Metalų šiluminis laidumas ir jo panaudojimas

Išsilavinimas:

Metalai yra medžiagos, kurios turikristalinė struktūra. Kai šildomas, jie gali ištirpti, ty eiti į skysčio būseną. Kai kurie iš jų turi mažą tirpimo tašką: jie gali būti ištirpinti, įdėdami juos į reguliarų šaukštą ir laikydami žvakes virš liepsnos. Tai yra švinas ir alavas. Kiti gali būti tirpinti tik specialiose krosnyse. Varis ir geležis turi aukštą lydymosi temperatūrą. Norėdami jį sumažinti, prie metalo pridedami priedai. Gauta lydinių (plieno, bronzos, ketaus, žalvario) lydymosi temperatūra yra žemesnė už pirminį metalą.

Apie ką priklauso metalų lydymosi temperatūra? Visi jie turi tam tikras charakteristikas - metalo šiluminę galią ir šilumos laidumą. Šiluminė galia reiškia sugebėjimą šilumą absorbuoti. Jo skaitmeninis indeksas yra specifinė šiluma. Tai reiškia energijos kiekį, kuris gali sugerti metalo masės vienetą, kaitintą 1 ° C temperatūroje. Iš šio rodiklio priklauso degalų suvartojimas metalo formos šildymui iki pageidaujamos temperatūros. Daugumos metalų šilumos talpa yra 300-400 J / (kg * K), metalo lydiniai - 100-2000 J / (kg * K).

Metalų šiluminis laidumas yra šilumos perdavimasnuo šilčiau būtų šaltesnis dalelių Furjė dėsnis jų makroskopinis nejudrumas. Tai priklauso nuo medžiagos, jos cheminę sudėtį ir Interatomic obligacijų tipo struktūra. Metaluose šilumą perduoda elektronai, kitose kietose medžiagose - fononai. Kuo didesnė metalų šilumos laidumas, tuo tobulesnė yra jų kristalinė struktūra. Kuo daugiau metalo yra priemaišų, tuo labiau iškraipoma kristalinė grotelė ir kuo mažesnis šilumos laidumas. Dopingas įveda tokius iškraipymus į metalo struktūrą ir sumažina šilumos laidumą palyginti su netauriuoju metalu.

Visi metalai turi gerą šilumos laidumą, tačiaukai kurie didesni nei kiti. Tokių metalų pavyzdys yra auksas, varis, sidabras. Mažesnis šilumos laidumas yra alavo, aliuminio ir geležies. Padidėjęs metalų šilumos laidumas yra pranašumas ar trūkumas, priklausomai nuo jų naudojimo masto. Pavyzdžiui, reikia metalinių indų, skirtų greitam maisto šildymui. Tuo pačiu metu sunku naudoti metalus su dideliu šilumos laidumu, kad būtų lengviau naudoti rankšluosčius, - rankenėlės pašildomos per greitai ir negali būti paliesti. Todėl čia naudojamos šilumos izoliacinės medžiagos.

Kitas metalo požymis, kuris paveikia jįsavybės - šilumos plėtra. Atrodo, kad padidėja metalo tūris, kai jis yra šildomas ir sumažėja, kai yra aušinamas. Į šį reiškinį reikia atsižvelgti gaminant metalo gaminius. Pavyzdžiui, dangtelių dangteliai yra virš galvos, virduliai taip pat turi tarpą tarp dangčio ir korpuso, kad dangtis nepasikrautų kaitinant.

Kiekvieno metalo atveju koeficientasšilumos plėtra. Tai nustatoma šildant 1 ° C prototipą, kurio ilgis yra 1 m. Didžiausias koeficientas yra švinas, cinkas ir alavas. Jis yra mažesnis su variu ir sidabru. Dar mažesnis - geležies ir aukso.

Pagal cheminius savybes metalai yra suskirstyti įkelios grupės. Yra aktyvių metalų (pavyzdžiui, kalio ar natrio), galinčių iškart reaguoti su oru ar vandeniu. Šeši aktyviausi metalai, kurie sudaro pirmąją periodinės lentelės grupę, vadinami šarmais. Jie turi mažą lydymosi tašką ir yra tokie minkšti, kad juos galima pjauti peiliu. Jungdami vandenį, jie sudaro šarminius tirpalus, taigi ir jų pavadinimus.

Antroji grupė susideda iš šarminių žemės metalų - kalcio, magnio ir kt. Jie yra daugelio mineralų dalis, daugiau kietos ir atsparios ugniai. Kitų, trečiųjų ir ketvirtų grupių metalų pavyzdžiai gali būti švinas ir aliuminis. Tai yra gana švelni metalai, jie dažnai naudojami lydiniuose. Pereinamieji metalai (geležis, chromas, nikelis, varis, auksas, sidabras) yra mažiau aktyvūs, daugiau kalimo ir dažnai naudojami pramonėje lydinių pavidalu.

Kiekvieno metalo padėtis veiklos serijojeapibūdina jo sugebėjimą reaguoti. Kuo aktyvesnis metalas, tuo lengviau deguonis. Jie yra labai sunkiai izoliuoti nuo junginių, o mažai aktyvūs metalai gali būti grynos formos. Aktyviausi iš jų - kalio ir natrio - saugomi žibaluose, o iš ten jie iškart oksiduojami. Iš pramonėje naudojamų metalų varis yra mažiausiai aktyvus. Tai daro bakus ir vamzdžius karštu vandeniu, taip pat elektros laidus.

Komentarai (0)
Pridėti komentarą