно понижается и коррозионная стойкость. Если железо присутствует в меди как самостоятельная фаза, то медь приобретает магнитные свойства.
 [11]

Например, теплопроводность меди при 0 С равна 3 93 вт / см-град или 3 93 – 0 240 9432 кал / см-сек-град.
 [12]

Фосфор понижает теплопроводность меди, но несколько повышает ее механические свойства, а также жидкотекучесть.
 [13]

Вследствие увеличения теплопроводности меди МА, МБ, МО, MS и хромистой меди после закалки с последующим старением скорость их сварки следует снижать на 25 – 30 о против рассчитанных значений.
 [14]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4




www.ngpedia.ru

электропроводность, свойства, особенности и применение

Во многих отраслях современной промышленности очень широко используется такой материал, как медь. Электропроводность у этого металла очень высокая. Этим и объясняется целесообразность его применения прежде всего в электротехнике. Из меди получаются проводники с отличными эксплуатационными характеристиками. Конечно же, используется этот металл не только в электротехнике, но и в других отраслях промышленности. Объясняется его востребованность в том числе и такими его качествами, как стойкость к коррозионным разрушениям в ряде агрессивных сред, тугоплавкость, пластичность и т.д.

Историческая справка

Медь является металлом, известным человеку с глубокой древности. Объясняется раннее знакомство людей с эти материалом прежде всего его широкой распространенностью в природе в виде самородков. Многие ученые считают, что именно медь была первым металлом, восстановленным человеком из кислородных соединений. Когда-то горные породы просто нагревали на костре и резко остужали, в результате чего они растрескивались. Позднее восстановление меди начали производить на кострах с добавлением угля и поддувом мехами. Совершенствование этого способа в конечном итоге привело к созданию шахтной печи. Еще позже этот металл начали получать методом окислительной плавки руд.

Медь: электропроводность материала

В спокойном состоянии все свободные электроны любого металла вращаются вокруг ядра. При подключении внешнего источника воздействия они выстраиваются в определенной последовательности и становятся носителями тока. Степень способности металла пропускать сквозь себя последний и называется электропроводностью. Единицей ее измерения в Международной СИ является сименс, определяемый как 1 См = 1 Ом-1.

Электропроводность меди очень высока. По этому показателю она превосходит все известные на сегодня неблагородные металлы. Лучше нее ток пропускает только серебро. Показатель электропроводности меди составляет 57х104 см-1 при температуре в +20 °С. Благодаря такому своему свойству этот металл на данный момент является самым распространенным проводником из всех используемых в производственных и бытовых целях.

Медь отлично выдерживает постоянные электрические нагрузки и к тому же отличается надежностью и долговечностью. Помимо всего прочего, этот металл характеризуется и высокой температурой плавления (1083,4 °С). А это, в свою очередь, позволяет меди долгое время работать в нагретом состоянии. По распространенности в качестве проводника тока конкурировать с этим металлом может только алюминий.

Влияние примесей на электропроводность меди

Конечно же, в наше время для выплавки этого красного металла используются гораздо более совершенные методики, чем в древности. Однако и сегодня получить совершенно чистый Cu практически невозможно. В меди всегда присутствуют разного рода примеси. Это могут быть, к примеру, кремний, железо или бериллий. Между тем, чем больше примесей в меди, тем меньше показатель ее электропроводности. Для изготовления проводов, к примеру, подходит только достаточно чистый металл. Согласно нормативам, для этой цели можно использовать медь с количеством примесей, не превышающем 0.1 %.

Очень часто в этом металле содержится определенный процент серы, мышьяка и сурьмы. Первое вещество значительно снижает пластичность материала. Электропроводность меди и серы сильно различается. Ток эта примесь совершенно не проводит. То есть является хорошим изолятором. Однако на электропроводность меди сера не влияет практически никак. То же самое касается и теплопроводности. С сурьмой и мышьяком наблюдается обратная картина. Эти элементы электропроводность меди способны снижать значительно.

Сплавы

Разного рода добавки могут использоваться и специально для повышения прочности такого пластичного материала, как медь. Электропроводность ее они также снижают. Но зато их применение позволяет значительно продлить срок службы разного рода изделий.

Чаще всего в качестве повышающей прочность меди добавки используется Cd (0.9 %). В результате получается кадмиевая бронза. Ее проводимость составляет 90 % от проводимости меди. Иногда вместо кадмия в качестве добавки используют также алюминий. Проводимость этого металла составляет 65 % от этого же показателя меди. Для повышения прочности проводов в виде добавки могут применяться и другие материалы и вещества — олово, фосфор, хром, бериллий. В результате получается бронза определенной марки. Соединение меди с цинком называется латунью.

Характеристики сплавов

Зависеть электропроводность металлов может не только от количества имеющихся в них примесей, но и от других показателей. К примеру с повышением температуры нагрева способность меди пропускать сквозь себя ток снижается. Оказывает влияние на электропроводность такой проволоки даже способ ее изготовления. В быту и на производстве могут использоваться как мягкие отожженные медные проводники, так и твердотянутые. У первой разновидности способность пропускать сквозь себя ток выше.

Однако больше всего влияют, конечно же, используемые добавки и их количество на электропроводность меди. Таблица ниже представляет читателю исчерпывающую информацию относительно способности пропускать ток наиболее распространенных сплавов этого металла.

Электропроводность медных сплавов

Сплав

Состояние (О — отожженная, Т-твердотянутая)

Электропроводность (%)

Чистая медь

О

101

Т

98

Оловянная бронза (0.75 %)

О

55-60

Т

50-55

Кадмиевая бронза (0.9 %)

О

95

Т

83-90

Алюминиевая бронза (2,5 % А1, 2 % Sn)

О

15-18

Т

15-18

Фосфористая бронза (7 % Sn, 0,1 % Ρ)

О

10-15

Т

10-15

Электропроводность латуни и меди сравнима. Однако у первого металла этот показатель, конечно же, немного ниже. Но при этом он и выше, чем у бронз. В качестве проводника латунь используется довольно-таки широко. Ток она пропускает хуже меди, но при этом и стоит дешевле. Чаще всего из латуни делают контакты, зажимы и различные детали для радиоаппаратуры.

Медные сплавы высокого сопротивления

Такие проводниковые материалы применяют в основном при изготовлении резисторов, реостатов, измерительных приборов и электронагревательных устройств. Чаще всего для этой цели используются медные сплавы константан и манганин. Удельное сопротивление первого (86 % Cu, 12 % Mn, 2 % Ni) составляет 0.42-0.48 мкОм/м, а второго (60 % Cu, 40 % Ni) — 0.48-0.52 мкОм/м.

Связь с коэффициентом теплопроводности

Удельная электропроводность меди – 59 500 000 См/м. Этот показатель, как уже упоминалось, верен, однако только при температуре +20 оС. Между коэффициентом теплопроводности любого металла и удельной проводимостью существует определенная связь. Устанавливает его закон Видемана — Франца. Выполняется он для металлов при высоких температурах и выражается в такой формуле: K/γ = π2 / 3 (k/e)2T, где y — удельная проводимость, k — постоянная Больцмана, e — элементарный заряд.

Разумеется, существует подобная связь и у такого металла, как медь. Теплопроводность и электропроводность у нее очень высокие. На втором месте после серебра она находится по обоим этим показателям.

Соединение медных и алюминиевых проводов

В последнее время в быту и промышленности начало использоваться электрооборудование все более высокой мощности. Во времена СССР проводка изготавливалась в основном из дешевого алюминия. Новым требованиям ее эксплуатационные характеристики, к сожалению, уже не соответствуют. Поэтому сегодня в быту и в промышленности очень часто алюминиевые провода меняются на медные. Основным преимуществом последних, помимо тугоплавкости, является то, что при окислительном процессе их токопроводящие свойства не уменьшаются.

Часто при модернизации электросетей алюминиевые и медные провода приходится соединять. Делать это напрямую нельзя. Собственно, электропроводность алюминия и меди различается не слишком сильно. Но только у самих этих металлов. Окислительные же пленки у алюминия и меди свойства имеют неодинаковые. Из-за этого значительно снижается проводимость в месте соединения. Окислительная пленка у алюминия отличается гораздо большим сопротивлением, чем у меди. Поэтому соединение этих двух разновидностей проводников должно производиться исключительно через специальные переходники. Это могут быть, к примеру, зажимы, содержащие пасту, защищающую металлы от появления окиси. Данный вариант переходников обычно используется при соединении проводов на улице. В помещениях чаще применяются ответвительные сжимы. В их конструкцию входит специальная пластина, исключающая прямой контакт между алюминием и медью. При отсутствии таких проводников в бытовых условиях вместо скручивания проводов напрямую рекомендуется использовать шайбу и гайку в качестве промежуточного «мостика».

Физические свойства

Таким образом, мы выяснили, какая электропроводность у меди. Показатель этот может меняться в зависимости от входящих в состав этого металла примесей. Однако востребованность меди в промышленности определяется и другими ее полезными физическими свойствами, получить информацию о которых можно из представленной ниже таблицы.

Физические характеристики Cu

Параметр

Значение

Решетка

Гранецентрированная кубическая, а=3.6074 Å

Атомный радиус

1,28 Å

Удельная теплоемкость

385,48 дж/(кг·К) при +20 оС

Теплопроводность

394,279 вт/(м·К) при +20 оС

Электрическое сопротивление

1,68·10-8 Ом·м

Коэффициент линейного расширения

17,0·10-6

Твердость

350 Мн/м2

Предел прочности при растяжении

220 Мн/м2

Химические свойства

По таким характеристикам медь, электропроводность и теплопроводность которой очень высокие, занимает промежуточное положение между элементами первой триады восьмой группы и щелочными первой группы таблицы Менделеева. К основным ее химическим свойствам относят:

  • склонность к комплексообразованию;

  • способность давать окрашенные соединения и нерастворимые сульфиды.

Наиболее характерным для меди является двухвалентное состояние. Сходства с щелочными металлами она не имеет практически никакого. Химическая активность ее также невелика. В присутствии СО2 или же влаги на поверхности меди образуется зеленая карбонатная пленка. Все соли меди являются ядовитыми веществами. В одно- и двухвалентном состоянии этот металл образует очень устойчивые комплексные соединения. Наибольшее значение для промышленности имеют аммиачные.

Сфера использования

Высокая тепло- и электропроводность меди определяет ее широкое применение в самых разных отраслях промышленности. Конечно же, чаще всего этот металл используется в электротехнике. Однако это далеко не единственная сфера его применения. Помимо всего прочего, медь может использоваться:

  • в ювелирном деле;

  • в архитектуре;

  • при сборке водопроводных и отопительных систем;

  • в газопроводах.

Для изготовления разного рода ювелирных изделий используется в основном сплав меди с золотом. Это позволяет увеличить стойкость украшений к деформациям и истиранию. В архитектуре медь может использоваться при облицовке кровель и фасадов. Основным преимуществом такой отделки является долговечность. К примеру, листами именно этого металла обшита крыша широко известной архитектурной достопримечательности — католического собора в немецком городе Хильдесхайме. Медная кровля этого здания надежно защищает его внутреннее пространство вот уже почти 700 лет.

Инженерные коммуникации

Основными преимуществами медных водопроводов также являются долговечность и надежность. Кроме того, этот металл способен придавать воде особые уникальные свойства, делая ее полезной для организма. Для сборки газопроводов и систем отопления медные трубы также подходят идеально – в основном благодаря своей коррозийной стойкости и пластичности. При аварийном повышении давления такие магистрали способны выдерживать гораздо большую нагрузку, чем стальные. Единственным недостатком медных трубопроводов является их дороговизна.

fb.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о

Рубрики