Co decyduje o przewodności cieplnej
Biorąc pod uwagę przewodność cieplną metali i stopów (tabela została stworzona nie tylko dla metali, ale także innych materiałów), należy zauważyć, że współczynnik przewodności cieplnej jest najważniejszym wskaźnikiem. To zależy od poniższych punktów:
Rodzaj materiału i jego skład chemiczny. Przewodność cieplna żelaza będzie się znacznie różnić od odpowiedniego wskaźnika aluminium, który jest związany z charakterystyką sieci krystalicznej materiałów i ich innych właściwości.- Współczynnik może się zmienić, gdy metal jest ogrzewany lub chłodzony. W tym przypadku zmiany mogą być znaczące, ponieważ każdy materiał ma swój własny punkt topnienia, gdy cząsteczki zaczynają się zmieniać.
W tabelach dla niektórych metali i stopów współczynnik przewodności cieplnej jest wskazany już w fazie ciekłej.
Dziś w praktyce praktycznie nie mierzą rozpatrywanego wskaźnika. Wynika to z faktu, że współczynnik przewodności cieplnej przy nieznacznej zmianie składu chemicznego pozostaje prawie niezmieniony. Dane tabelaryczne są używane do projektowania i wykonywania innych obliczeń.
Pojęcie przewodności cieplnej
Symbol λ, ilość ciepła przekazywanego na jednostkę czasu przez jednostkę powierzchni w czasie wzrostu temperatury, jest używany do oznaczenia rozważanej wartości. Ta wartość jest używana do różnych obliczeń.
Opis właściwości przewodności cieplnej wielu metali przeprowadza się według wzoru k = 2, 5 · 10−8σT. Ta formuła uwzględnia:
- Temperatura mierzona w kelwinach.
- Wskaźnik przewodności.
Ten stosunek jest najbardziej odpowiedni do określania właściwości przewodników w czasie pracy podczas ogrzewania, ale ostatnio jest również używany do pomiaru stopnia przewodności energii cieplnej.
Półprzewodniki i izolatory mają niższe współczynniki przewodności cieplnej ze względu na cechy strukturalne ich sieci krystalicznej .
Kiedy wziąć pod uwagę
Rozważając różne właściwości materiałów, często podaje się uwagę i przewodność cieplną. Ten wskaźnik jest ważny w następujących przypadkach:
Kiedy trzeba usunąć ciepło z obiektu. Energia cieplna może wystąpić z powodu tarcia. W tym przypadku ogrzewanie powoduje zmiany podstawowych właściwości metali i stopów: wytrzymałość i twardość powierzchni. Przykładem jest konstrukcja silnika spalinowego. Podczas suwu tłoka w bloku cylindrów główne elementy konstrukcyjne są ogrzewane. Ze względu na zbyt wysokie ogrzewanie nawet metale odporne na wysokie temperatury zaczynają tracić wytrzymałość i stają się bardziej ciągliwe. W wyniku tego następuje zmiana wymiarów geometrycznych ważnych elementów konstrukcyjnych i kończy się ona niepowodzeniem. Przewodność cieplna jest również brana pod uwagę przy tworzeniu narzędzia tnącego, obejmującego samoloty lub pociągi dużych prędkości.- Kiedy trzeba przenieść energię cieplną. System centralnego ogrzewania opiera się na ogrzewaniu środowiska pracy, które jest następnie dostarczane do konsumenta, a energia jest przekazywana do środowiska. W celu poprawy wydajności tworzonego systemu rury i grzejniki są wykonane z metali, które są w stanie szybko przekazywać ciepło.
- Kiedy musisz odizolować powierzchnię . Jest sytuacja, gdy trzeba zmniejszyć prawdopodobieństwo nagrzania powierzchni. W tym celu stosuje się specjalne materiały o wysokich właściwościach izolacyjnych. Niektóre metale i stopy mają również właściwości odbijające i nie nagrzewają się, a także nie przenoszą ciepła. Przykładem jest folia, która jest często używana jako ekran odblaskowy. Jest również wykonany z cienkiej warstwy metalicznej o niskim współczynniku przewodności.
Podsumowując, zauważamy, że przed opracowaniem teorii kinetyki molekularnej transfer energii cieplnej uznano za oznakę przeniesienia hipotetycznego kwasu kalorycznego. Pojawienie się nowoczesnego sprzętu pozwoliło nam zbadać strukturę materiałów i zbadać zachowanie cząstek pod wpływem wysokiej temperatury. Transfer energii zachodzi dzięki szybkiemu ruchowi cząsteczek, które zaczynają się zderzać, i uruchamia inne cząsteczki, które są w stanie spoczynku.