Co určuje tepelnou vodivost
S ohledem na tepelnou vodivost kovů a slitin (stůl byl vytvořen nejen pro kovy, ale i jiné materiály) je třeba poznamenat, že nejdůležitějším ukazatelem je koeficient tepelné vodivosti. Záleží na níže uvedených bodech:
Druh materiálu a jeho chemické složení. Tepelná vodivost železa se bude významně lišit od odpovídajícího indikátoru hliníku, který je spojen s vlastnostmi krystalové mřížky materiálů a jejich dalších vlastností.- Koeficient se může měnit, když je kov zahříván nebo chlazen. V tomto případě mohou být změny významné, protože každý materiál má svůj vlastní bod tání, kdy se molekuly začnou měnit.
V tabulkách pro některé kovy a slitiny je koeficient tepelné vodivosti uveden již v kapalné fázi.
V praxi prakticky prakticky neměřují uvažovaný ukazatel. To je dáno tím, že koeficient tepelné vodivosti s nevýznamnou změnou chemického složení zůstává téměř nezměněn. Tabulková data se používají při návrhu a provádění dalších výpočtů.
Pojem tepelné vodivosti
Symbol λ, množství tepla, které se přenáší za jednotku času přes jednotku povrchu v době zvýšení teploty, se používá k označení uvažované hodnoty. Tato hodnota se používá pro různé výpočty.
Popis tepelné vodivosti mnoha kovů se provádí podle vzorce k = 2, 5 · 10−8σT. Tento vzorec bere v úvahu:
- Teplota měřená v Kelvinech.
- Index vodivosti.
Tento poměr je nejvhodnější pro stanovení vlastností vodičů v době provozu během ohřevu, ale v poslední době se také používá k měření stupně vodivosti tepelné energie.
Polovodiče a izolátory mají nižší tepelnou vodivost vzhledem ke konstrukčním vlastnostem jejich krystalové mřížky .
Při zohlednění
Při zvažování různých vlastností materiálů je často věnována pozornost a tepelná vodivost. Tento ukazatel je důležitý v následujících případech:
Když potřebujete odstranit teplo z objektu. Tepelná energie může nastat v důsledku tření. V tomto případě způsobuje ohřev změny základních vlastností kovů a slitin: pevnost a tvrdost povrchu. Příkladem je konstrukce spalovacího motoru. Během zdvihu pístu v bloku válců jsou hlavní konstrukční prvky ohřívány. Kvůli příliš vysokému zahřívání, dokonce i kovy, které jsou odolné vůči vysokým teplotám, začínají ztrácet pevnost a stávají se více tvárnými. V důsledku toho dochází ke změně geometrických rozměrů důležitých prvků konstrukce a selhává. Tepelná vodivost je také vzata v úvahu při vytváření řezného nástroje, který pokrývá letadla nebo vysokorychlostní vlaky.- Když potřebujete přenášet tepelnou energii. Systém ústředního vytápění je založen na vytápění pracovního prostředí, které je pak dodáváno spotřebiteli a energie je přenášena do životního prostředí. Aby se zlepšila účinnost vytvořeného systému, jsou trubky a topná tělesa vyrobena z kovů, které jsou schopny rychle přenášet teplo.
- Když potřebujete izolovat povrch . Existuje situace, kdy potřebujete snížit pravděpodobnost zahřátí povrchu. Pro tento účel se používají speciální materiály, které mají vysoké izolační vlastnosti. Některé kovy a slitiny mají také reflexní vlastnosti a neohřívají se a také nepřenášejí teplo. Příkladem je fólie, která se často používá jako odrazná obrazovka. Je také vyrobena z tenké kovové vrstvy s nízkým koeficientem vodivosti.
Na závěr je třeba poznamenat, že před vývojem molekulárně-kinetické teorie byl přenos tepelné energie považován za známku přenosu hypotetické kyseliny kalorické. Vznik moderního vybavení nám umožnil studovat strukturu materiálů a studovat chování částic při vystavení vysoké teplotě. Přenos energie nastává v důsledku rychlého pohybu molekul, které začínají kolidovat, a uvádí do pohybu další molekuly, které jsou v klidovém stavu.