Čo určuje tepelnú vodivosť
Vzhľadom na tepelnú vodivosť kovov a zliatin (tabuľka bola vytvorená nielen pre kovy, ale aj iné materiály) treba poznamenať, že najdôležitejším ukazovateľom je koeficient tepelnej vodivosti. Záleží na nižšie uvedených bodoch:
Druh materiálu a jeho chemické zloženie. Tepelná vodivosť železa sa bude výrazne líšiť od zodpovedajúceho indikátora hliníka, ktorý je spojený s vlastnosťami kryštálovej mriežky materiálov a ich ďalších vlastností.- Koeficient sa môže zmeniť, keď sa kov zahrieva alebo ochladzuje. V tomto prípade môžu byť zmeny významné, pretože každý materiál má svoju vlastnú teplotu topenia, keď sa molekuly začnú meniť.
V tabuľkách pre niektoré kovy a zliatiny je koeficient tepelnej vodivosti uvedený už v kvapalnej fáze.
V praxi prakticky prakticky nemerajú posudzovaný ukazovateľ. Je to spôsobené tým, že koeficient tepelnej vodivosti s nevýznamnou zmenou chemického zloženia zostáva takmer nezmenený. Tabuľkové údaje sa používajú pri navrhovaní a vykonávaní iných výpočtov.
Pojem tepelnej vodivosti
Symbol λ, množstvo tepla, ktoré sa prenáša za jednotku času cez jednotku povrchu v čase zvýšenia teploty, sa používa na označenie uvažovanej hodnoty. Táto hodnota sa používa pre rôzne výpočty.
Popis vlastností tepelnej vodivosti mnohých kovov sa vykonáva podľa vzorca k = 2, 5 · 10−8σT. Tento vzorec berie do úvahy:
- Teplota meraná v Kelvinoch.
- Index vodivosti.
Tento pomer je najvhodnejší na stanovenie vlastností vodičov v čase prevádzky počas zahrievania, ale v poslednej dobe sa používa aj na meranie stupňa vodivosti tepelnej energie.
Polovodiče a izolátory majú nižšiu mieru tepelnej vodivosti vďaka štrukturálnym vlastnostiam ich kryštálovej mriežky .
Pri zohľadnení
Pri zvažovaní rôznych vlastností materiálov sa často uvádza pozornosť a tepelná vodivosť. Tento ukazovateľ je dôležitý v nasledujúcich prípadoch:
Keď potrebujete odstrániť teplo z objektu. Tepelná energia sa môže vyskytnúť v dôsledku trenia. V tomto prípade spôsobuje zahrievanie zmeny základných vlastností kovov a zliatin: pevnosť a tvrdosť povrchu. Príkladom je návrh spaľovacieho motora. Počas zdvihu piestu v bloku valca sú hlavné konštrukčné prvky ohrievané. Kvôli príliš vysokému zahrievaniu, dokonca aj kovy, ktoré sú odolné voči vysokým teplotám, strácajú pevnosť a stávajú sa viac tvárné. Výsledkom je zmena geometrických rozmerov dôležitých prvkov konštrukcie a zlyhá. Tepelná vodivosť sa tiež berie do úvahy pri vytváraní rezného nástroja, ktorý pokrýva lietadlá alebo vysokorýchlostné vlaky.- Keď potrebujete preniesť tepelnú energiu. Ústredné vykurovanie je založené na vykurovaní pracovného prostredia, ktoré je potom privádzané do spotrebiča a energia je prenášaná do životného prostredia. Aby sa zlepšila účinnosť vytvoreného systému, potrubia a vykurovacie telesá sú vyrobené z kovov, ktoré sú schopné rýchlo prenášať teplo.
- Keď potrebujete izolovať povrch . Existuje situácia, keď potrebujete znížiť pravdepodobnosť ohrevu povrchu. Na tento účel sa používajú špeciálne materiály, ktoré majú vysoké izolačné vlastnosti. Niektoré kovy a zliatiny majú tiež reflexné vlastnosti a neohrievajú sa a tiež neprenášajú teplo. Príkladom je fólia, ktorá sa často používa ako odrazná clona. Je tiež vyrobený z tenkej kovovej vrstvy s nízkym koeficientom vodivosti.
Na záver konštatujeme, že pred vývojom molekulárno-kinetickej teórie bol prenos tepelnej energie považovaný za znak prenosu hypotetickej kyseliny kalorickej. Vznik moderných zariadení nám umožnil študovať štruktúru materiálov a študovať správanie častíc pri vystavení vysokej teplote. Prenos energie nastáva v dôsledku rýchleho pohybu molekúl, ktoré sa začínajú kolidovať, a uvádza do pohybu iné molekuly, ktoré sú v pokojovom stave.