Ce determină conductivitatea termică
Având în vedere conductivitatea termică a metalelor și a aliajelor (tabelul a fost creat nu numai pentru metale, ci și pentru alte materiale), trebuie remarcat faptul că coeficientul de conductivitate termică este cel mai important indicator. Depinde de punctele de mai jos:
Tipul de material și compoziția sa chimică. Conductibilitatea termică a fierului va diferi semnificativ față de indicatorul corespunzător de aluminiu, care este asociat cu caracteristicile laturii cristaline a materialelor și a celorlalte proprietăți ale acestora.- Coeficientul se poate modifica 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 rearanjeze.
În tabelele pentru anumite metale și aliaje, coeficientul de conductivitate termică este indicat deja în faza lichidă.
Astăzi, în practică, practic nu măsoară indicatorul în cauză. Acest lucru se datorează faptului că coeficientul de conductivitate termică cu o schimbare nesemnificativă în compoziția chimică rămâne aproape neschimbată. Datele tabulare sunt utilizate în proiectarea și performanța altor calcule.
Conceptul de conductivitate termică
Simbolul λ, cantitatea de căldură care este transmisă pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață în momentul creșterii temperaturii, este utilizată pentru a indica valoarea luată în considerare. Această valoare este utilizată pentru diferite calcule.
Descrierea proprietății conductivității termice a mai multor metale se realizează conform formulei k = 2, 5 · 10-8σT. Această formulă ia în considerare:
- Temperatura măsurată în Kelvin.
- Indicele de conductivitate.
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 conductivitate a energiei termice.
Semiconductorii și izolatorii au rate de conductivitate redusă datorită caracteristicilor structurale ale rețelei lor de cristal .
Când este luat în considerare
Când se analizează diferitele proprietăți ale materialelor, atenția și conductivitatea termică sunt adesea date. Acest indicator este important în următoarele cazuri:
Când trebuie să scoateți căldura din obiect. Energia termică poate apărea datorită frecării. În acest caz, încălzirea determină modificări ale 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 de structură sunt încălzite. Datorită încălzirii prea mari, chiar și metalele care sunt rezistente la temperaturi ridicate încep să piardă rezistența și să devină mai ductile. Ca urmare, există o schimbare în dimensiunile geometrice ale elementelor importante ale structurii și aceasta nu reușește. Conductivitatea termică este, de asemenea, luată în considerare atunci când se creează un instrument de tăiere, care acoperă aeronave sau trenuri de mare viteză.- Când trebuie să transferați energia termică. Sistemul de încălzire centrală se bazează pe încălzirea mediului de lucru, care este apoi furnizat consumatorului, iar energia este transferată în mediul înconjurător. Pentru a îmbunătăți eficiența sistemului creat, conductele și radiatoarele de încălzire sunt fabricate din metale capabile să transfere rapid căldura.
- Când trebuie să izolați suprafața . Există o situație în care trebuie să reduceți probabilitatea încălzirii suprafeței. În acest scop, sunt utilizate materiale speciale care au calități superioare de izolare. Unele metale și aliaje au, de asemenea, proprietăți reflexive și nu se încălzesc și, de asemenea, nu transferă căldură. Un exemplu este o folie, care este adesea folosită ca un ecran reflectorizant. De asemenea, este realizat dintr-un strat subțire de metal cu un coeficient de conductivitate scăzut.
În concluzie, observăm că, înainte de dezvoltarea teoriei moleculare-cinetice, transferul de energie termică a fost considerat un semn al transferului acidului caloric ipotetic. Apariția unor echipamente moderne ne-a permis să studiem structura materialelor și să studiem comportamentul particulelor atunci când suntem expuși la temperaturi ridicate. Transferul de energie apare datorită mișcării rapide a moleculelor care încep să se ciocnească și pune în mișcare și alte molecule care se află într-o stare liniștită.