Conductibilitatea termică a metalelor și a aliajelor

Ce determină indicele de conductivitate termică

Având în vedere conductivitatea termică a metalelor și aliajelor (tabelul a fost creat nu numai pentru metale, ci și pentru alte materiale), trebuie luat în considerare faptul că cel mai important indice este coeficientul de conductivitate termică. Depinde de următoarele puncte:

1. Tipul de material și compoziția sa chimică. Conductibilitatea termică a fierului va diferi semnificativ de indicele corespunzător al aluminiului, care se datorează particularităților reticulului de cristal al materialelor și celorlalte proprietăți ale acestora.
2. Coeficientul se poate schimba atunci când metalul este încălzit sau răcit. În acest caz, modificările pot fi semnificative, deoarece fiecare material are propriul punct de topire, când moleculele încep să fie reconstruite.

În tabelele pentru anumite metale și aliaje, coeficientul de conductivitate termică este deja indicat în faza lichidă.

Astăzi, practic Nu măsurați indicatorul în cauză. Acest lucru se datorează faptului că coeficientul de conductivitate termică pentru o modificare nesemnificativă a compoziției chimice rămâne practic neschimbat. Datele tabulare sunt utilizate la proiectarea și efectuarea altor calcule.

Conceptul de coeficient de conductivitate termică

Pentru a indica valoarea considerată, se folosește simbolul λ - cantitatea de căldură transferată pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață în momentul creșterii temperaturii. Această valoare este utilizată pentru calcule diferite.

Descrierea conductivității termice a multor metale se realizează conform formulei k = 2,5 · 10-8σT. Această formulă ia în considerare:

1. Temperatura măsurată în Kelvin.
2. Indicele conductivității electrice.

Acest raport este cel mai potrivit pentru determinarea proprietăților conductorilor în timpul funcționării în timpul încălzirii, dar recent este utilizat și pentru măsurarea gradului de conducere a energiei termice.

Semiconductorii și izolatorii au indicatori de conducere inferiori, care se datorează particularităților structura cristalului lor.

Când este luat în considerare

Atunci când se iau în considerare diferitele proprietăți ale materialelor, se acordă atenție și conductivității termice. Acest indicator este important în următoarele cazuri:

1. Când trebuie să scoateți căldura din obiect. Energia termică poate apărea din cauza fricțiunii. În același timp, încălzirea determină o schimbare a proprietăților de bază ale metalelor și aliajelor: rezistența și duritatea suprafeței. Un exemplu este proiectarea unui motor cu combustie internă. În timpul cursei pistonului din blocul de cilindri, elementele principale ale structurii sunt încălzite. Datorită căldurii prea mari, chiar și metalele care sunt rezistente la temperaturi ridicate încep să piardă rezistența și să devină mai plastice. Ca rezultat, dimensiunile geometrice ale elementelor structurale importante se schimbă și se descompun. Conductivitatea termică este, de asemenea, luată în considerare la crearea instrumentelor de tăiere, a avioanelor sau a trenurilor de mare viteză.
2. Atunci când este necesară transferul energiei termice. Sistemul de încălzire centrală se bazează pe încălzirea mediului de lucru, care este apoi alimentat de consumator și energia este transferată în mediul înconjurător. Pentru a îmbunătăți eficiența sistemului de conducte care este creat și radiatoarele sunt realizate din metale care pot transfera rapid căldura.
3. Când să izolați o suprafață. Există o situație în care este necesară reducerea probabilității de încălzire a suprafeței. Pentru aceasta, se folosesc materiale speciale care au calități ridicate de izolare. Unele metale și aliaje au, de asemenea, proprietăți reflexive și nu se încălzesc și nici nu transmit căldură. Un exemplu este numit folie, care este adesea folosită ca ecran reflexiv. Este de asemenea realizat dintr-un strat subțire de metal, care are o conductivitate scăzută.

În concluzie, observăm că, înainte de dezvoltarea teoriei moleculare-cinetice, sa considerat transferul energiei termice ca semn al fluxului de căldură ipotetică. Apariția unui echipament modern a permis studierea structurii materialelor și studierea comportamentului particulelor atunci când au fost expuse la temperaturi ridicate. Transmiterea energiei apare datorită mișcării rapide a moleculelor care încep să se ciocnească și pune în mișcare alte molecule care se află într-o stare calmă.