The tepelné vodiče Jsou to materiály, jejichž struktura je taková, že jimi může velmi snadno procházet teplo. Je třeba si uvědomit, že veškerá hmota se skládá z atomů a molekul v neustálém vibračním pohybu a že teplo se promítá do většího míchání těchto částic..
Některé materiály vedou teplo lépe než jiné, protože jejich vnitřní konfigurace tento tok energie usnadňuje. Například dřevo není dobrým vodičem tepla, protože jeho zahřívání trvá dlouho. Ale železo, měď a další kovy jsou, což znamená, že jejich částice získávají kinetickou energii velmi rychle..
Z tohoto důvodu jsou kovy oblíbené pro výrobu kuchyňských potřeb, jako jsou hrnce a pánve. Rychle se ohřívají a dosahují dostatečně vysokých teplot, aby se jídlo mohlo správně vařit.
Rukojeti a rukojeti, které jsou v kontaktu s rukama uživatele, jsou však vyrobeny z jiných tepelně izolačních materiálů. Tímto způsobem se s pánvemi snadno manipuluje, i když jsou horké..
Rejstřík článků
V závislosti na způsobu vedení tepla se materiály dělí na:
-Tepelné vodiče: diamant a kovy, například měď, železo, zinek a hliník. Dobré vodiče elektřiny jsou obvykle také dobré vodiče tepla.
-Tepelná izolace: dobrým příkladem je dřevo, guma, sklolaminát, plast, papír, vlna, anime, korek, polymery. Plyny také nejsou dobrými vodiči.
Vlastnost, která vnitřně charakterizuje způsob, jakým každý z nich vede teplo, se nazývá Tepelná vodivost. Čím vyšší je tepelná vodivost látky, tím lépe vede teplo.
Tepelná vodivost látek se stanoví experimentálně. V mezinárodním systému jednotek SI se tepelná vodivost měří ve Watt / (metr x kelvin) nebo W / (m.K). Vykládá se takto:
1 W / (m.K) odpovídá 1 wattu energie přenášené délkou rovnou 1 metru, když je teplotní rozdíl mezi těmito dvěma extrémy 1 kelvin.
Další jednotkou tepelné vodivosti používanou v anglosaských zemích je BTUH / (ft.ºF), kde iniciály BTUH odpovídají Britská tepelná jednotka za hodinu.
Níže jsou uvedeny tepelné vodivosti některých prvků a materiálů vyskytujících se v přírodě a často používaných v průmyslu..
Je však třeba poznamenat, že stále existují syntetické sloučeniny, které jsou stále v experimentální fázi a jejichž tepelná vodivost výrazně převyšuje tepelnou vodivost diamantu, který stojí v čele tabulky..
Teplota je rozhodující pro hodnotu tepelné vodivosti kovů. Jak se teplota zvyšuje, zvyšuje se také tepelná vodivost (i když elektrická vodivost klesá). U nekovů je tepelná vodivost přibližně konstantní v širokém teplotním rozmezí..
Hodnoty v tabulce jsou specifikovány při 25 ° C a tlaku 1 atmosféry.
Při výběru materiálu pro jeho tepelné vlastnosti je třeba vzít v úvahu, že se rozpíná teplem. Tato kapacita je dána Koeficient tepelné roztažnosti.
Je to nejlepší tepelný vodič při pokojové teplotě, mnohem lepší než měď a jakýkoli jiný kov. V diamantu, který je elektrickým izolátorem, teplo neprotéká vodivými elektrony, ale šířením vibrací v jeho vysoce organizované krystalické struktuře. Tyto vibrace se nazývají fonony.
Má také nízký koeficient tepelné roztažnosti, což znamená, že jeho rozměry zůstanou při zahřátí blízké původním. Pokud je vyžadován dobrý tepelný vodič, který nevodí elektřinu, je nejlepší volbou diamant..
Ve výsledku se široce používá k odvádění tepla produkovaného počítačovými obvody a jinými elektronickými zařízeními. Má to však hlavní nevýhodu: je to extrémně drahé. Ačkoli existují syntetické diamanty, není snadné je vyrobit a jsou také drahé.
Jedná se o vysoce ceněný kov pro zdobení díky svému lesku, barvě a tvárnosti. Je odolný vůči oxidaci a ze všech kovů je to ten s nejvyšší tepelnou vodivostí a vynikající elektrickou vodivostí..
Z tohoto důvodu má mnoho aplikací v průmyslu, a to jak samostatně, tak ve slitinách s jinými prvky, jako je nikl a palladium..
Z čistého stříbra se vyrábějí tištěné obvody, vysokoteplotní supravodivé kabely a vodiče používané v elektronice jsou potaženy, kromě toho, že se používají ve slitinách k vytváření elektrických kontaktů.
Má tu nevýhodu, že je relativně vzácný, a proto drahý, ale jedinečná kombinace fyzikálních vlastností pro tyto aplikace z něj činí vynikající alternativu, protože je velmi flexibilní a díky němu se získají vodiče dobré délky.
Je to jeden z nejpoužívanějších kovů, kde je vyžadována dobrá tepelná vodivost, protože snadno nekoroduje a jeho teplota tání je poměrně vysoká, což znamená, že se při působení tepla snadno neroztaví..
Dalšími výhodami je jeho tažnost, kromě toho, že není magnetická. Měď je recyklovatelná a je mnohem levnější než stříbro. Jeho koeficient tepelné roztažnosti je však vysoký, což znamená, že se jeho rozměry při zahřátí znatelně mění..
Díky svým dobrým tepelným vlastnostem je široce používán v kuchyňských potřebách, jako jsou například měděné hrnce pokryté ocelí. Také k výrobě tepelných výměníků v nádržích na teplou vodu, v systémech ústředního topení, radiátorech automobilů a k odvádění tepla do elektronických zařízení.
Jedná se o vzácný kov par excellence a zaujímá převládající místo v historii lidstva. Kromě tohoto zvláštního významu je zlato tvárné, odolné a vynikající vodič tepla a elektřiny..
Protože zlato nekoroduje, používá se k přenosu malých proudů v elektronických součástkách v pevné fázi. Tyto proudy jsou tak malé, že je lze snadno přerušit při sebemenším náznaku koroze, a proto zlato zaručuje spolehlivé elektronické součástky..
Používá se také k výrobě sluchátkových konektorů, kontaktů, relé a propojovacích kabelů. Zařízení jako smartphony, kalkulačky, notebooky a stolní počítače a televizory obsahují malé množství zlata.
Speciální skla pro klimatizační prostory také obsahují rozptýlené zlato takovým způsobem, že pomáhají odrážet sluneční záření směrem ven a udržovat svěžest uvnitř, když je velmi teplo. Stejným způsobem pomáhají udržovat vnitřní teplo v budově, když je zima.
Je to nejlehčí ze všech kovů, i když velmi reaktivní, takže snadno koroduje. Musíte s ním také zacházet velmi opatrně, protože je vysoce hořlavý. Z tohoto důvodu, i když je hojný, se nenachází ve volném stavu, ale ve sloučeninách, a proto musí být izolován obecně elektrolytickými metodami..
Jeho tepelná vodivost je podobná jako u zlata, ale je mnohem levnější než zlato. Uhličitan lithný je sloučenina používaná při výrobě žáruvzdorného skla a keramiky.
Dalším rozšířeným využitím lithia je výroba dlouhých baterií s nízkou hmotností, u nichž se k extrakci kovového lithia používá chlorid lithný. Přidáno při zpracování hliníku, zvyšuje jeho elektrickou vodivost a snižuje provozní teploty..
Tento lehký, levný, vysoce odolný a snadno zpracovatelný kov je jedním z hlavních materiálů používaných k výrobě tepelných výměníků v klimatizačních zařízeních, jako jsou klimatizace a topení..
V domácnostech i v průmyslu se hliníkové nádobí hojně používá v kuchyních po celém světě..
Hliníkové nádobí, jako jsou hrnce, pánve a plechy na pečení, je mimořádně efektivní. Nemění chuť jídla a při vaření umožňují rychlé a rovnoměrné šíření tepla.
Bez ohledu na to byly hliníkové hrnce a pánve přemístěny nerezovou ocelí, která není tak dobrým vodičem tepla. Je to proto, že nerezová ocel nereaguje se silnějšími kyselinami, jako je například rajčatová omáčka..
Proto je vhodnější vyrábět rajčatové omáčky v ocelových nádobách, aby se zabránilo vstupu hliníku do potravin, protože u některých je hliník - přítomný v antacidech, mastcích, deodorantech a mnoha dalších výrobcích - spojen s výskytem degenerativních onemocnění, ačkoli většina odborníků , stejně jako FDA, tuto hypotézu odmítají.
Kuchyňské náčiní z eloxovaného hliníku nehrozí riziko uvolnění hliníkových částic a lze je v zásadě používat bezpečněji.
Bronz je slitina hlavně mědi a cínu, v menší míře s jinými kovy. Je přítomen od starověku v historii lidstva.
Je tak důležité, že období pravěku bylo dokonce pojmenováno jako doba bronzová, doba, kdy lidé objevili a začali využívat vlastnosti této slitiny..
Bronz je odolný proti korozi a snadno se s ním pracuje. Zpočátku to bylo používáno k výrobě různých nádob, nástrojů, šperků, uměleckých předmětů (například soch) a zbraní, jakož i k ražbě mincí. Dnes se stále používá k výrobě trubek, mechanických dílů a hudebních nástrojů.
Je to velmi tvárný a tvárný modrobílý kov, snadno se s ním pracuje, i když s nízkou teplotou tání. Je známo již od starověku a používá se hlavně ve slitinách.
V současné době se používá k galvanizaci oceli a tím k její ochraně před korozí. Také vyrábět baterie, pigmenty a vyrábět speciální zinkové plechy pro stavebnictví.
Železo je další kov s velkým historickým významem. Stejně jako bronz je železo spojeno s etapou pravěku, ve které došlo k velkému technologickému pokroku: doba železná.
Dnes má litina stále mnoho aplikací pro výrobu nástrojů, nádobí, ve stavebnictví a jako materiál pro výrobu automobilových dílů.
Železo je velmi dobrý vodič tepla, jak jsme viděli. Železné předměty velmi dobře distribuují teplo a udržují ho po dlouhou dobu. Má také vysokou teplotu tání, díky níž je odolný vůči vysokým teplotám, a proto je užitečný při výrobě všech typů pecí, průmyslových i domácích..
Zatím žádné komentáře