Kaj so toplotne lastnosti in kaj so? (S primeri)

Železne toplotne lastnosti omogočajo kovinsko odličnost za izdelavo številnih delov in konstrukcij

Katere so toplotne lastnosti?

The Toplotne lastnosti Materiali so sestavljeni iz njihovih odzivov na temperaturne spremembe. Na primer, znano je, da se večina snovi razširi pri ogrevanju in sklepanju pogodb, ko se ohladi.

Zasnova najbolj raznolikih kosov zahteva uporabo materialov z določenimi toplotnimi lastnostmi, da se zagotovi njihovo pravilno delovanje. Številni mehanski deli so med delovanjem izpostavljeni intenzivni vročini in morajo ohraniti svoje dimenzije in strukturo ob prizadevanjih, za katere so podvrženi.

Temperaturne spremembe vplivajo tudi na druge materiale materialov, poleg mehanike, kot so električne in magnetne lastnosti. Od tod tudi pomembnost njihovega poznavanja.

Med glavnimi toplotnimi lastnostmi so toplotna sposobnost, toplotna prevodnost, toplotna dilatacija, fusibilnost in varčnost. Njene glavne značilnosti so na kratko opisane spodaj.

1. Toplotna zmogljivost

Lastnost kaže, kako enostavno je, da dani material absorbira toploto. Matematično je toplotna zmogljivost C opredeljena kot hitrost spremembe toplote, ki glede na temperaturo t:

C = dq /dt

Enota C v mednarodnem sistemu enot, če gre.

Na ta način je toplotna zmogljivost lastnost predmeta in ne materiala, če pa je vključena masa in je opredeljena toplotna zmogljivost na enoto mase Specifična toplota o Specifična kalorična sposobnost.

Specifična toplota v enotah SI je količina toplote v Joulesu, ki je potrebna za dvig temperature 1 kg snovi v 1 Kelvinu. Označena je s črko "C" Tiny, da jo ločimo od C:

Lahko vam služi: Durometer: za kaj je, kako deluje, deli, vrste

C = dq /m ∙ dt

Druge C enote, ki se pogosto uporabljajo, so j/mol. K in J/kg. Cº. Na enak način se široko uporabljata kalorija in BTU, druge enote za merjenje kalorične energije. Specifična toplota v plini se meri, bodisi pri konstantnem volumnu ali konstantnem tlaku.

Specifična toplota vode

Specifična toplota atmosferskega tlaka in temperatura 25 ° C je 4190 J/kg. Cº, medtem ko je za pogosto uporabljeno kovino, kot je železo, 460 j/kg. Cº. Specifična toplota vode je višja kot pri večini snovi, zato ima večjo sposobnost, da absorbira toploto ali se odpove, zato se voda pogosto uporablja v hladilnih sistemih.

Učinek moderiranja podnebja

Visoka specifična toplota vode ustvarja moderiran podnebni učinek v obalnih regijah, pri čemer se izogne ​​zelo poudarjenim temperaturnim spremembam.

2. Toplotna prevodnost

Ta lastnost kaže na sposobnost snovi za prevoz toplote, njegova vzajemna pa je toplotna upornost, ki je odpornost na to, da toplota prehaja.

Opazili so, da je pretok energije na enoto območja in časovne enote sorazmeren z gradientom ali spreminjanjem temperature v celotni smeri toka.

Konstanta sorazmernosti je natančna toplotna prevodnost in v enotah mednarodnega sistema se meri v w /(m /k).

Toplotna prevodnost kovin

Vsi so kdaj opazili, kako lahki kovinski predmeti se segrejejo in tudi pri sobni temperaturi se zdijo hladnejši od papirja ali kosa lesa.

Zgodi se, da imajo kovinski atomi proste elektrone v najbolj oddaljenih plasteh, malo povezani z jedrom.

Ti elektroni se lahko enostavno premikajo znotraj materiala in izkoristijo toplotno energijo. Zato imajo kovine visoke toplotne prevodnosti in na enak način iz istega razloga so dobri električni vodniki.

Vam lahko služi: Številka toka: kako se izračuna in primeri

Po drugi strani so plini, kot so zrak, keramika, plastika in les. Zato so dobri toplotni izolatorji.

Kljub temu. Sledijo kovine, kot sta srebro in baker, z 429 oziroma 398 w /(m /k).

3. Toplotna dilatacija

Skoraj vse snovi se razširijo, ko se segrejejo in se ukvarjajo ob hlajenju. V trdnih snovi obstajajo sile med atomi, ki vzdržujejo kohezijo, ki si jih je mogoče predstavljati kot vzmeti, ki se povezujejo z atomi.

Znotraj materiala atomi niso še vedno, ampak v konstantnih vibracijah okoli ravnotežnega položaja. S povečanjem temperature postane amplituda te vibracije večja.

Zdaj se zgodi, da se ti namišljeni izviri, ki združujejo atome, raztegnejo lažje, kot jih lahko dobijo. Zato se je povprečna razdalja med atomi povečala s temperaturo, material pa se poveča.

V tanki palici iz določenega materiala je variacija njegove dolžine, ko se segreva, imenovana ΔL, sorazmerna z začetno dolžino palice L_tudi in spremeniti temperaturo ΔT. Konstanta sorazmernosti je linearni koeficient ekspanzije α, katerega enote so temperature obratne in so značilne za snov:

ΔL = α ∙ l_tudi∙ ΔT

Podobno je mogoče določiti površinsko toplotno dilatacijo, na primer tisto, ki jo doživlja tanka lista, in volumetrična toplotna dilatacija, ki doživlja kateri koli trijedimenzionalni predmet.

Primeri toplotne dilatacije

Ko je ulica plačana ali pa so na pločniku nameščeni kabine.

Vam lahko služi: optični primerjalnik: Kaj je namenjeno in deli

Tudi strategija za odpiranje steklenice z zelo tesnim pokrovom je, da jo malo ogrejete v vročo vodo. Na ta način se pokrov širi in ga je lažje odviti po tem.

4. Fusibilnost

Pri segrevanju se združijo snovi, kot so kovine, plastika in steklo. Pravzaprav so vse snovi v večji ali manjši meri varovalke, to je, da se lahko stopijo ali tapijo. Enostavnost, s katero je to doseženo, se imenuje samo varovalka, vendar z definiranjem te značilnosti, kar iščemo, so ustrezni materiali za pridobivanje zdravih kosov.

V tem smislu so za to nalogo primerni materiali, kot sta bronasta in medenina.

Po drugi strani pa mora imeti zlitina, ki se uporablja pri varjenju.

Tin in svinčene zlitine se dobro pridružijo koščkom z mehkim varjenjem, v katerem se zlitina topi, kar pri hlajenju pridobi dobro odpornost. Na ta način lahko varite dele za motorje, igrače, kable, vezje in drugo.

5. Vanj

Je sposobnost kosov istega materiala ali različnih materialov, da se držijo drug drugega s segrevanjem in stiskanjem. To je mogoče z segrevanjem kosov, dokler ne dosežejo temperature taljenja ali z uporabo nekega vmesnega materiala, ki omogoča oprijem.

Namen je pridobiti varjene dele, da ohranijo svojo celovitost, ne da bi predstavili razpoke, napetosti ali deformacije, ki vplivajo na delovanje varjenega dela.

Kovine, kot je železo. Namesto tega kovine in zlitine, ki se hitro topijo. Bronza je na primer zlitina na osnovi kositra z drugimi minerali, ki jih je običajno težko variti.