Теплопроводность хорошая примеры: 1) Написать 5 примеров веществ с плохой теплопроводностью и 5 с хорошей . 2) Указать 3…: Физика

Содержание

Примеры теплопередачи в природе, в быту

Тепловая энергия является термином, который мы используем для описания уровня активности молекул в объекте. Повышенная возбужденность, так или иначе, связана с увеличением температуры, в то время как в холодных объектах атомы перемещаются намного медленней.

Примеры теплопередачи можно встретить повсюду – в природе, технике и повседневной жизни.

Примеры передачи тепловой энергии

Самым большим примером передачи тепла является солнце, которое согревает планету Земля и все, что на ней находится. В повседневной жизни можно встретить массу подобных вариантов, только в гораздо менее глобальном смысле. Итак, какие же примеры теплопередачи можно наблюдать в быту?

Вот некоторые из них:

  • Газовая или электрическая плита и, например, сковорода для жарки яиц.
  • Автомобильные виды топлива, такие как бензин, являются источниками тепловой энергии для двигателя.
  • Включенный тостер превращает кусок хлеба в тост. Это связано с лучистой тепловой энергией тоста, который вытягивает влагу из хлеба и делает его хрустящим.
  • Горячая чашка дымящегося какао согревает руки.
  • Любое пламя, начиная от спичечного пламени и заканчивая массивными лесными пожарами.
  • Когда лед помещают в стакан с водой, тепловая энергия из воды его плавит, то есть сама вода является источником энергии.
  • Система радиатора или отопления в доме обеспечивает тепло в течение долгих и холодных зимних месяцев.
  • Обычные печи являются источниками конвекции, в результате чего помещенный в них пищевой продукт нагревается, и запускается процесс приготовления.
  • Примеры теплопередачи можно наблюдать и в своем собственном теле, взяв в руку кусочек льда.
  • Тепловая энергия есть даже внутри у кошки, которая может согреть колени хозяина.

Тепло – это движение

Тепловые потоки находятся в постоянном движении. Основными способами их передачи можно назвать конвенцию, излучение и проводимость. Давайте рассмотрим эти понятия более подробно.

Что такое проводимость?

Возможно, многие не раз замечали, что в одном и том же помещении ощущения от прикосновения с полом могут быть совершенно разные. Приятно и тепло ходить по ковру, но если зайти в ванную комнату босыми ногами, ощутимая прохлада сразу дает чувство бодрости. Только не в том случае, где есть подогрев полов.

Так почему же плиточная поверхность мерзнет? Это все из-за теплопроводности. Это один из трех типов передачи тепла. Всякий раз, когда два объекта различных температур находятся в контакте друг с другом, тепловая энергия будет проходить между ними. Примеры теплопередачи в этом случае можно привести следующие: держась за металлическую пластину, другой конец которой будет помещен над пламенем свечи, со временем можно почувствовать жжение и боль, а в момент прикосновения к железной ручке кастрюли с кипящей водой можно получить ожог.

Факторы проводимости

Хорошая или плохая проводимость зависит от нескольких факторов:

  • Вид и качество материала, из которого сделаны предметы.
  • Площадь поверхности двух объектов, находящихся в контакте.
  • Разница температур между двумя объектами.
  • Толщина и размер предметов.

В форме уравнения это выглядит следующим образом: скорость передачи тепла к объекту равна теплопроводности материала, из которого изготовлен объект, умноженной на площадь поверхности в контакте, умноженной на разность температур между двумя объектами и деленной на толщину материала. Все просто.

Примеры проводимости

Прямая передача тепла от одного объекта к другому называются проводимостью, а вещества, которые хорошо проводят тепло, называются проводниками. Некоторые материалы и вещества плохо справляются с этой задачей, их называют изоляторами. К ним относят древесину, пластмассу, стекловолокно и даже воздух. Как известно, изоляторы фактически не останавливают поток тепла, а просто его замедляют в той или иной степени.

Конвекция

Такой вид теплопередачи, как конвекция, происходит во всех жидкостях и газах. Можно встретить такие примеры теплопередачи в природе и в быту. Когда жидкость нагревается, молекулы в нижней части набирают энергию и начинают двигаться быстрее, что приводит к уменьшению плотности. Теплые молекулы текучей среды начинают двигаться вверх, в то время как охладитель (более плотная жидкость) начинает тонуть. После того как прохладные молекулы достигают дна, они опять получают свою долю энергии и снова стремятся к вершине. Цикл продолжается до тех пор, пока существует источник тепла в нижней части.

Примеры теплопередачи в природе можно привести следующие: при помощи специального оборудованной горелки теплый воздух, наполняя пространство воздушного шара, может поднять всю конструкцию на достаточно большую высоту, все дело в том, что теплый воздух легче холодного.

Излучение

Когда вы сидите перед костром, вас согревает исходящее от него тепло. То же самое происходит, если поднести ладонь к горящей лампочке, не дотрагиваясь до нее. Вы тоже почувствуете тепло. Самые крупные примеры теплопередачи в быту и природе возглавляет солнечная энергия. Каждый день тепло солнца проходит через 146 млн. км пустого пространства вплоть до самой Земли. Это движущая сила для всех форм и систем жизни, которые существуют на нашей планете сегодня. Без этого способа передачи мы были бы в большой беде, и мир был бы совсем не тот, каким мы его знаем.

Излучение – это передача тепла с помощью электромагнитных волн, будь то радиоволны, инфракрасные, рентгеновские лучи или даже видимый свет. Все объекты излучают и поглощают лучистую энергию, включая самого человека, однако не все предметы и вещества справляются с этой задачей одинаково хорошо. Примеры теплопередачи в быту можно рассмотреть при помощи обычной антенны. Как правило, то, что хорошо излучает, также хорошо и поглощает. Что касается Земли, то она принимает энергию от солнца, а затем отдает ее обратно в космос. Эта энергия излучения называется земной радиацией, и это то, что делает возможной саму жизнь на планете.

Примеры теплопередачи в природе, быту, технике

Передача энергии, в частности тепловой, является фундаментальной областью исследования для всех инженеров. Излучение делает Землю пригодной для обитания и дает возобновляемую солнечную энергию. Конвекция является основой механики, отвечает за потоки воздуха в зданиях и воздухообмен в домах. Проводимость позволяет нагревать кастрюлю, всего лишь поставив ее на огонь.

Многочисленные примеры теплопередачи в технике и природе очевидны и встречаются повсюду в нашем мире. Практически все из них играют большую роль, особенно в области машиностроения. Например, при проектировании системы вентиляции здания инженеры высчитывают теплоотдачу здания в его окрестностях, а также внутреннюю передачу тепла. Кроме того, они выбирают материалы, которые сводят к минимуму или максимизируют передачу тепла через отдельные компоненты для оптимизации эффективности.

Испарение

Когда атомы или молекулы жидкости (например, воды) подвергаются воздействию значительного объема газа, они имеют тенденцию самопроизвольно войти в газообразное состояние или испариться. Это происходит потому, что молекулы постоянно движутся в разных направлениях при случайных скоростях и сталкиваются друг с другом. В ходе этих процессов некоторые из них получают кинетическую энергию, достаточную для того, чтобы отталкиваться от источника нагревания.

Однако не все молекулы успевают испариться и стать водяным паром. Все зависит от температуры. Так, вода в стакане будет испаряться медленнее, чем в нагреваемой на плите кастрюле. Кипение воды значительно увеличивает энергию молекул, что, в свою очередь, ускоряет процесс испарения.

Основные понятия

  • Проводимость – это передача тепла через вещество при непосредственном контакте атомов или молекул.
  • Конвекция – это передача тепла за счет циркуляции газа (например, воздуха) или жидкости (например, воды).
  • Излучение – это разница между поглощенным и отраженным количеством тепла. Эта способность сильно зависит от цвета, черные объекты поглощают больше тепла, чем светлые.
  • Испарение – это процесс, при котором атомы или молекулы в жидком состоянии получают достаточно энергии, чтобы стать газом или паром.
  • Парниковые газы – это газы, которые задерживают тепло солнца в атмосфере Земли, производя парниковый эффект. Выделяют две основные категории – это водяной пар и углекислый газ.
  • Возобновляемые источники энергии – это безграничные ресурсы, которые быстро и естественно пополняются. Сюда можно отнести следующие примеры теплопередачи в природе и технике: ветры и энергию солнца.
  • Теплопроводность – это скорость, с которой материал передает тепловую энергию через себя.
  • Тепловое равновесие – это состояние, в котором все части системы находятся в одинаковом температурном режиме.

Применение на практике

Многочисленные примеры теплопередачи в природе и технике (картинки выше) указывают на то, что эти процессы должны быть хорошо изучены и служили во благо. Инженеры применяют свои знания о принципах передачи тепла, исследуют новые технологии, которые связаны с использованием возобновляемых ресурсов и являются менее разрушительными для окружающей среды. Ключевым моментом является понимание того, что перенос энергии открывает бесконечные возможности для инженерных решений и не только.

Ртуть теплопроводность – Справочник химика 21

    Простые вещества по свойствам составляющих их элементов делятся на металлы и неметаллы. Металлы имеют ряд общих свойств. Это – металлический блеск, высокая теплопроводность и электропроводность. Бее металлы, кроме ртути, при нормальных условиях (температура 0°С, давление 1 атм.) являются твердыми веществами, прочными и пластичными. Металлы обладают более высокими восстановительными свойствами, чем неметаллы. Подробнее о металлах и неметаллах разговор пойдет в главе 2 и в главе 7, В приведенной на форзаце Периодической системе элементов разными цветами выделены типичные металлы и неметаллы. [c.10]
    Металлы — хорошие проводники тепла и электричества. При прохождении электрического тока через металлические проводники не происходит переноса частиц металла (электронная проводимость, или проводимость первого рода). По способности проводить тепло и электричество металлы располагаются приблизительно в одном и том же порядке лучшие проводники —серебро и медь, затем золото, алюминий, железо и худшие —свинец и ртуть. Следовательно, между теплопроводностью металлов и их электропроводностью наблюдается почти постоянное соотношение. 
[c.297]

    Существенные сведения относительно природы химической связи в металлах можно получить на основании двух характерных особенностей по сравнению с ковалентными и ионными соединениями. Металлы, во-первых, отличаются от других веществ высокой электропроводностью и теплопроводностью, во-вторых, в обычных условиях являются кристаллическими веществами (за исключением ртути), структуры которых характеризуются высокими координационными числами. [c.104]

    Слабые металлические связи сообщают графиту его металлические свойства электропроводность, в некоторых чистых образцах в два раза превышающую электропроводность ртути, теплопроводность, почти равную теплопроводности меди, и т. п. 

[c.287]

    Теплопроводность. Теплопроводность воды относительно велика по сравнению с теплопроводностью других жидкостей (кроме ртути). В этом отношении к ней близки глицерин и некоторые соляные растворы. Относительно большая теплопроводность воды является важным фактором для теплоотдачи, так как коэффициент теплоотдачи прямо пропорционален теплопроводности. [c.290]

    По теплопроводности твердые тела делят на три группы. Первая группа — металлы с теплопро- гоо водностью от 6,8 ккал (м-ч-град) для ртути или 40 ккал (м-ч-град) для стали до 394 ккал] (м-ч-град) для серебра. Однако эти величины в сильной степени зависят от примесей и загрязнений материала. Вторую группу составляют строительные материалы с теплопроводностью от 0,2—0,25 ккал (м-ч- град) для обыкновенного строительного кирпича до 16 ккал (м ч – град) для карборундового кирпича. Третья группа представляет собой теплоизоляционные материалы с теплопроводностью от 0,033 ккал  

[c.279]

    Нагревание ртутью и жидкими металлами. Для нагрева до температур 400—800 С и выше в качестве высокотемпературных теплоносителей могут быть эффективно использованы ртуть, а также натрий, калий, свинец и другие легкоплавкие металлы и их сплавы. Эти теплоносители отличаются больщой плотностью, термической стойкостью, хорошей теплопроводностью и высокими коэффициентами теплоотдачи. Однако жидкие металлы и их сплавы характеризуются очень малыми значениями критерия Прандтля (Рг =s 0,07). В связи с этим коэффициенты теплоотдачи от жидких металлов следует рассчитывать по специальным формулам .  [c.320]


    Металлы отличаются характерным металлическим блеском, ковкостью, тягучестью, могут прокатываться в листы или вытягиваться в проволоку, обладают хорошей теплопроводностью и электрической проводимостью. При комнатной температуре все металлы (кроме ртути) находятся в твердом состоянии. 
[c.29]

    По физическим свойствам все металлы – твердые вещества (кроме ртути, которая при обычных условиях жидкая), они отличаются от неметаллов особым видом связи (металлическая связь). Валентные электроны слабо связаны с конкретным атомом и внутри каждого металла существует так называемый электронный газ. Поэтому все металлы обладают высокой электропроводностью (т. е. они – проводники в отличие от неметаллов-диэлектриков), особенно медь, серебро, золото, ртуть и алюминий высока и теплопроводность металлов. Отличительным свойством многих металлов является их пластичность (ковкость), вследствие чего они могут быть прокатаны в тонкие листы (фольгу) и вытянуты в проволоку (олово, алюминий и др.), однако встречаются и достаточно хрупкие металлы (цинк, сурьма, висмут). [c.157]

    Графит хорошо проводит тепло (в 3 раза лучше ртути) и обладает близкой к металлам электропроводностью (0,1 от электропроводности ртути). И электро- и теплопроводность больше параллельно слоям, чем перпендикулярно им. Максимум теплопроводности графита наблюдается около 0°С, а электропроводности — около 600 °С. Механическая прочность графита при переходе от обычных температур к 2500 °С возрастает почти вдвое. Его сжимаемость примерно в 20 раз больше сжимаемости алмаза. Заметное окисление графита при нагревании на воздухе наступает лишь выше 700 С. 

[c.502]

    Обычно установки термической регенерации работают периодически. Используется как огневой обогрев через стены реторты, так и электрический с помощью наружных или внутренних нагревательных элементов сопротивления или нагревателей индукционного типа. Производительность установок термической регенерации ртути обычно лимитируется низкой теплопроводностью шламов после отгонки из них влаги. Вследствие этого прогрев всей массы шлама в реторте до температуры не ниже 600 °С происходит медленно и вся операция отгонки в реторте емкостью около 0,5 т обычно занимает 24—36 ч. [c.273]

    В приборе Свентославского (рис. V. 54, а) раствор, подлежащий исследованию, наливают в нижний резервуар 1 прибора через боковой отросток сосуда так, чтобы жидкость находилась в узкой трубке 2. При кипении пар вместе с капельками жидкости устремляется по трубке 2 в отверстие сосуда 3, расположенное вблизи нижней части внутренней запаянной трубки 4, которая содержит ртуть или силиконовое масло (последние увеличивают теплопроводность системы). Сюда же погружают шарик термометра. Нагреватель представляет собою жестяное полукольцо, покрытое асбестом, на который намотаны электроспираль. Это полукольцо охватывает нижнюю трубку 5 в месте соединения ее с резервуаром 1. В ходе опыта нагревание регулируют так, чтобы нижняя часть трубки с термометром [c.330]

    Связи между атомами углерода одной и той же плоскости в решетке графита имеют типичный ковалентный характер. Отдельные плоскости связаны друг с другом в основном межмолекулярными силами, но отчасти между ними действуют и металлические связи (примерно один свободный электрон на 18 тыс. атомов углерода). Наличием последних обусловлена высокая электропроводность графита (0,1 от электропроводности ртути) и его хорошая теплопроводность (в три раза больше, чем у ртути). 

[c.300]

    Для решеток с металлической структурой характерно наличие в узлах кроме атомов также и ионов, которые образуются за счет отрыва электронов. Атомы и ионы находятся в состоянии непрерывного обмена электронами, причем процесс этот происходит без затраты или освобождения энергии (в единицу времени число атомов, потерявших электроны, и присоединивших их ионов равно). В процессе такого непрерывного обмена электронами часть их стационарно остается в свободном состоянии, образуя так называемый электронный газ . Наличие свободно перемещающихся электронов и динамически обменивающихся ими нонов и атомов сообщает металлическим кристаллам специфические свойства пластичность, электронную проводимость, высокую теплопроводность, металлический блеск, непрозрачность. Специфика структуры металлических кристаллов создает условия для большого разнообразия их свойств. Так, например, температура затвердевания ртути —38,9° С, в то время как вольфрам плавится лишь при 3380° С натрий мягок, как воск, а рений с трудом можно обработать инструментом, изготовленным из специальных сортов стали. 

[c.321]

    Пример 4-1. При измерении переменной температуры термометром важно знать, насколько быстро термометр реагирует на изменение температуры. Полупериодом называют интервал времени, в пределах которого начальная разность между истинной температурой и показанием термометра сокращается наполовину после внезапного изменения истинной температуры. Необходимо определить этот полупериод для ртутного термометра, находящегося в потоке воздуха. Пусть ртутный шарик имеет форму цилиндра радиусом 3 мм. Коэффициент теплопроводности ртути к = 7,А5 ккал/м-ч-град (см. приложение). Коэффициент температуропроводности а = 0,0166 л /ч, термическим сопротивлением тонкой стеклянной стенки пренебрегаем. Коэффициент теплообмена для потока воздуха а = 50 ккал/м -ч-град. 

[c.106]


    Вторая операция называется закалкой. Образец после выдержки при заданной температуре резко охлаждается. Это достигается сбрасыванием образца из печи в холодную инертную жидкость с хорошей теплопроводностью (например, в воду, ртуть). При резком охлаждении происходит фиксация того состояния, в котором образец находился при температуре выдержки, т. е. кристаллические фазы, если они есть, фиксируются ( замораживаются ) в таком виде и количестве, в каком они находились при температуре выдержки, а жидкая фаза застывает в стеклообразном состоянии. [c.284]

    Медь обладает высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и отлично переносит горячую и холодную обработку давлением. Она устойчива к атмосферной коррозии. Чистая пресная >ода почти не действует на медь. Скорость коррозии меди в морской воде 0,05 мм/год. В растворах неокислительных солей она стойка. Примеси олова и ртути увеличивают скорость коррозии меди. 

[c.23]

    Для большого количества жидкостей составляющая коэффициента затухания обусловленная теплопроводностью, много меньше составляющей а , вызванной вязкостью жидкости. В некоторых жидкостях, например, ртути, наоборот, величина в несколько раз больше [c.79]

    К металлам относят вещества, которые обладают рядом характерных свойств хорошей электро- и теплопроводностью и отражательной способностью к световому излучению (блеск и непрозрачность), отрицательным температурным коэффициентом электропроводности, повышенной пластичностью (ковкость). Данные свойства металлов обусловлены наличием подвижных электронов, которые постоянно перемещаются от одного атома к другому. Вследствие такого обмена в металлической структуре всегда имеется некоторое количество свободных электронов, т. е. не принадлежащих в данный момент каким-либо определенным атомам. Чрезвычайно малые размеры электронов позволяют им свободно перемещаться по всему металлическому кристаллу и придавать металлам характерные свойства. Слабой связью валентных электронов с ядром атома объясняются и многие свойства металлов, проявляющиеся при химических реакциях образование положительно заряженных ионов-катионов, образование основных окислов и др. Металлы с хорошей электропроводностью одновременно обладают высокой теплопроводностью (рис. 105). Наибольшей электропроводностью обладают металлы серебро, медь, золото, алюминий. Медь и алюминий широко используются для изготовления электрических проводов. По твердости металлы располагаются в ряд, приведенный на рис. 106. По плотности все металлы условно делят на две группы легкие, плотность которых не более 5 г см , и тяжелые. Плотность, температуры плавления и кипения некоторых металлов указаны в табл. 18. Наиболее тугоплавким металлом является осмий, наиболее легкоплавким — ртуть. 

[c.266]

    Для выяснения зависимости значений коэффициента / от температуры Одноатомных газов Зайцевой, [Л.2-26] было проведено экспериментальное исследование теплопроводности шести одноатомных газов. Ею экспериментально была определена теплопроводность гелия, неона, аргона, криптона, сенона и паров ртути при давлениях от 50 до 500 мм рт. ст. и температурах от О до 500° С. Установка Зайцевой исключала необходимость больших поправок к экспериментальным значениям в отличие от данных Каннулика и Кармана [Л. 2-27], уже при 300 С вводивших по правки до 20% к экспериментальным значениям. Обработка экспериментальных данных теплопроводности Зайцевой показала, что зависимость теплопроводности указанных шести одноатомных газов от температуры описывается уравнением [c.134]

    Это означает, что условия протекания процесса внутри рассматриваемой системы зависят не только от входных, но и от выходных потоков. Чтобы лучше это представить, предположим, что рассматриваются потоки ртути в этом случае вследствие условий теплопроводности в ртутной колонне диффузионный член увеличится и может стать очень большим. Если ртуть, после того как выйдет из системы, снова попадет в теплый поток, это вызовет в колонне поток тепла в обратном направлении. [c.192]

    Об автоматическом регулировании остаточного давления в областях среднего и высокого вакуума в литературе имеется сравнительно мало сведений. При использовании вакуумметров, основанных на принципе измерения теплопроводности газа, Лапорт [49] рекомендует подключить к мостовой схеме Пирани сигнальное устройство, которое дает звуковой сигнал при увеличении давления выше заданного предела. Нисбет [54 ] описал прибор, позволяющий поддерживать в сосуде, продуваемом воздухом, постоянное давление 10″ мм рт. ст. Мельпольдер [55] описал регулятор давления, обеспечивающий в интервале от 10″ до 10″ мм рт. ст. точность регулирования, равную 10″ мм рт. ст. Схема данного регулятора приведена на рис. 384. Принцип его работы заключается во введении в манометр Мак-Леода четырех впаянных контактов 9—12. С помощью устройства 13 в манометре Мак-Леода каждую минуту поднимают уровень ртути. Регулирование давления осуществляется с помощью контактов 9 и При уменьшешш-давления в системе ниже заданного контакт 10 замыкается, при этом он через реле 5 и 2 закрывает электромагнитный клапан 5. Этот клапан размещен на штуцере 4, соединяющем систему с ваку-умным насосом. Вакуумированный аппарат подсоединяют к шту- [c.451]

    В большинстве случаев при обычных условиях в такой же последовательности, как и электрическая проводимость, изменяется теплопроводность металлов. Последняя обусловливается высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравии-вание температуры в массе металла. Наибольшая теплопроводность у серебра и меди, наименьшая — у висмута и ртути. [c.152]

    Рассматриваемый прибор был создан Л. П. Филипповым для измерения теплопроводности электролитов, в том числе и электропроводящих, относительным методом цилиндрического слоя [Л. 1-48]. Схематическое изображение этого прибора дано на рис. 1-12. Исследуемая жидкость заполняет цилиндрический слой 1 между внешней 2 и внутренней 3 стеклянными трубками. Во внутренней трубке диаметром около 2 мм и длиной 8 см помещен нагревательный элемент 8 из константановой проволоки диаметром 0,1 мм, намотанной бифилярно на фарфоровую соломку толщиной 1 мм. В конце трубки 3 имеется спай медно-константановой термопары, провода которой выводятся сквозь каналы в фарфоровой соломке. Весь прибор погружен в ртуть 5, термостатируемую потоком жидкости в стеклянной рубашке б. В ртути находится второй спай 7, вместе со спаем 4 образующий дифференциальную термопару, [c.67]

    Пленочное К. возникает на несмачиваемых пов-стях нагрева (напр., К. ртути в стеклянной трубке) на смачиваемых пов-стях пузырьковое К. переходит в пленочное (первый кризис К.) при достижении первой критич. плотности теплового потока 9,р.1. Интенсивность теплоотдачи при пленочном К. значительно меньше, чем при пузьфьковом, что обусловлено малыми значениями коэф. теплопроводности ).[Вт/(м К)] и плотности пара по сравнению с их значениями для жидкости. При ламинарном движении пара в пленке а при турбулентном движении интенсивность [c.385]

    Способ I [1—3]. Необходимое для получения препарата олово вводяг в реакцию в виде реакционноспособной амальгамы. Последнюю готовят путем слабого нагревания 6,5 частей ртути в фарфоровой чашке на песчаной бане (работать под тягой ), постепенно прибавляя к ней оловянные стружки (14 частей). По окончании реакции смеси дают охладиться. Амальгаму разбивают стеклянной палочкой в момент затвердевания на сравнительно крупные зерна, которые затем подвергают дальнейшему измельчению. Полученный препарат хорошо перемешивают с 8 ч. порошкообразной серы и 6,8 ч. тонкоизмельченного хлорида аммония и переносят в керамический тигель, неплотно закрытый глиняной или фарфоровой крышкой. Реакционную массу умеренно нагревают (до 400°С) под сильной тягой или лучше на воздухе (ртуть ) на песчаной бане в течение длительного времени, пока не прекратится выделение паров. Затем температуру быстро повышают до начала красного каления. Как только закончится выделение паров серы нли бурая реакционная масса в отдельных местах начнет приобретать черный цвет, на-грер.ание прекращают и медленно охлаждают содержимое тигля без сильного притока воздуха. В зависимости от количества исходных компонентов реакция продолжается 3—4 ч. После охлаждения тигель осторожно разбивают и отделяют поверхностный слой, состоящий из хорошо образованных с золотистым блеском кристаллов. Под ними также находится SnSa, однако в виде хуже образованных кристаллов. На дне часто остается небольшое количество чистой серы. При слишком большой загрузке иногда происходит разложение (почернение) продукта на дне и на стенках тигля вследствие перегрева, обусловленного плохой теплопроводностью реакционной массы. При этом внутри тигля компоненты часто даже не успевают прореагировать полностью. Часть продукта, представляющую собой хорошо образованные кристаллы, очищают путем возгонки на песчаной бане, причем SnSa получается в виде великолепных прозрачных чешуек с золотистым блеском. Выход около 50%. [c.830]

    Металлы имеют плотноупакованную кристаллическую структуру и характеризуются металлическим типом связи электроны, осуществляющие эту связь, принадлежат не двум отдельным атомам, а свободно перемещаются по всему кристаллу. Металлы характеризуются высокой электрической проводимостью и теплопроводностью. При нормальных усповиях ртуть находится в жидком состоянии, остальные металлы — твердые вещества обладают сравнительно низкими значениями энергии ионизации и сродства к электрону. [c.192]

    Вскоре после этого вопрос с большей тщательностью был изучен М. Кпудсепом [30]. Исследуемым веществом была ртуть, которая особенно пригодна по ряду причин. Давление пара ртути хорошо известно в широкой области, так что можно выбрать такие температуры опыта, при которых длина свободного пробега атомов ртути была столь велика, что при данном расстоянии поверхности жидкости от сильно охлаждаемой стенки на последней удерживались все испаренные атомы и обратного их возвращения не происходило. К тому же при достаточно медленном испарении хорошая теплопроводность ртути гарантировала правильное определение температуры поверхности. [c.33]

    Пример XVIII. 1. Вычислить теплопроводность ртути (М = 200,6) при 293 К, зная р = 13 500 кг/м Ср — 138,2 Дж/(кг-К) г = 0,95-10- 0м м. [c.342]


Документ «Теплопроводность различных тел»

Проектная работа по физике

на тему

Теплопроводность

Содержание:

Введение.

Глава 1. Явление теплопроводности :

1.1 Примеры теплопроводности в природе

1.2 Теплопроводность в быту

Глава 2. Проводимые опыты и выводы:

2.1 Опыт № 1. Определение теплопроводности алюминия и железа с помощью горячей воды

2.2 Опыт №2. Определение теплопроводности алюминия и шерсти с помощью холода

Заключение

Список использованной литературы

Введение.

Гипотеза

Цель : – изучить явление теплопроводность

– заинтересовать класс в изучении данного явления

Задачи: – объяснить пользу и вред данного явления

– рассказать, где применяется теплопроводность в нашей жизни

Глава 1. Явление теплопроводность.

Теплопроводностью называется явление передачи энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Нагревание металлической ложки от горячего чая – пример теплопроводности

Объяснение явления. Возьмем и начнем нагревать на огне конец медной палки, а другой конец возьмем в руки, через короткое время мы не сможем ее удержать так как не нагревающий конец тоже стал горячим. Вот это явление перехода тепла по поверхности от одного конца проволоки к другому и называется теплопроводность.

Глава 1.1 Теплопроводность в природе.

Наблюдать явление мы можем на примере животных, которые впадают в зимнюю спячку: медведи. Эти представителя животного мира не погибают от переохлаждения . Почему? Ответ прост: они спят в берлогах под толстым слоем снега, который обладает плохой теплопроводностью (из-за наличия воздуха между снежинками) , что мешает холоду проникнуть к животному , а жир и шерсть не дают теплу покинуть тело.

Место ночевки тетерева

Глава 1.2 Теплопроводность в быту.

Явление очень широко используется в повседневной жизни. Примеров огромное число, вот некоторые из них:

– На кухне для приготовления пищи используют посуду из материалов ( в основном из различных металлов) , которые обладают хорошей теплопроводностью, для того чтобы пища быстро и равномерно готовилась. А детали, которые мы берем руками во избежание ожогов делают из материалов с плохой теплопроводностью(ручки, крышки из пластмассы ), или используют перчатки , прихватки из ткани

– В автомобилях для того, чтобы не перегреть детали двигателя его блок цилиндров делают из алюминия или чугуна, у которых хорошая теплопроводность

– Зимняя одежда делается из материалов с плохой теплопроводностью – из шерсти и меха, а летняя – наоборот из материалов с хорошей ( чтобы не было перегревания тела)

– При строительстве жилья используют для стен дерево, кирпич, бетон, камень из-за их низкой теплопроводности

Глава 2. Проводимые опыты и выводы.

Для того, чтобы правильно применять явление теплопроводности в нашей жизни необходимо знать, что нам нужно, чтобы материал хорошо или плохо проводил тепло. А для этого нужно знать какие материалы обладают хорошей, а какие плохой теплопроводностью. Для этого ученные провели большое количество опытов и определили две основные группы.

2.1 Опыт №1. Определение теплопроводности алюминия и железа с помощью горячей воды

Цель опыта: Определить какие из представленных материалов ( алюминий или железо) обладают лучшей теплопроводностью.

Оборудование : Стакан с горячей водой, железная и алюминиевая ложка , пластилин и два болтика

Работа: С помощью пластилина закрепляем на ложках скрепки, важно, чтобы ложки были одинакового размера. Затем ставим их в стакан, в который заливаем кипяток.

Через минуту болт с алюминиевой ложки отлетел, а на ложке остался след от растаявшего пластилина.

Вывод: В ходе опыта мы убедились в том, что болт с алюминиевой ложки упал быстрее. Это значит, что алюминий обладает лучшей теплопроводностью чем железо.

2.2 Опыт №2. Определение теплопроводности алюминия и шерсти с помощью холода

Цель опыта: Определить , что обладает худшей теплопроводностью шерсть или алюминий.

Оборудование : Шерстяной платок, алюминиевая фольга, два маленьких полиэтиленовых пакетика, вода.

Работа: Заливаем в каждый пакетик одинаковое количество воды

Затем заворачиваем один пакетик в платок, а другой в фольгу. И убираем их в морозильник.

Через 10 минут вынимаем свертки из морозильника. В платке вода только начала подмерзать,

А в фольге уже превратилась в лед

Вывод: Исходя из результата опыта можно сказать, что алюминиевая фольга обладает худшей теплопроводностью, чем шерсть. То есть зимой нужно одевать шерстяные вещи, они плохо пропускают холод.

Заключение:

Мы еще раз закрепили свои знания по казалось бы простой и изученной теме. Но польза теплопроводности еще долго будем волновать людей. Ради экономии тепла в домах, для изготовления более теплой и комфортной одежды и для решения многих других задач ученные будут продолжать изучать это явление и создавать новые материалы. Я хочу, чтобы все мы с пользой пользовались полученными знаниями, особенно в зимнее время.

Список использованной литературы:

  1. Учебник по физике 8 класс. А.В. Перышкин . 2014 год

  2. Интернет

  3. Ю.Г.Павленко. Начала физики. “Экзамен”, М. 2005

  4. Кл. Э. Суорц. Необыкновенная физика обыкновенных явлений. Наука, М. 1986

  5. “Здравствуй, физика”, Л. Гальперштейн;

  6. Ф.Рабиза “Опыты без приборов”

У каких металлов высокая теплопроводность

Содержание

  • Теплопроводность металлов в зависимости от температуры
    • Добавить комментарий Отменить ответ
    • Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость
    • Плотность воды, теплопроводность и физические свойства h3O
    • Физические свойства воздуха: плотность, вязкость, удельная теплоемкость
    • Теплопроводность стали и чугуна. Теплофизические свойства стали
    • Оргстекло: тепловые и механические характеристики
    • Физические свойства технической соли
    • Характеристики теплоизоляционных плит Изорок (Isoroc)
    • Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах
    • Удельная теплоемкость воды h3O
    • Теплофизические свойства, состав и теплопроводность алюминиевых сплавов
    • Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова Sn
    • Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах
    • Характеристики масла АМГ-10: плотность, вязкость, теплоемкость, теплопроводность
    • Таблицы удельной теплоемкости веществ (газов, жидкостей и др.)
    • Плотность молока, его удельная теплоемкость и другие физические свойства
    • Свойства меди: плотность, теплоемкость, теплопроводность
    • Свойства карбида кремния SiC
  • От чего зависит показатель теплопроводности
  • Понятие коэффициента теплопроводности
  • Когда учитывается

Металлы – это вещества, имеющие кристаллическую структуру. При нагревании они способны плавиться, то есть переходить в текучее состояние. Одни из них имеют невысокую температуру плавления: их можно расплавить, поместив в обычную ложку и держа над пламенем свечи. Это свинец и олово. Другие возможно расплавить только в специальных печах. Высокой температурой плавления обладают медь и железо. Для ее понижения в металл вводят добавки. Полученные сплавы (сталь, бронза, чугун, латунь) имеют температуру плавления ниже, чем исходный металл.

От чего же зависит температура плавления металлов? Все они имеют определенные характеристики – теплоемкость и теплопроводность металлов. Теплоемкостью называют способность при нагревании поглощать теплоту. Ее численный показатель – удельная теплоемкость. Под ней подразумевается количество энергии, которое способна поглотить единица массы металла, нагреваемая на 1°С. От этого показателя зависит расход топлива на нагревание металлической заготовки до нужной температуры. Теплоемкость большинства металлов находится в пределах 300-400 Дж/(кг*К), металлических сплавов – 100-2000 Дж/(кг*К).

Теплопроводность металлов – это перенос тепла от более горячих частиц к более холодным по закону Фурье при их макроскопической неподвижности. Она зависит от структуры материала, его химического состава и типа межатомной связи. В металлах передача тепла производится электронами, в других твердых материалах – фононами. Теплопроводность металлов тем выше, чем более совершенную кристаллическую структуру они имеют. Чем больше металл имеет примесей, тем более искажена кристаллическая решетка, и тем ниже теплопроводность. Легирование вносит такие искажения в структуру металлов и понижает теплопроводность относительно основного металла.

У всех металлов хорошая теплопроводность, но у одних выше, чем у других. Пример таких металлов – золото, медь, серебро. Более низкая теплопроводность – у олова, алюминия, железа. Повышенная теплопроводность металлов является достоинством либо недостатком, в зависимости от сферы их использования. Например, она необходима металлической посуде для быстрого нагрева пищи. В то же время применение металлов с высокой теплопроводностью для изготовления ручек посуды затрудняет ее использование – ручки слишком быстро нагреваются, и до них невозможно дотронуться. Поэтому здесь используют теплоизолирующие материалы.

Еще одна характеристика металла, влияющая на его свойства – тепловое расширение. Оно выглядит как увеличение в объеме металла при его нагревании и уменьшение – при охлаждении. Это явление обязательно необходимо учитывать при изготовлении металлических изделий. Так, например, крышки кастрюль делают накладными, у чайников тоже предусмотрен зазор между крышкой и корпусом, чтобы при нагревании крышку не заклинило.

Для каждого металла вычислен коэффициент теплового расширения. Его определяют нагреванием на 1°С опытного образца, имеющего длину 1 м. Самый большой коэффициент имеют свинец, цинк, олово. Поменьше он у меди и серебра. Еще ниже – железа и золота.

По химическим свойствам металлы делятся на несколько групп. Существуют активные металлы (например, калий или натрий), способные мгновенно вступать в реакцию с воздухом или водой. Шесть самых активных металлов, составляющий первую группу периодической таблицы, называют щелочными. Они имеют маленькую температуру плавления и так мягки, что могут быть разрезаны ножом. Соединяясь с водой, они образуют щелочные растворы, отсюда и их название.

Вторую группу составляют щелочноземельные металлы – кальций, магний и пр. Они входят в состав многих минералов, более твердые и тугоплавкие. Примерами металлов следующих, третьей и четвертой групп, могут служить свинец и алюминий. Это довольно мягкие металлы и они часто используются в сплавах. Переходные металлы (железо, хром, никель, медь, золото, серебро) менее активны, более ковки и часто применяются в промышленности в виде сплавов.

Положение каждого металла в ряду активности характеризует его способность вступать в реакцию. Чем активнее металл, тем легче он забирает кислород. Их очень трудно выделить из соединений, в то время, как малоактивные виды металлов можно встретить в чистом виде. Самые активные из них – калий и натрий – хранят в керосине, вне его они сразу же окисляются. Из металлов, используемых в промышленности, наименее активным является медь. Из нее делают резервуары и трубы для горячей воды, а также электрические провода.

Теплопроводность металлов в зависимости от температуры

В таблице представлена теплопроводность металлов в зависимости от температуры при отрицательных и положительных температурах (в интервале от -200 до 2400°C).

Таблица теплопроводности металлов содержит значения теплопроводности следующих чистых металлов: алюминий Al, кадмий Cd, натрий Na, серебро Ag, калий K, никель Ni, свинец Pb, кобальт Co, бериллий Be, литий Li, сурьма Sb, висмут Bi, магний Mg, цинк Zn, вольфрам W, олово Sn, уран U, железо Fe, палладий Pd, цирконий Zr, марганец Mn, платина Pt, золото Au, медь Cu, родий Rh, таллий Tl, молибден Mo, тантал Ta, иридий Ir.

Следует отметить, что теплопроводность металлов изменяется в широких пределах и может отличаться в десятки раз в одних и тех же условиях. Например, из приведенных в таблице металлов, наибольшей теплопроводностью обладает такой металл, как серебро Ag — его коэффициент теплопроводности равен 392 Вт/(м·град) при 100°С и это самый теплопроводный металл. Наименьшее значение теплопроводности при этой же температуре соответствует металлу висмут Bi с теплопроводностью всего 7,7 Вт/(м·град).

Теплопроводность большинства металлов при нагревании снижается. Их максимальная теплопроводность достигается при низких отрицательных температурах. Например, при температуре минус 100°С серебро имеет теплопроводность 419,8, а висмут — 11,9 Вт/(м·град).

Примечание: В таблице также даны значения теплопроводности металлов сверх-высокой чистоты (до 99,999%). Значение коэффициента теплопроводности в таблице указано в размерности Вт/(м·град).

  • Теплофизические свойства и температура замерзания водных растворов NaCl и CaCl2
  • Теплофизические свойства, состав и теплопроводность алюминиевых сплавов

Читайте также

Добавить комментарий

Отменить ответ

Теплопроводность строительных материалов, их плотность и теплоемкость

Плотность, теплопроводность и удельная теплоемкость строительных и других популярных материалов. Более 400 материалов в таблице!

Плотность воды, теплопроводность и физические свойства h3O

Подробные таблицы значений плотности воды, ее теплопроводности и других теплофизических свойств в зависимости от температуры…

Физические свойства воздуха: плотность, вязкость, удельная теплоемкость

Таблицы физических свойств воздуха: плотность воздуха, его удельная теплоемкость и вязкость в зависимости от температуры…

Теплопроводность стали и чугуна. Теплофизические свойства стали

Теплопроводность стали и чугуна, физические свойства стали в таблицах при различной температуре…

Оргстекло: тепловые и механические характеристики

Рассмотрены тепловые, механические, оптические и электрические характеристики органического стекла…

Физические свойства технической соли

Насыпная плотность, удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности и другие физические свойства технической соли…

Характеристики теплоизоляционных плит Изорок (Isoroc)

Плотность, коэффициент теплопроводности и другие важнейшие характеристики теплоизоляционных плит Изорок различных модификаций…

Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах

Представлены таблицы значений удельного электрического сопротивления сталей различных типов и марок при температурах от 0 до 1350°С…

Удельная теплоемкость воды h3O

Приведены таблицы значений удельной теплоемкости воды h3O и водяного пара в зависимости от температуры и…

Теплофизические свойства, состав и теплопроводность алюминиевых сплавов

Теплофизические свойства алюминиевых сплавов АМц, АМг, Д16, АК и др. В таблице представлены состав и…

Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова Sn

Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова зависят от температуры и структуры этого металла. При атмосферном давлении…

Удельное электрическое сопротивление стали при различных температурах

Представлены таблицы значений удельного электрического сопротивления сталей различных типов и марок при температурах от 0 до 1350°С…

Характеристики масла АМГ-10: плотность, вязкость, теплоемкость, теплопроводность

Характеристики масла АМГ-10 при температуре от 20 до 100°С: плотность, вязкость, теплоемкость, теплопроводность. Указаны также температуры кипения и замерзания…

Таблицы удельной теплоемкости веществ (газов, жидкостей и др.)

Представлены таблицы удельной теплоемкости веществ: газов, металлов, жидкостей, строительных и теплоизоляционных материалов, а также пищевых…

Плотность молока, его удельная теплоемкость и другие физические свойства

Плотность молока в зависимости от температуры Плотность цельного молока не зависит от месяца дойки коров…

Свойства меди: плотность, теплоемкость, теплопроводность

Свойства меди Cu: теплопроводность и плотность меди В таблице представлены теплофизические свойства меди в зависимости…

Свойства карбида кремния SiC

Теплофизические свойства спеченного мелкозернистого карбида кремния В таблице даны теплофизические свойства спеченного порошка карбида кремния…

Металлы обладают большим количеством характеристик, которые определяют их эксплуатационные качества и возможность применения при изготовлении определенных изделий. Важной характеристикой всех материалов можно назвать теплопроводность. Этот показатель определяет способность материального тела к переносу тепловой энергии. Таблица теплопроводности металлов встречается в различных справочниках, может зависеть от различных их особенностей. Примером можно назвать то, что механизм переноса тепловой энергии во многом зависит от агрегатного состояния вещества.

От чего зависит показатель теплопроводности

Рассматривая теплопроводность металлов и сплавов (таблица создана не только для металлов, но и других материалов), следует учитывать, что наиболее важным показателем является коэффициент теплопроводности. Он зависит от нижеприведенных моментов:

  1. Типа материала и его химического состава. Теплопроводность железа будет существенно отличаться от соответствующего показателя алюминия, что связано с особенностями кристаллической решетки материалов и их другими свойствами.
  2. Коэффициент может изменяться при нагреве или охлаждения металла. При этом изменения могут быть существенными, так как у каждого материала есть своя точка плавления, когда молекулы начинают перестраиваться.

В таблицах для некоторых металлов и сплавов коэффициент теплопроводности указывается уже в жидкой фазе.

Сегодня на практике практически не проводят измерение рассматриваемого показателя. Это связано с тем, что коэффициент теплопроводности при несущественном изменении химического состава остается практически неизменным. Табличные данные применяются при проектировании и выполнении других расчетов.

Понятие коэффициента теплопроводности

Для обозначения рассматриваемого значения применяется символ λ – количество тепла, которое передается в единицу времени через единицу поверхности на момент повышения температуры. Это значение применяется при проведении различных расчетов.

Описание свойства теплопроводности многих металлов проводится по формуле k = 2,5·10−8σT. В этой формуле учитывается:

  1. Температура, измеряемая в Кельвинах.
  2. Показатель электропроводности.

Это соотношение больше всего подходит для определения свойств проводников на момент эксплуатации при нагреве, но в последнее время применяется и для измерения степени проводимости тепловой энергии.

Полупроводники и изоляторы обладают более низкими показателями проводимости тепла, что связано с особенностями строения их кристаллической решетки.

Когда учитывается

При рассмотрении различных свойств материалов часто уделяется внимание и теплопроводности. Этот показатель важен в нижеприведенных случаях:

  1. Когда нужно отвести тепло от объекта. Тепловая энергия может возникать из-за трения. При этом нагрев становится причиной изменения основных свойств металлов и сплавов: прочности и твердости поверхности. Примером назовем конструкцию двигателя внутреннего сгорания. В процессе хода поршня в блоке цилиндров происходит нагрев основных элементов конструкции. Из-за слишком высокого нагрева даже металлы, устойчивые к воздействию высокой температуры, начинают терять прочность и становятся более пластичными. В результате происходит изменение геометрических размеров важных элементов конструкции, и она выходит из строя. Учитывается теплопроводность и при создании режущего инструмента, обшивки самолетов или высокоскоростных поездов.
  2. Когда нужно передать тепловую энергию. Центральная система отопления основана на нагреве рабочей среды, которая после подводится к потребителю и происходит передача энергии окружающей среде. Для того чтобы повысить эффективность создаваемой системы трубы, и отопительные радиаторы изготавливаются из металлов, которые способны быстро передавать тепло.
  3. Когда нужно изолировать поверхность. Встречается ситуация, когда нужно снизить вероятность нагрева поверхности. Для этого применяются специальные материалы, которые обладают высокими изоляционными качествами. Некоторые металлы и сплавы также обладают отражающими свойствами и не нагреваются, а также не передают тепло. Примером назовем фольгу, которая часто применяется в качестве отражающего экрана. Она также изготавливается из тонкого слоя металла, обладающего низким коэффициентом проводимости.

В заключение отметим, что до развития молекулярно-кинетической теории было принято считать передачу тепловой энергии признаком перетекания гипотетического теплорода. Появление современного оборудования позволило изучить строение материалов и изучить поведение частиц при воздействии высокой температуры. Передача энергии происходит за счет быстрого движения молекул, которые начинают сталкиваться, и приводит в движение другие молекулы, находящиеся в спокойном состоянии.

Теплопроводность и теплопередача это одно и тоже

Новые статьи

  1. «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение»

«Виды теплопередачи:


теплопроводность, конвекция, излучение»

Теплопередача – это способ изменения внутренней энергии тела при передаче энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому без совершения работы. Существуют следующие виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Теплопроводность – это процесс передачи энергии от одного тел а к другому или от одной части тела к дpугой благодаря тепловому движению частиц. Важно, что при теплопроводности не происходит перемещения вещества, от одного тела к другом у или от одной части телa к другой передается энергия.

Разные вещества обладают разной теплопроводностью. Если на дно пробирки, наполненной водой, положить кусочек льда и верхний её конец поместить над пламенем спиртовки, то через некоторое время вода в верхней части пробирки закипит, а лёд при этом не растает. Следовательно, вода, так же как и все жидкости, обладает плохой теплопроводностью.

Ещё более плохой теплопроводность ю обладают газы. Возьмём пробирку, в которой нет ничего, кроме воздуха, и расположим её над пламенем спиртовки. Палец, помещённый в пробирку, не почувствует тепла. Следовательно, воздух и другие газы обладает плохой теплопроводностью.

Хорошими проводниками теплоты являются металлы, самыми плохими — сильно разреженные газы. Это объясняется особенностями их строения. Молекулы газов находятся друг от друга на расстояниях, больших, чем молекулы твёрдых тел, и значительно реже сталкиваются. Поэтому и передача энергии от одних молекул к другим в газах происходит не столь интенсивно, как в твёрдых телах. Теплопроводность жидкости занимает промежуточное положение между теплопроводностью газов и твёрдых тел.

Конвекция

Как известно, газы и жидкости плохо проводят теплоту. В то же время от батарей парового отопления нагревается воздух. Это происходит благодаря такому виду теплопроводности, как конвекция.

Если вертушку, сделанную из бумаги, поместить над источником тепла, то вертушка начнёт вращаться. Это происходит потому, что нагретые менее плотные слои воздуха под действием выталкивающей силы поднимаются вверх, а более холодные движутся вниз и занимают их место, что и приводит к вращению вертушки.

Конвекция — вид теплопередачи, при котором энергия передаётся слоями жидкости или газа. Конвекция связана с переносом вещества, поэтому она может осуществляться только в жидкостях и газах; в твёрдых телах конвекция не происходит.

Излучение

Третий вид теплопередачи — излучение. Если поднести руку к спирали электроплитки, включённой в сеть, к горящей электрической лампочке, к нагретому утюгу, к батарее отопления и т.п., то можно явно ощутить тепло.

Опыты также показывают, что чёрные тела хорошо поглощают и излучают энергию, а белые или блестящие плохо испускают и плохо поглощают её. Они хорошо энергию отражают. Поэтому понятно, почему летом носят светлую одежду, почему дома на юге предпочитают красить в белый цвет.

Путём излучения энергия передаётся от Солнца к Земле. Поскольку пространство между Солнцем и Землёй представляет собой вакуум (высота атмосферы Земли много меньше расстояния от неё до Солнца), то энергия не может передаваться ни путём конвекции, ни путём теплопроводности. Таким образом, для передачи энергии путём излучения не требуется наличия какой-либо среды, эта теплопередача может осуществляться и в вакууме.

Конспект урока «Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение».

Следующая тема: «Количество теплоты. Удельная теплоёмкость».

Виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция, излучение

Попробуем и для гуманитариев объяснить.

Теплоемкость проще в калориях объяснять, поскольку именно вода была принята за единицу отсчета теплоемкости веществ в системе СГС.
Чтобы нагреть 1 грамм воды на один градус нужна энергия (работа) равная 1 калории. А для нагрева1 грамма подсолнечного масла требуется всего 0,42 калории. При остывании 1 грамма воды на 1 градус выделится та же калория энергии (пойдет на нагрев окружающей среды) . А масло отдаст 0,42 калории. Т. е. емкость по теплу (теплоемкость) у воды почти в два раза больше теплоемкости масла.

Теплообмен общее понятие самопроизвольного необратимого переноса теплоты (точнее, энергии в форме теплоты) между телами или участками внутри тела
Различают три разных механизма распространения теплоты:
— теплообмен за счет теплопроводности ( (металлическая ручка горячей сковородки, которая нагрелась благодаря высокой теплопроводности металла. Деревянная ручка так не нагреется) ,
— конвективный теплообмен ( тепловентилятор вас греет или в парилке потеете) ,
— лучистый теплообмен (на солнышке жаритесь или у костра сидите, а лицо пылает, хотя до огня и солнца далеко) .

Теплопроводность-перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым. Характеризуется коэффициентом теплопроводности. Для гуманитариев (да и для технарей думаю полезно будет) так объясняю:
представтье куб вещества с размером стороны 1 метр. Если на противоположных гранях куба создать разность температур, то такой куб будет проводить тепло. Так вот, если разница температур на противоположных гранях куба будет 1 градус, то мощность теплового потока от грани к грани для медного куба будет 390 ватт. Т. е. каждую секунду такой куб будет передавать от грани к грани 390 джоулей энергии. Т. е. коэффициент теплопроводности меди 390 ватт на расстояние 1 метр через квадратный метр площади при перепаде температур 1 градус, или по научному — 390Вт/м*K. (сразу понятно почему в знаменателе получился линейный метр) . Если из алмаза гипотетически куб представить, то за киловатт от грани к грани передаваемая мощность будет (поскольку алмаз лучше всех тепло проводит) . Если из дерева, то всего 0,3 ватта мощность теплового потока будет. Потому деревянные дома такие теплые — не проводят ( в смысле очень плохо проводят) они тепло.

Теплоотдача — это теплообмен на границе раздела двух фаз. Например, поверхность горячей батареи отдает тепло воздуху в комнате. Или горячая вода внутренность батареи греет. Или теплоотдача поверхности горячей воды в кастрюле кухонному воздуху.

Теплопередача это теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их тврдую стенку. Т. е. включает в себя теплоотдачу от более горячей жидкости к стенке, теплопроводность в стенке, теплоотдачу от стенки к более холодной подвижной среде. На примере батареи характеризуется совокупностью: коэффициента теплоотдачи от жидкости к стенке батареи, потерей тепла при его прохождении через металл батареи (зависит от толщины стенки и ее теплопроводности) и коэффициента теплоотдачи от горячей стенки батареи к воздуху.

Физика, как наука утверждает, что в природе существуют три вида теплопередачи: теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен. Практически во всех источниках просматривается данная иерархия – на первом месте теплопроводность, на втором – конвекция и на третьем – лучистый теплообмен.

Почему сложилась такая последовательность, очевидно, из истории открытия данных явлений. Если теплопроводность и конвекция были известны древним людям, то электромагнитные волны были предсказаны Максвеллом, а затем открыты Герцем только в конце 19 века (1888 году).

«Теплопередача — это процесс переноса теплоты внутри тела или от одного тела к другому, обусловленный разностью температур».

Теплопередачу в газах и жидкостях еще можно представить как взаимное проникновение молекул и атомов – горячих в более холодную, а холодных в горячую среду. Но как происходит теплопередача в твердых телах?

Я уже частично коснулся проблемы теплопередачи в предыдущей статье «Получение теплоты», когда речь шла о крафоне. Краснофотонное излучение и переизлучение – это и есть, теплопередача в твердых телах. Особенно хорошо это свойство выражено в металлах. Хорошую теплопроводность в металлах физики связывают с присутствием свободных электронов. Но есть один диэлектрик по имени «алмаз», у которого нет свободных, нет слабо связанных электронов, но его теплопроводность зашкаливает.

Теплопроводность алмаза

Какой минерал на Земле, описывая который мы как попугаи повторяем «самый», «самый». Нет, не золото и не платина – это алмаз. Самый твердый, самый дорогой, самый износостойкий, самый блестящий, самый редкий и т.д.

Есть еще одно свойство, связанное с алмазом и словом самый – его теплопроводность. Теплопроводность алмаза при комнатной температуре в 3 — 6 раз выше теплопроводности серебра и меди, самых теплопроводных металлов на Земле. Сколько бы вы не грели алмаз в сжатой ладони, он останется холодным. Если сделать из алмаза чайную ложечку, то вы каждый раз, опуская ее в горячий чай, будете обжигать пальцы.

Как и чем можно объяснить самую высокую теплопроводность алмаза? Чтобы разобраться с этим не простым вопросом, обратимся к теплопроводности металлов.

Металлы, как известно, являются проводниками, причем, чем лучше металл проводит электрический ток, тем он лучше и проводит тепло. Наука связывает данный эффект со свободными электронами, которые под действием разности потенциалов, выстраиваются в цепь и создают прохождение электрического тока.

Возьмем медный стержень длиной несколько сантиметров и будем нагревать один конец. Через некоторое, весьма короткое, время второй конец также будет нагреваться. Физики говорят – стержень обладает теплопроводностью, а свободные, не связанные или слабо связанные электроны, быстро перемещаются и переносят теплоту вдоль стержня.

Медь прекрасный проводник электрического тока. Тогда что происходит с алмазом – он диэлектрик и у него нет свободных электронов-зарядов, а теплопроводность в 5 раз выше, чем у меди.

На мой взгляд, высокая теплопроводность алмаза связана с тремя факторами:

  1. строением кристаллической решетки;
  2. малыми расстояниями между атомами;
  3. плотным электромагнитным эфиром.

В кристаллической решётке алмаза каждый атом углерода жестко связан ковалентными связями с четырьмя другими атомами, размещёнными на одинаковом расстоянии. Эти связи по всем направлениям одинаково прочные. Лишним доказательством того, что у алмаза нет свободных электронов говорит о его очень малом коэффициенте теплового расширения (0,0000008), немного уступая кварцевому стеклу. Поскольку у алмаза не может быть конвекции, и нет свободных электронов, то очевидно, основным видом теплопередачи в алмазе является лучистый теплообмен. Структура кристаллической решетки усиливает этот процесс. Даже незначительная разность тепловых потенциалов с помощью излучения быстро выравнивает их.

Снова вернемся к металлам и еще раз разберемся со словами теплопроводность, конвекция и лучистый теплообмен. Начнем с теплопроводности, что скрывается под этим словом?

Под данным словом кроется некий диффузионный перенос теплоты от одного атома к другому. Т.е. свободные электроны, нагретые на одном конце стержня, через некоторое время должны появиться на другом конце стержня и нагреть его. Но так ли это. Рассудим логически, какой колонии электронов нужно перебежать хотя бы на несколько миллиметров, не говоря уже от одного конца стержня к другому, чтобы выровнять температуру, если каждый из них может перенести 1 квант энергии. Получается, что практически все «горячие» электроны должны перебежать на данное расстояние или на противоположную сторону стержня, чтобы нагреть его до той же температуры. Но, в таком случае, они должны возвратиться обратно, иначе нарушится кристаллическая решетка горячего конца, и металл развалится. А как они вернутся обратно, если температурный градиент направлен в одну сторону?

У физиков есть еще одна версия по переносу тепла. Свободные электроны контактируют, иначе соударяются с другими себе подобными и таким образом, по цепочке переносят тепло с нагретого конца к холодному. Но как заставить контактировать эти электроны, они же свободные и летят куда хотят. Не путать с электрическим током, там электроны подчиняются внешнему электрическому полю, т.к. сами находятся под зарядом и по команде этого поля они выстраиваются в проводящую цепочку. А тепловое, нейтральное поле для свободных электронов не указ, да к тому же пространства вокруг, гораздо больше, чем для мячей футбольное поле. Представьте картину, каждому игроку противоборствующих команд дали по мячу и поставили задачу: попасть в такой же мяч противника. Удары выполняются по очереди с разных сторон поля. И сколько же ударов нужно нанести игрокам, чтобы попасть в заветную мишень. Даже у классных игроков процент попадания будет низкий, не говоря уже о дилетантах, свободных хаотичных игроках. Перенос тепла в этом случае будет ничтожным.

В любых телах и веществах существует только один перенос энергии от одного атома к другому – это электромагнитный или лучеиспускание, что и косвенно подтверждает нам замечательный минерал – алмаз.

Поэтому, теплопроводность есть не что иное, как тот самый лучистый теплообмен. Отсюда следует, что в природе существуют не три вида теплопередачи, а два: лучистый теплообмен и конвекция. По большому счету, конвективные потоки тоже связаны с лучистым теплообменом, но поскольку они идут только в разреженных субстанциях – жидкостях и газах, то конвекцию пока оставим в покое.

В большинстве случаев, в земных условиях, разности температур нет, но теплообмен, как мы знаем, не прекращается между ними ни на долю секунды.

Вот здесь я ловлю себя на слове. Если разности температур не было, то не было бы и теплопередачи. В любом веществе всегда существует разность температур и давлений, только эту разницу мы ничем измерить не можем. Еще не изобрело человечество таких чувствительных приборов, которыми можно было измерить разность температур между молекулами.

Поэтому, определение теплопередачи в общем виде должно быть записано следующим образом: теплопередача — это процесс переноса теплоты внутри тела или от одного тела к другому, обусловленный разностью температур, с помощью электромагнитного излучения.

В широком, всеобъемлющем, смысле формулировка теплопередачи сводится к весьма короткому словосочетанию:

Теплопередача – это выравнивание теплового потенциала.

Вывод из вышесказанного: стены наших зданий нужно делать из воздуха, а батареи отопления в домах следует изготавливать из алмаза!

При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.

Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.

Теплопроводность, как уже было сказано выше — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.

Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла (теплообмен).

На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.

Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.

Запутались еще сильнее? Тогда по порядку.

Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.

Теплообмен (или теплопередача) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их
непосредственном контакте.

Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.

Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.

Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.

Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.

Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).

В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии. В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.

С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.

Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция. У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.

Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества.

Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.

Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.

Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.

Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен).

Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.

Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.

Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.

Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.

С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле.

Итак, вернемся к теплопроводности.

Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:

  • твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;
  • газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.

Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться.

Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.

Как было сказано ранее, представленные материалы ячеистые и в каждом находятся какие-то газы. В пеностекле и пенобетоне это, как правило, окружающий воздух, в PIR – инертные газы. Хуже всего тепло проводят инертные газы, содержание молекул в 1 м3 очень маленькое, расстояние между молекулами очень большое, поэтому передать энергию между молекулами довольно сложно. Намного лучше тепло проводит воздух, поскольку он состоит из смеси разных газов, молекул очень много и все они друг с другом взаимодействуют.

Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.

Последняя составляющая – излучение. Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон. Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.

В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.

Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».

Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.

Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.

Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:

Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие () должны быть как можно ниже. У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток. Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл.

Хорошая теплопроводность металлов приносит пользу в быту

При выборе качественного теплоизоляционного материала потребитель должен принимать во внимание целый ряд параметров, среди которых неизменно присутствует показатель теплопроводности. Высокой или низкой должна быть теплопроводность, что такое «лямбда», на какие показатели теплопроводности ориентироваться – ответы на эти и другие самые распространенные вопросы, возникающие при покупке утеплителя, вы найдете в данной статье.

Слово «теплопроводность» или еще более запутанное «лямбда» знакомо каждому школьнику из курса физики за восьмой класс. Однако со временем информация, которой мы не пользуемся, забывается. Попробуем освежить в памяти эти несложные и очень полезные знания.

Теплопроводность, как уже было сказано выше, — одно из ключевых понятий в современном строительстве, особенно когда речь заходит о теплоизоляционных материалах. От теплопроводности зависит толщина вашей стены или кровли, вес всего дома, а следовательно, и прочность (несущая способность) фундамента, долговечность конструкций и многое другое.

Современное определение теплопроводности – понятие комплексное. И состоит из нескольких составных частей, отвечающих за перенос тепла (теплообмен).

На первый взгляд формула кажется пугающей, но на самом деле все просто.

Суммарная или итоговая теплопроводность состоит из теплопроводности за счет конвекции, теплопроводности твердой и газообразной фазы, а также теплопроводности, учитывающей теплообмен за счет излучения.

Запутались еще сильнее? Тогда по порядку. Разберем каждый элемент этой формулы более подробно.

Теплообмен (или теплопередача) – это способ изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопередача всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.

Из курса физики нам известно, что теплообмен включает в себя три вида передачи тепла: теплопроводность, конвекцию и излучение.

Теплопроводность — явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их
непосредственном контакте.

Если вы опустите ложку в стакан с горячим напитком, нагреется не только та часть ложки, которая погружена в жидкость, но и та ее часть, которая находится над водой.

Теплопроводность различных веществ неодинакова, она может быть плохой (низкой) и хорошей (высокой). Хорошая теплопроводность у металлов. Плохая — у шерсти, дерева и пластиков. Самым плохим проводником тепла является вакуум.

Для примера вспомните кухонную посуду: кастрюли и сковородки. Вы вряд ли станете снимать металлическую кастрюлю, полную вкусного супа, с горячей плиты голыми руками, потому что существует реальная опасность обжечь руки. Вместо этого вы используете кухонное полотенце, силиконовые или тряпичные прихватки, то есть те материалы, которые плохо проводят тепло.

Именно поэтому «правильные» кастрюли и сковородки снабжены пластмассовыми или деревянными ручками, плохо проводящими тепло. Вспомнить хотя бы старую бабушкину сковородку с деревянной ручкой: сковородка горячая, а за ручку схватиться можно безо всяких прихваток.

Как объясняется это явление? Рассмотрим на примере нагревания металлического стержня (или ложки из примера со стаканом).

В металле, как и во всех твердых телах, молекулы совершают колебательные движения около некоторых положений равновесия. Скорость колебательного движения молекул металла при нагревании увеличивается в той части, которая ближе расположена к пламени или источнику тепла. Эти молекулы, взаимодействуя с соседними молекулами, передают им часть своей энергии. В результате чего повышается температура отрезка стержня. Затем увеличивается скорость колебательного движения молекул в следующих отрезках стержня и так далее, до тех пор, пока не прогреется весь стержень. Именно поэтому вакуум обладает самой плохой теплопроводностью: в нем практически отсутствуют молекулы, которые бы передавали энергию друг другу. Важно отметить, что сами молекулы, передавая кинетическую энергию, не меняют свое местоположение, то есть само вещество не перемещается.

С первым понятием разобрались, посмотрим, что же дальше.

Следующая составляющая теплопроводности – это конвекция. У многих из вас на слуху такой прибор, как «конвектор». А вот почему он так называется, наверное, знает далеко не каждый. Хотя логично предположить, что название свое он получил за принцип работы – конвекцию.

Из курса физики следует, что конвекция — это перенос энергии струями жидкости или газа. Если в случае с теплопроводностью при теплообмене происходит перенос энергии, то при конвекции происходит перенос именно вещества.

Конвекторы (как и любые другие отопительные приборы) нагревают окружающий воздух, вследствие чего температура в комнате повышается и вам становится тепло. При этом струи теплого воздуха поднимаются вверх, а струи холодного опускаются вниз. Аналогично происходит процесс нагревания воды в чайнике: горячая вода поднимается, а холодная опускается на ее место. Этот же принцип заложен в отопительной системе для обогрева домов.

Различают два вида конвекции: естественная и вынужденная.

Нагревание воздуха в комнате солнечными лучами – это пример естественной конвекции. А вот если воздух нагревается тепловым вентилятором, то это уже вынужденная конвекция. Вентилятор заставляет воздух в комнате двигаться, при этом нагревая его до необходимой температуры. В качестве других примеров конвекции можно привести холодные и теплые морские течения, а также образование и движение облаков и ветров.

Переходим к следующей составляющей: излучение (лучистый теплообмен).

Излучение – это способ переноса энергии от одного тела к другому в виде электромагнитных волн. Как правило, это инфракрасное (IR) излучение. Этот принцип заложен еще в одном уникальном приборе – инфракрасном обогревателе.

Принцип его работы построен на том, что любое нагретое тело является источником излучения. Самый впечатляющий пример – Солнце. Пример поменьше – костер, распространяющий тепло на достаточно большое расстояние. В случае с обогревателем окружающие предметы нагреваются за счет электромагнитного излучения и в комнате становится тепло.

Этот вид теплообмена отличается тем, что может происходить и в вакууме. Ведь солнечная энергия как-то доходит до Земли.

Примечательно, что темные тела лучше поглощают и отдают энергию. Если необходимо максимально нагреть материал, его окрашивают в черный цвет. В качестве примера можно привести солнечные коллекторы (водонагреватели), которые устанавливаются на крышах домов. Эти устройства позволяют собирать тепло от солнца и нагревать теплоноситель, который затем передает тепло внутрь дома для обогрева помещений или нагрева воды.

Хуже всего поглощают энергию светлые материалы или материалы с отражающей способностью. Способность светлых тел хорошо отражать лучистую энергию учитывают в самых разных сферах: при строительстве самолетов, при возведении высотных зданий в жарких странах, даже при выборе цвета одежды в теплое время года. На окнах часто применяют металлизированные пленки, которые частично отражают солнечное тепло и спасают помещение от перегрева.

С базовыми принципами разобрались. Пришло время вернуться к нашей формуле.

Её разбор проведем на примере теплоизоляционного материала из пенополиизоцианурата (ПИР/PIR) — LOGICPIR

LOGICPIR – это инновационный утеплитель, обладающий уникальными показателями теплопроводности – всего 0,021 Вт/м*К, позволяющий добиться максимальной экономии пространства при минимальной толщине теплоизоляции. Кроме того, PIR-плиты не впитывают влагу, тем самым предотвращая образование конденсата и надежно защищая ваш дом от появления плесенных грибов, клещей и бактерий, представляющих опасность для здоровья. LOGICPIR относится к новому поколению полиуретанов, окружающих нас повсеместно: начиная от деталей интерьера автомобилей, матрацев и обуви и заканчивая медициной, где самая поразительная сфера их применения – изготовление протезов для сердечно-сосудистой системы. Стоит ли говорить, что материал экологически безопасен, что подтверждено целым рядом сертификатов и заключений.

Итак, вернемся к теплопроводности.

Структурная и газовая теплопроводность – это теплопроводность компонентов, из которых состоит материал, а именно:

  • твердой фазы – теплопроводности полимерного каркаса с множеством ячеек с очень тонкими, но прочными стенками;
  • газообразной фазы – теплопроводность газа, который находится в ячейках.

Если сравнивать теплоизоляцию PIR с пеностеклом или пенобетоном, то по структуре эти материалы схожи. Все они ячеистые и наполнены газом. Однако теплопроводности этих материалов будут отличаться.

Стекло и бетон, в отличие от пластиков, проводят тепло интенсивнее, соответственно, пеностекло и пенобетон обладают большей теплопроводностью и их показатели в качестве теплоизоляторов несколько хуже. Даже полимеры отличаются друг от друга теплопроводностью.

Как было сказано ранее, представленные материалы ячеистые и в каждом находятся какие-то газы. В пеностекле и пенобетоне это, как правило, окружающий воздух, в PIR – инертные газы. Хуже всего тепло проводят инертные газы, содержание молекул в 1 м3 очень маленькое, расстояние между молекулами очень большое, поэтому передать энергию между молекулами довольно сложно. Намного лучше тепло проводит воздух, поскольку он состоит из смеси разных газов, молекул очень много и все они друг с другом взаимодействуют.

Конвекционную составляющую у мелкоячеистой теплоизоляции обычно не рассматривают, поскольку размер ячеек теплоизоляции PIR ничтожно мал (меньше 1мм) и газ в этих ячейках неподвижен.

Последняя составляющая – излучение. Снизить ее влияние можно за счет применения дополнительных материалов, способных отражать тепловой поток. Для этого можно окрасить материал, скажем, в белый цвет. В случае с теплоизоляционными плитами PIR за отражение тепла отвечает фольга, которая покрывает материал с обеих сторон. Помимо функции отражения тепла фольга также несет защитную функцию с точки зрения утечки вспенивающего газа. По своим свойствам фольга является практически идеальным пароизоляционным материалом, а значит, способна задерживать миграции газов во внешнюю среду из ячеек теплоизоляции.

В процессе эксплуатации легкие инертные газы замещаются на более тяжелый окружающий воздух с хорошей теплопроводностью. Это происходит у всех пористых материалов за счет диффузных процессов.

Рассмотрим в качестве примера обычный воздушный шарик, наполненный гелием, который можно сравнить с одной ячейкой вспененной теплоизоляции. Новый шарик все время стремится улететь высоко в небо. Если утром он еще висел под потолком, то со временем он постепенно опустится и будет висеть в центре комнаты, а еще через несколько часов лежать на полу. Т.е. все это время газ за счет диффузии медленно выходит из шарика, и тот теряет свою «летучесть».

Так же и с теплоизоляцией. «Шарики» (ячейки), которые ближе всего расположены к границе с окружающим воздухом постепенно изменяют свой газовый состав. Однако те «шарики», которые находятся глубоко в материале, делают это очень медленно или не делают вовсе, поскольку инертному газу очень сложно пройти огромное количество стенок соседних «шариков» и вырваться наружу.

Кроме того, поверхность теплоизоляции покрыта фольгой, препятствующей выходу газа, соответственно, теплопроводность материала (ее газовая составляющая) сохраняется.

Итоговую формулу теплопроводности PIR можно записать в виде:

Подведем итог. Теплоизоляция – это очень важный показатель. От нее зависит, насколько теплым будет ваш дом. У наиболее эффективной теплоизоляции все ее составляющие () должны быть как можно ниже. У современной изоляции на примере LOGICPIR это достигается за счет применения инертных газов, полимеров и специальных покрытий, отражающих тепловой поток. Уверены, что теперь вы не только сможете безошибочно выбрать теплоизоляционный материал, отвечающий самым высоким требованиям, но и поможете своим детям сдать физику на высший балл.

Презентация к уроку физики по теме “Виды теплообмена. Теплопроводность”

Виды теплообмена.

Теплопроводность.

1.От чего зависит количество теплоты, получаемое телом? 2.Допиши формулу Q=… 3.Допиши предложение с-это… 4.Запиши буквы в формулы Qпл,λ,m,r,Q

1.От массы, температуры и вещества, из которого состоит тело.

2. Q=с m (t₂-t₁)

3 . c- это удельная теплоемкость вещества.

4. Qпл=λm

5. Q=rm

  • Домашняя работа упр.1 к п4.6
  • V=1л =1кг Q=сm(t₂-t₁)
  • t₁=18°С t₂-t₁=100-18=
  • t₂=100°С =82
  • с=4,18кДж/(кг·°С) Q=4,18·1·82=
  • Q-? =342,76кДж=3,4·10⁵Дж Ответ:3,4·10⁵Дж
  • – В каких случаях внутренняя энергия не изменилась?
  • деформация;
  • – нагрев;
  • -перемещение тела с первого этажа на второй?

Способы изменения внутренней энергии

Совершение

работы

Тепло

передача

?

?

?

Виды т епло –

передач и

теплопроводность

лучистый теплообмен

конвекция

ОБЪЯСНИ ЯВЛЕНИЕ.

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Это вид теплообмена, при котором происходит непосредственная передача энергии от частиц более нагретой части тела к частицам его менее нагретой части.

Само вещество не перемещается вдоль тела- переносится лишь энергия.

Хорошая теплопроводность металлов приносит пользу в быту.

Мех животных из-за плохой

теплопроводности

предохраняет их

от охлаждения зимой

и перегрева летом.

  • Снег предохраняет

озимые посевы от вымерзания.

В быту используется плохая теплопроводность:

ручки чайников,

подносы,

посуда из закаленного стекла.

Теплопроводность веществ

Металлы

обладают хорошей

теплопроводностью

Меньшей – обладают жидкости

Газы плохо проводят тепло

1.Горячую ручку кастрюли мы берем прихваткой.

2.Дует от окна.

3.Снег покрывает землю.

4.Солнышко согревает землю.

5.Идет тепло от лампы.

6.На сковороде жарят блины.

ОБЪЯСНИ ЯВЛЕНИЕ.

Домашнее задание:

П 4.8, зад.2-4 к п 4.8

Где применяется теплопроводность в жизни растений и животных?

Кто о своей работе на уроке может сказать:

Я на уроке не работал;

Я весь урок работал и все понял;

У меня есть вопрос.

«СПАСИБО ЗА УРОК!»

Какой материал имеет самую высокую теплопроводность

Алмаз является ведущим теплопроводным материалом, и его значения проводимости в 5 раз выше, чем у меди, наиболее производимого металла в Соединенных Штатах.

Какой материал имеет самую высокую проводимость?

Серебро

обладает самой высокой электропроводностью среди всех металлов. По сути, серебро определяет проводимость — с ним сравнивают все остальные металлы. По шкале от 0 до 100 серебро занимает 100 место, медь — 97, а золото — 76.

Какой материал имеет самую высокую теплопроводность quizlet?

Медь является лучшим проводником, уступая только серебру. (Теплопроводность выше на 60 %, чем у алюминия.)

Как передается тепло посредством теплопроводности?

Тепло передается путем теплопроводности, когда соседние атомы вибрируют друг относительно друга или когда электроны перемещаются от одного атома к другому. Теплопроводность является наиболее важным средством передачи тепла внутри твердого тела или между твердыми телами, находящимися в тепловом контакте.

Что такое хороший теплоизолятор?

Шерсть, сухой воздух, пластик и пенополистирол — все это примеры хороших изоляторов. Материалы с плохой изоляцией называются проводниками. Проводники имеют рыхлые связи, которые позволяют частицам легко перемещаться и передавать энергию от одной частицы к другой. Металлы, как правило, являются очень хорошими проводниками.

Что имеет самую низкую теплопроводность?

Самая низкая теплопроводность твердых материалов, аэрогель sio2.

Как передается тепло через теплопроводность?

Тепловая энергия передается за счет теплопроводности при столкновении молекул.

Какие из следующих веществ обладают наибольшей теплопроводностью?

Какая из следующих форм воды имеет самое высокое значение теплопроводности? Пояснение: Для льда это 2,25 Вт/м градус, т.е. максимум. Пояснение: Для воды это 0,55-0,7 Вт/м град, а для воздуха . 024 Вт/м град.

Почему алмаз является хорошим теплопроводником?

В отличие от большинства электрических изоляторов алмаз является хорошим проводником тепла из-за сильной ковалентной связи и низкого рассеяния фононов.Измеренная теплопроводность природного алмаза составила около 2200 Вт/(м·К), что в пять раз больше, чем у серебра, самого теплопроводного металла.

Обладает ли стекло высокой теплопроводностью?

Из таблицы справа видно, что большинство материалов, обычно ассоциируемых с хорошими проводниками, обладают высокой теплопроводностью. Значения для обычных материалов.

Материал Проводимость при 25 o C
Стекло 1.05
Железо 80
Кислород 0,024
Бумага 0,05

У какого твердого льда самая высокая теплопроводность?

Пар

обладает самой высокой теплопроводностью.

  • Эксперт.
  • 190 ответов.
  • 31,6 тыс. человек помогли.

Как температура влияет на направление движения тепла?

Прежде всего, тепло – это тепловая энергия, образующаяся при движении молекул.Тепло перемещается в любом направлении, где холоднее, а затем уравновешивает температуру. Пояснение: Температура влияет на направление теплового потока так же, как гравитация влияет на направление потока воды.

Как рассчитать сопротивление?

Если вы знаете общий ток и напряжение во всей цепи, вы можете найти общее сопротивление, используя закон Ома: R = V / I. Например, параллельная цепь имеет напряжение 9 вольт и общий ток 3 ампера.Общее сопротивление R T = 9 вольт / 3 ампера = 3 Ом.

Какими тремя способами передается тепло?

Тепло может передаваться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением.

  • Проводимость — это передача энергии от одной молекулы к другой посредством прямого контакта.
  • Конвекция — это перенос тепла жидкостью, такой как вода или воздух.
  • Излучение — это передача тепла электромагнитными волнами.

Что описывает источник радиационного тепла?

Ответ: Солнце излучает электромагнитные лучи.

Какой металл имеет самое высокое сопротивление?

Ниже описаны различные материалы с высоким удельным сопротивлением (включая сплавы):

  • Вольфрам: (i) Твердый металл.
  • Углерод: (i) ρ = от 1000 до 7000 мкОм·см, α = от –0,0002 до –0,0008.
  • Нихром или Brightray B: Состав:
  • Нихром V или Brightray C:
  • Манганин:
  • Константан или Эврика:
  • Нейзильбер, нейзильбер или электрум:
  • Нироста:

Что такое теплопередача на примере излучения?

Теплопередача излучением происходит при излучении или поглощении микроволн, инфракрасного излучения, видимого света или другого вида электромагнитного излучения.Очевидным примером является нагревание Земли Солнцем. Менее очевидный пример — тепловое излучение человеческого тела.

Какой металл является лучшим проводником тепла и электричества?

Одним из лучших проводников тепла и электричества является серебро. Серебро Металл со значением теплопроводности около 430 Вт/(мК). золото и медь приближаются к серебру соответственно, и, поскольку медь во многих случаях значительно дешевле, ее часто предпочитают серебру.

Почему у вас горят ноги, когда вы идете по песчаному пляжу в солнечный летний день?

Почему у вас горят ноги, когда вы идете по песчаному пляжу в солнечный летний день? Тепло передается за счет теплопроводности.

Как передается тепло через излучение ответов?

Как передается тепловая энергия через излучение? Через электромагнитные волны, когда они путешествуют в пространстве. Когда они ударяются о объект, волны передают тепло этому объекту.

Какой металл является плохим проводником электричества?

Висмут и вольфрам плохо проводят электричество.

Какие 5 хороших проводников?

Наиболее эффективными электрическими проводниками являются:

  • Серебро.
  • Золото.
  • Медь.
  • Алюминий.
  • Меркурий.
  • Сталь.
  • Железо.
  • Морская вода.

Как тепло передается теплопроводностью?

Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и сильнее вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии.Затем это продолжается и передает энергию от горячего конца к более холодному концу вещества.

Что такое сопротивление стали?

Таблица удельного сопротивления и электропроводности при 20°C

Материал ρ (Ом•м) при 20 °C Удельное сопротивление σ (См/м) при 20 °C Проводимость
Углеродистая сталь (10 10 ) 1,43×10 7
Свинец 2.2×10 7 4,55×10 6
Титан 4,20×10 7 2,38×10 6
Текстурированная электротехническая сталь 4,60×10 7 2,17×10 6

Какой металл является лучшим проводником?

Шесть самых проводящих металлических покрытий

  • Серебро. Серебро, самый проводящий металл, эффективно проводит тепло и электричество благодаря своей уникальной кристаллической структуре и единственному валентному электрону.
  • Медь: как и серебро, единственный валентный электрон меди делает ее металлом с высокой проводимостью.

Какая теплопроводность самая лучшая?

Наряду со своими углеродными родственниками графитом и графеном алмаз является лучшим проводником тепла при комнатной температуре, имея теплопроводность более 2000 ватт на метр на кельвин, что в пять раз выше, чем у лучших металлов, таких как медь.

Какой материал имеет наименьшее сопротивление?

Элемент серебра

имеет самое низкое удельное сопротивление и, следовательно, более высокую проводимость.Удельное сопротивление – Удельное сопротивление равно сопротивлению данного проводника, имеющего единицу объема.

Какой изолятор лучше?

Лучшим изолятором в мире на данный момент, скорее всего, является аэрогель, причем аэрогели кремнезема имеют теплопроводность менее 0,03 Вт/м*К в атмосфере. аэрогеля, препятствующего таянию льда на горячей плите при температуре 80 градусов по Цельсию! Аэрогель обладает удивительными свойствами, потому что в основном состоит из воздуха.

Что такое теплопроводность? Определение, Единицы, Формула, Примеры, Вода, Воздух, Медь, Алюминий, Сталь, Стекло

В этой статье мы узнаем, что такое теплопроводность, ее определение, единицы, формулу или уравнение, примеры для воды, воздуха, меди, алюминия, стали, стекла и т. д.

Давайте исследовать!

Что такое теплопроводность? Определение

Давайте попробуем понять, что вы понимаете под теплопроводностью?

Основы теплопроводности

Способность материала проводить тепло называется теплопроводностью и обозначается как «k», «λ» или «κ». Обсуждаемая величина включена в теплофизические свойства.

  • Противоположностью теплопроводности является удельное тепловое сопротивление.
  • Для радиаторов используются материалы с высокими значениями теплопроводности, а материалы с низкими значениями используются в качестве теплоизоляторов.

Определение теплопроводности

Теплопроводность — это присущее материалу свойство проводить или передавать тепло или электричество.

  • Это один из методов теплопередачи, остальные – конвекция и излучение.
  • Это процесс, происходящий посредством контакта и молекулярного возбуждения без участия самого вещества.

Тепло передается по градиенту температуры, т. е. всегда перемещается от места с высокой температурой к месту с низкой температурой.

  • Его также можно определить как движение от области высокой молекулярной энергии к области низкой молекулярной энергии.
  • Уравнения скорости используются для определения теплопередачи.
  • Одним из известных законов является закон теплопроводности Фурье.
  • Подробно объясняется в разделе Закон Фурье блога.

Ознакомьтесь с нашим «Обучающим приложением MechStudies» в iOS и Android

Измерения теплопроводности

Давайте посмотрим, как измерить теплопроводность?

Существует несколько методов измерения теплопроводности.В целом есть два метода;

  • Стационарный метод
  • Переходный метод

Стационарный метод

Он включает измерение, при котором рассматриваемый материал не меняет температуру со временем. Это выгодно, так как это приводит к простому анализу из-за постоянной температуры.

Основным недостатком является то, что для проведения экспериментов требуется правильно спроектированная установка. Метод Серла Бара и метод диска Ли относятся к стационарным методам.

Техника перехода

Включает запись измерений в процессе нагрева. Основным преимуществом этого метода является быстрота и простота измерений. Однако недостатком является сложность математического анализа данных во время экспериментов. Метод лазерной вспышки и метод линейного источника переходных процессов классифицируются как методы переходных процессов.

Таким образом, существует несколько методов, но широко используются описанные выше два метода. Каждый метод имеет свои плюсы и минусы.Еще один важный момент, который следует учитывать, заключается в том, что легче изучать тепловые свойства твердых тел, чем жидкостей.

Ознакомьтесь с нашим 100% объяснением  Пройденный тест

Единицы измерения теплопроводности и коэффициент

Единицы измерения теплопроводности

Температура, длина, масса и время — параметры, выражающие теплопроводность. Единицей СИ рассматриваемой величины является Wm -1 K -1 (ватт на метр-кельвин).Величина также выражается в терминах мощность/(длина*температура), определяемая как скорость теплопроводности через материал единичной толщины для каждой разницы температур по шкале Кельвина.

Коэффициент теплопроводности

«К» — это коэффициент теплопроводности, который является параметром материала и сильно зависит от температуры, физических свойств материала, давления на материал и содержания воды. Коэффициент «К» измеряется в ваттах на метр-кельвин (Вт/м·К).

Вещества с большим значением «k» являются хорошими проводниками тепла, а вещества с малым значением — хорошими теплоизоляторами

Уравнение или формула теплопроводности

Теплопроводность — это свойство, и его значение варьируется от материала к материалу, и каждое вещество имеет различную способность проводить тепло. Математическое уравнение для описания теплопроводности материала выглядит следующим образом:

К = (QL)/(A∆T)

В приведенной выше формуле или уравнении теплопроводности

  • K : показывает теплопроводность в Вт/м.K
  • Q : показывает количество тепла, передаваемого через материал в джоулях/секунду или ваттах
  • L : показывает расстояние между двумя изотермическими плоскостями метров
  • ΔT : показывает разницу температур в Кельвинах

Закон Фурье и формула

Это закон теплопроводности, также называемый законом теплопроводности.

Закон гласит, что теплопередача через материал прямо пропорциональна отрицательному градиенту температуры и площади тепловых потоков.

Математическая форма согласно формулировке закона Фурье:

                                                    q = -k. Т

  • ∇T в формуле — это градиент температуры,
  • q — тепло/тепловой поток,
  • k — коэффициент теплопроводности рассматриваемого материала.

Заявление о законе Видемана-Франца и формула

Тепловая и электрическая проводимость материалов выражается в терминах закона, известного как закон Видемана-Франца. Закон дает соотношение между теплопроводностью и электропроводностью металлов.

Закон описывает взаимосвязь теплопроводности металлов с электропроводностью и изображает идею о том, что хорошие электрические проводники также являются хорошими теплопроводниками.

  • Математическое представление

Закон обосновывается математической формулой, приведенной ниже.

Kσ=LT

В приведенной выше формуле или уравнении теплопроводности

      • K : электрический компонент теплопроводности
      • 5 Σ : представляет собой теплопроводность
      • T : демонстрирует абсолютную температуру
      • L : показывает Lorentz Number

      Номер Лоренца приведено ниже:

      Где k — постоянная Больцмана, а e — заряд электрона.В течение 150 лет закон считался довольно стабильным, но недавние исследования доказали, что у него есть некоторые ограничения.

      Факторы, влияющие на теплопроводность

      На теплопроводность влияют различные факторы. Некоторые из них подробно описаны ниже.

      Температура

      Температура является важным фактором, влияющим на теплопроводность металлов и неметаллов. Несколько других условий также обсуждаются ниже в соответствующих заголовках.

      В металлах

      Теплопроводность металлов связана со свободными электронами и, согласно закону Видемана-Франца (обсуждаемому выше в блоге), пропорциональна абсолютной температуре и электропроводности.

      Повышение температуры приводит к уменьшению электропроводности чистых металлов, что показывает, что их теплопроводность изменяется с повышением температуры. Аналогично, когда температура достигает 0 К, наблюдается резкое снижение.

      Теплопроводность сплавов металлов увеличивается с повышением температуры, но заметного изменения электропроводности не наблюдается. Значение теплопроводности большинства чистых металлов достигает пика при температуре от 2 до 10 К.

      В неметаллах

      Теплопроводность неметаллов связана с колебаниями решетки. Теплопроводность неметаллов существенно не меняется при высоких температурах.

      Теплопроводность и соответствующая теплоемкость уменьшаются, когда температура снижается до точки ниже температуры Дебая.

      • Химическая фаза вещества

      При фазовом изменении материала наблюдается резкое изменение его теплопроводности; Например, теплопроводность льда изменяется от 2.18 Wm -1 K -1  до 0,56 Wm -1 K -1 при переходе в жидкую фазу.

      • Электропроводность материала

      Закон Видемана устанавливает взаимосвязь между теплопроводностью и электропроводностью, которая применима только к металлам. В случае неметаллов электропроводность не влияет на теплопроводность.

      На теплопроводность также влияет структура материала.В зависимости от направления, в котором распространяется тепло, некоторые материалы имеют разную теплопроводность, называемую анизотропными материалами. Следовательно, расположение конструкции является важным фактором, определяющим, насколько легко тепло будет течь в определенном направлении.

      • Газы, неметаллические твердые вещества и металлические твердые вещества

      Исходя из тенденций теплопроводности, существуют три основные категории материалов; газы, металлические твердые вещества и неметаллические твердые вещества.Различие в теплопередаче между ними может быть связано с разными структурами.

      Из-за свободного движения частиц газ имеет низкие значения теплопроводности; следовательно, они также являются плохими теплопередатчиками. В металлических твердых телах частицы или молекулы удерживаются в решетчатой ​​структуре, и поэтому теплопроводность в значительной степени осуществляется за счет вибрации.

      Неметаллические твердые вещества имеют значительные различия, но в двух словах теплопроводность неметаллических твердых тел выше.Напротив, с учетом вариации материалы с большими воздушными карманами будут действовать как хорошие изоляторы, а материалы с плотными пакетами частиц будут иметь высокое значение теплопроводности.

      Теплопроводность твердых металлических тел резко отличается от двух других категорий. Металлы обладают самой высокой теплопроводностью, что можно объяснить наличием свободных электронов.

      Различия в связи фононов вдоль определенной оси кристалла приводят к разной теплопроводности материалов вдоль разных осей кристалла.Наличие тепловой анизотропии свидетельствует о том, что поток тепла может не совпадать с направлением градиента температуры.

      • Эффекты магнитного поля 

      Эффект Магги-Райта-Ледук может объяснить изменение теплопроводности проводника, помещенного в магнитное поле. Когда мы применяем магнитное поле, видно развитие ортогонального температурного градиента.

      • Изотопная чистота земной коры

      Изотопная чистота кристалла также влияет на теплопроводность материала.Рассмотрим пример, теплопроводность алмаза типа IIa (концентрация изотопа углерода-12 98,9 %) составляет 10 000 Вт·м -1 К -1 , а у алмаза с обогащением 99,9 % – 41 000 Вт·м -1 К. -1 . Следовательно, разницу можно увидеть, сравнив оба значения.

      Материалы и теплопроводность воздуха, воды, меди, стали, стекла, кремния, латуни, пластика, эпоксидной смолы

      В разных разделах блога обсуждалась идея о том, что теплопроводность варьируется от материала к материалу в зависимости от нескольких факторов.

      Каждое вещество относится к разным категориям и, следовательно, имеет уникальное значение теплопроводности. Основные материалы и их теплопроводность относительно их структуры и других свойств обсуждаются ниже.

      Теплопроводность значительно зависит от температуры и давления для различных материалов. Тем не менее, значения теплопроводности некоторых основных материалов при определенных температурах ниже на основании некоторых тестов. В таблице приведены значения для каждого материала.

      Материалы Теплопроводность Вт / м · К
      Воздух 0,024 при 0 градусов Цельсия
      воды при 20 градусах Цельсия
      Дистиллированная вода 0.598
      1
      0.599
      Установленная водопроводная вода 0.591
      Сахарный раствор 5 MASS% 0.598
      солевой раствор 5% по массе 0,580
      Вода парах 0,016
      льда 2,18
      Медь 386 на 20 градусов по Цельсию
      Сталь 5 на 20 градусов по Цельсию
      25

      6
      Сталь Mild 50
      5 Стекло 1.05 на 20 градусов Celsius
      5 Silicon 5 5 на 100 градусов по Цельсию

      6
      145
      Допированные материалы 98
      5 Латунь (60/40) 96 при 20°С
      Пластик При 20°С
      Акрил20
      Нейлон 6 0,25
      полиэтилена (низкая плотность) 0,33
      полиэтилена (высокая плотность) 0,50
      Эпоксидные при 20 градусов Цельсия
      Эпоксидная смола 0,17
      Эпоксидное стекловолокно 0,23
      Теплопроводность и теплопроводность воздуха

      6

      Воздух представляет собой смесь газов и состоит из азота (78.08 объемных процентов) и кислород (20,95 об.%). Кроме того, воздух содержит 0,94 об. % инертных газов и 0,03 об. % углекислого газа.

      Воздух такого состава сухой, а его молекулярная масса М = 28,96 г/моль. Теплопроводность воздуха при нуле градусов Цельсия равна 0,024 Вт·м -1 К -1 . Поведение теплопроводности воздуха такое же, как и вязкости.

      В жидкой фазе теплопроводность уменьшается с повышением температуры, тогда как в газовой фазе она увеличивается.При низком давлении и высокой температуре теплопроводность резко возрастает за счет диссоциации.

      Теплопроводность воды

      Вода состоит из водорода и кислорода и существует в жидком, газообразном и твердом состояниях. Он не имеет вкуса и запаха при комнатной температуре, а вода является важным компонентом, поддерживающим жизнь.

      Вода

      известна как «Универсальный растворитель» и имеет стабильную теплопроводность при 20 градусах Цельсия. Различные типы воды и значения их теплопроводности в Вт/м·К приведены в таблице выше.Большинство тестов проводится при температуре 20 градусов по Цельсию.

      Пресная вода имеет значение теплопроводности 0,599 Wm -1 K -1 при 20 градусах Цельсия, в то время как остальные формы воды и теплопроводности указаны в таблице выше. Вода является хорошим проводником тепла и электрического тока.

      Теплопроводность меди

      Красноватый химический элемент и чрезвычайно пластичный металл, принадлежащий к 11 группе периодической таблицы Менделеева, — медь.

      Металл встречается в природе в свободном металлическом состоянии и является проводником тепла и электричества. При 20 градусах Цельсия медь имеет теплопроводность 386 Wm -1 K -1.

      Теплопроводность стали

      Сталь

      представляет собой сплав железа с добавлением нескольких других материалов, а нержавеющая сталь имеет дополнительные 11% хрома.

      Высокая прочность на растяжение и низкая стоимость делают сталь идеальным и незаменимым элементом в наиболее распространенных секторах, таких как

      .
      • строительство,
      • различные отрасли,
      • инфраструктура,
      • инструменты,
      • снасти,
      • приборы,
      • автомобили,
      • корабли,
      • ,9008.

      Сталь универсальна и может сочетаться с различными элементами, в результате чего получается 3500 различных марок металлов. Значение теплопроводности стали довольно низкое по сравнению со всеми металлами, поэтому они известны как плохие теплопроводники.

      Они идеально подходят для использования в качестве изоляторов, поскольку очень медленно переносят тепло. Теплопроводность нержавеющей стали и низкоуглеродистой стали составляет 25 Wm -1 K -1 и 50 Wm -1 K -1 соответственно.Их лучше всего использовать в высокотемпературных средах, таких как двигатели самолетов или автомобилей.

      Теплопроводность стекла

      Стекло

      представляет собой некристаллическое и аморфное твердое вещество, прозрачное и широко используется для нескольких целей, поскольку оно является аморфным твердым телом.

      Следовательно, стекло имеет низкую теплопроводность, которая составляет 1,05 Вт·м -1 К -1 при 20 градусах Цельсия. Песок и некоторые другие минералы плавятся, образуя стекло.

      Материал широко используется в декоративных и технологических целях, а также для обшивки окон.

      Теплопроводность кремния

      Слово происходит от латинского silex, означающего «кремень или твердый камень». Кремний — неметаллический элемент, относящийся к углероду, является важным компонентом в полупроводниковой промышленности и составляет около 27,7 % земной коры.

      Уступая кислороду, этот элемент является вторым по распространенности элементом в земной коре.

      Этот компонент необходим при моделировании электротермических устройств или интерпретации методов быстрых переходных процессов для измерения теплового импеданса, поскольку в этой области требуется теплопроводность кремния.

      Чистый кремний и легированный материал имеют значения теплопроводности 145 и 98 Wm -1 K -1 . Это хороший проводник тепла, а также полупроводник.

      Теплопроводность латуни

      Латунь

      представляет собой сплав меди и цинка, и их соотношение варьируется в зависимости от вида латуни.

      Сплав имеет привлекательный и эстетичный внешний вид, обладает большей ковкостью, устойчив к коррозии и имеет низкую температуру плавления.

      Поскольку материал не является ферромагнитным, его можно легко отделить от других металлов для переработки.

      Латунь (60/40) имеет теплопроводность 96 Wm -1 K -1 . Это хороший проводник тепла, а акустические свойства этого металла делают его идеальным и обязательным для использования в музыкальных инструментах.

      Теплопроводность пластика

      Пластик представляет собой полимер, такой же, как и синтетические волокна, и при размягчении ему можно придавать любую форму и размер, а при затвердевании из него можно производить прочные изделия.

      Это широкий термин, который относится к большому классу полусинтетических и синтетических органических полимеров. Некоторыми из них являются акрил (плексиглас), нейлон 6, полиэтилен (низкой плотности), полиэтилен (высокой плотности), имеющие значения теплопроводности 0,20, 0,25, 0,33, 0,50 Вт·м -1 K -1 соответственно.

      Пластик происходит от греческого слова «пластикос», что означает «лепить». Пластмассы имеют низкую теплопроводность и поэтому подходят для изоляции.

      Механическая прочность полиэтилена

      ниже, чем у других пластиков, и он является хорошим изолятором электричества.

      Теплопроводность эпоксидной смолы

      Эпоксидная смола является важным компонентом семейства эпоксидных смол и широко используется в коммерческих целях и в различных промышленных продуктах.

      Они известны как эпоксидные смолы, эпоксиды или эпоксиды и представляют собой широкую группу реакционноспособных соединений, характеризующихся наличием эпоксидного кольца.

      Эпоксидная смола

      универсальна и может сочетаться с различными отвердителями для достижения свойств, необходимых для конкретного применения.

      Эпоксидные смолы обладают очень низкой теплопроводностью и в основном используются в качестве изоляционного материала. Значения теплопроводности эпоксидной смолы и эпоксидного стекловолокна составляют 0,17 и 0,23 Wm -1 K -1 , соответственно.

      Заключение

      Теплопроводность – это теплофизическое свойство веществ, характеризующееся способностью вещества проводить тепло. Различные вещества имеют разные значения теплопроводности в зависимости от температуры, давления, структуры и класса материала.Есть еще несколько факторов, влияющих на недвижимость и ее стоимость.

      Единицей рассматриваемой величины в системе СИ является Wm -1 K -1 (ватт на метр-кельвин). Для расчета теплопроводности материала используется несколько методов, но наиболее распространенными являются переходные и стационарные методы.

      Некоторые методы классифицируются по этим двум широким категориям. Наиболее важными факторами, влияющими на теплопроводность, подробно обсуждаемыми в блоге, являются температура, тепловая анизотропия, магнитное поле, изотопная чистота кристалла, электропроводность, структура, фаза материала и т. д.

      Два известных закона, такие как закон Фурье и закон Видмана, обсуждаются в блоге и их соответствующие формулы. Различные значения теплопроводности сделают одни материалы лучшими теплоизоляторами, а другие — лучшими проводниками тепла.

      Наши приложения

      Ознакомьтесь с нашим «MechStudies — The Learning App» в iOS и Android

      Викторина

      Наш тест на 100% решен

      Ознакомьтесь с нашими наиболее просматриваемыми статьями,

      Что такое термодинамика

      интенсивных и обширных свойств

      Что такое давление

      Bernoulli Theorem

      Venturi Meter

      Насос Основы

      Глобус клапан

      SIPHON

      Справочные статьи

      теплопроводность | Примеры предложений

      теплопроводности еще нет в кембриджском словаре.Вы можете помочь!

      Предварительный нагрев материала мишени приводит к ионизации и расширению до прихода фронта теплового проводимости и снижает пиковую плотность электронов. Этот фактор включает эффекты электронной электрической и тепловой проводимости , а также термоэлектрические эффекты.Предположительно, он поглощал тепло от горячей восходящей жидкости вокруг него за счет теплопроводности . Подгонка была достигнута, если можно предположить торможение тепловой проводимости электронов примерно до 70 раз. Измерение приведенной тепловой проводимости в слоистых лазерных мишенях.Это приближение будет разумным, если конвекция в расплаве достаточно сильна и тепловая проводимость по твердому телу достаточно быстра. Даже когда нестабильность действительно возникает, результирующая повышенная теплопроводность проводимость может быть не такой существенной, как предсказывается на основе простых расчетов.Остальные четыре статьи посвящены молекулярному моделированию, полимеризации жидкостей, теплопроводности полимерных жидкостей и тепло- и массопереносу в твердых полимерах. Потери энергии на тепловую проводимость и излучение обычно приходилось учитывать. Капля первоначально замерзает из-за быстрой тепловой проводимости в твердое тело.Когда образуется значительный слой плазмы, начинается тепловая проводимость для сглаживания неоднородностей температуры плазмы. Однородность плотности энергии и температуры является результатом электронной тепловой проводимости . Особенно хороша в этом отношении глава о теплопроводности проводимости (которая идет дальше, чем следует из названия, и рассматривает теплопередачу и свободную конвекцию).Кроме того, несоответствие температуры между различными слоями приводит к переносу энергии за счет теплопроводности . Далее представлены расчеты нагрева мишени и эффекты электронной тепловой проводимости . Здесь h – коэффициент теплопроводности .Затем жидкость вблизи сфокусированной области нагревается тепловым проводимым , и мишень фиксируется термическим гелеобразованием. Большие деформации внутреннего газового пузыря из-за роста неустойчивости могут также препятствовать воспламенению из-за повышенных потерь энергии через тепловую проводимость . Это происходит в результате плавления первоначально твердой стенки отверстия за счет быстрого термического теплопроводности из горячей жидкости.

      Эти примеры взяты из корпусов и из источников в Интернете. Любые мнения в примерах не отражают мнение редакторов Кембриджского словаря, издательства Кембриджского университета или его лицензиаров.

      теплопроводность еще нет в кембриджском словаре.сообщение}}

      Пожалуйста, выберите часть речи и введите предложение в поле «Определение».

      {{/сообщение}} Часть речи

      Выберите существительное, глагол и т. д. прилагательное, наречие, восклицание, существительное, число, префикс, суффикс, глагол.