conductoare de căldură Sunt acele materiale a căror structură este astfel încât căldura poate trece prin ele foarte ușor. Trebuie să ne amintim că toată materia este compusă din atomi și molecule în mișcare vibratorie constantă și că căldura se traduce printr-o mai mare agitație a acestor particule..
Unele materiale conduc căldura mai bine decât altele, deoarece configurația lor internă facilitează acest flux de energie. Lemnul, de exemplu, nu este un bun conductor de căldură, deoarece durează mult timp pentru a se încălzi. Dar fierul, cuprul și alte metale sunt, ceea ce înseamnă că particulele lor capătă energie cinetică foarte repede..
Acesta este motivul pentru care metalele sunt preferatele pentru fabricarea ustensilelor de bucătărie, cum ar fi vase și tigăi. Se încălzesc rapid și ating temperaturi suficient de ridicate pentru ca alimentele să se gătească corect.
Cu toate acestea, mânerele și mânerele, care sunt în contact cu mâinile utilizatorului, sunt fabricate din alte materiale termoizolante. În acest fel, tigăile sunt ușor de manevrat chiar și atunci când sunt fierbinți..
Indice articol
În funcție de modul lor de a conduce căldura, materialele sunt clasificate în:
-Conductori termici: diamante și metale precum cupru, fier, zinc și aluminiu, printre altele. De obicei, conductorii buni ai electricității sunt, de asemenea, buni conductori ai căldurii.
-Izolație termică: lemn, cauciuc, fibră de sticlă, plastic, hârtie, lână, anime, plută, polimeri sunt exemple bune. Nici gazele nu sunt conductori buni.
Se numește proprietatea care caracterizează intrinsec modul în care fiecare dintre ei conduce căldura Conductivitate termică. Cu cât conductivitatea termică a unei substanțe este mai mare, cu atât aceasta conduce mai bine căldura.
Conductivitatea termică a substanțelor este determinată experimental. În sistemul internațional de unități SI, conductivitatea termică este măsurată în Watt / (metru x kelvin) sau W / (m.K). Se interpretează după cum urmează:
1 W / (m.K) este echivalent cu 1 watt de putere, transmis printr-o lungime egală cu 1 metru, când diferența de temperatură dintre cele două extreme este de 1 kelvin.
O altă unitate de conductivitate termică utilizată în țările anglo-saxone este BTUH / (ft.ºF), unde inițialele BTUH corespund Unitate termică britanică pe ora.
Mai jos sunt conductivitățile termice ale unor elemente și materiale găsite în natură și care sunt frecvent utilizate în industrie..
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că există compuși sintetici, încă în faza experimentală, a căror conductivitate termică o depășește cu mult pe cea a diamantului, care conduce capul mesei..
Temperatura este decisivă în valoarea conductivității termice a metalelor. Pe măsură ce temperatura crește, crește și conductivitatea termică (deși conductivitatea electrică scade). Pentru nemetale, conductivitatea termică este aproximativ constantă pe o gamă largă de temperaturi..
Valorile din tabel sunt specificate la 25 ° C și 1 presiune atmosferică.
La selectarea unui material pentru proprietățile sale termice, trebuie luat în considerare faptul că acesta se extinde cu căldura. Această capacitate este dată de Coeficientul de dilatare termică.
Este cel mai bun conductor termic la temperatura camerei, mult mai bun decât cuprul și orice alt metal. În diamant, care este un izolator electric, căldura nu curge prin electronii de conducere, ci prin propagarea vibrațiilor în structura sa cristalină foarte organizată. Aceste vibrații se numesc fononi.
De asemenea, are un coeficient de expansiune termică scăzut, ceea ce înseamnă că dimensiunile sale vor rămâne aproape de cele originale atunci când sunt încălzite. Când este necesar un bun conductor de căldură care nu conduce electricitatea, diamantul este cea mai bună opțiune..
Ca rezultat, este utilizat pe scară largă pentru a elimina căldura produsă de circuitele computerului și de alte dispozitive electronice. Dar are un dezavantaj major: este extrem de scump. Deși există diamante sintetice, acestea nu sunt ușor de realizat și sunt, de asemenea, scumpe.
Este un metal foarte apreciat pentru ornamentare datorită strălucirii, culorii și maleabilității sale. Este rezistent la oxidare și printre toate metalele este cel cu cea mai mare conductivitate termică, precum și o conductivitate electrică excelentă..
Din acest motiv, are multiple aplicații în industrie, atât singure, cât și în aliaje cu alte elemente, cum ar fi nichelul și paladiul..
Cu circuite imprimate de argint pur, sunt fabricate cabluri supraconductoare la temperatură înaltă și conductoare utilizate în electronică sunt acoperite, pe lângă faptul că sunt utilizate în aliaj pentru a face contacte electrice.
Are dezavantajul de a fi relativ rar și, prin urmare, scump, dar combinația unică de proprietăți fizice pentru aceste aplicații îl face o alternativă excelentă, deoarece este foarte flexibil și, odată cu acesta, se obțin conductori de lungime bună.
Este unul dintre cele mai utilizate metale atunci când este necesară o bună conductivitate termică, deoarece nu se corodează ușor și punctul său de topire este destul de ridicat, ceea ce înseamnă că nu se va topi ușor atunci când este expus la căldură..
Alte avantaje pe care le are este ductilitatea sa, pe lângă faptul că nu este magnetică. Cuprul este reciclabil și este mult mai puțin costisitor decât argintul. Cu toate acestea, coeficientul său de expansiune termică este ridicat, ceea ce înseamnă că dimensiunile sale se modifică semnificativ atunci când sunt încălzite..
Datorită proprietăților sale termice bune, este utilizat pe scară largă în ustensilele de bucătărie, cum ar fi vasele de cupru acoperite cu oțel, de exemplu. De asemenea, pentru a produce schimbătoare de căldură în rezervoare de apă caldă, în sisteme de încălzire centrală, radiatoare auto și pentru a disipa căldura în dispozitive electronice.
Este metalul prețios prin excelență și ocupă un loc preponderent în istoria omenirii. În afară de această semnificație specială, aurul este maleabil, rezistent și un excelent conductor de căldură și electricitate..
Deoarece aurul nu se corodează, este folosit pentru a transporta curenți mici în componente electronice în stare solidă. Acești curenți sunt atât de mici încât pot fi ușor întrerupți la cel mai mic semn de coroziune, motiv pentru care aurul garantează componente electronice fiabile..
De asemenea, este utilizat pentru fabricarea conectorilor pentru căști, contacte, relee și în cabluri de patch-uri. Dispozitivele precum smartphone-uri, calculatoare, laptopuri și desktopuri și televizoare conțin cantități mici de aur.
Ochelarii speciali pentru spațiile de aer condiționat conțin, de asemenea, aur dispersat, în așa fel încât să ajute la reflectarea radiației solare către exterior, menținând prospețimea în interior când este foarte cald. În același mod, ajută la menținerea căldurii interne din clădire când este iarnă.
Este cel mai ușor dintre toate metalele, deși este foarte reactiv, astfel încât se corodează ușor. De asemenea, trebuie să îl tratați cu mare precauție, deoarece este foarte inflamabil. Datorită acestui fapt, deși este abundent, nu se găsește în stare liberă, ci în compuși, motiv pentru care trebuie izolat în general prin metode electrolitice..
Conductivitatea sa termică este similară cu cea a aurului, dar este mult mai ieftină decât aurul. Carbonatul de litiu este un compus utilizat la fabricarea sticlei și a ceramicii rezistente la căldură.
O altă utilizare pe scară largă a litiului este fabricarea de baterii ușoare de lungă durată, pentru care clorura de litiu este utilizată pentru extragerea litiului metalic. Adăugat în procesarea aluminiului, crește conductivitatea sa electrică și scade temperaturile de funcționare..
Acest metal ușor, ieftin, extrem de rezistent și ușor de lucrat este unul dintre principalele materiale utilizate pentru fabricarea schimbătorilor de căldură în echipamentele de aer condiționat, cum ar fi aparatele de aer condiționat și încălzitoarele..
Atât pe plan intern, cât și industrial, ustensilele din aluminiu sunt utilizate pe scară largă în bucătăriile din întreaga lume..
Ustensilele din aluminiu precum oale, tigăi și foi de copt sunt extrem de eficiente. Acestea nu schimbă gustul alimentelor și permit căldura să se răspândească rapid și uniform la gătit.
Indiferent, oalele și tigăile din aluminiu au fost deplasate de oțel inoxidabil, care nu este un conductor de căldură la fel de bun. Acest lucru se datorează faptului că oțelul inoxidabil nu reacționează cu acizi mai puternici, cum ar fi sosul de roșii, de exemplu..
De aceea este de preferat să preparați sosuri de roșii în ustensile din oțel, pentru a preveni pătrunderea aluminiului în alimente, întrucât unele au asociat aluminiu - prezent în antiacide, talci, deodorante și multe alte produse - cu apariția bolilor degenerative, deși majoritatea experților , precum și FDA, resping această ipoteză.
Ustensilele de bucătărie din aluminiu anodizat nu prezintă riscul de a elibera particule de aluminiu și, în principiu, pot fi utilizate mai sigur.
Bronzul este un aliaj de cupru și staniu în principal, cu alte metale într-o măsură mai mică. A fost prezent din cele mai vechi timpuri în istoria omenirii.
Este atât de important încât o perioadă a preistoriei a fost chiar numită epoca bronzului, momentul în care oamenii au descoperit și au început să folosească proprietățile acestui aliaj..
Bronzul este rezistent la coroziune și ușor de lucrat. Inițial a fost folosit pentru a realiza diverse ustensile, unelte, bijuterii, obiecte de artă (sculpturi de exemplu) și arme, precum și pentru a bate monede. Astăzi este încă folosit pentru fabricarea de țevi, piese mecanice și instrumente muzicale.
Este un metal alb-albăstrui foarte maleabil și ductil, ușor de lucrat, deși cu un punct de topire scăzut. Este cunoscut din cele mai vechi timpuri, utilizat în principal în aliaje.
În prezent se folosește pentru galvanizarea oțelului și astfel protejarea acestuia de coroziune. De asemenea, pentru fabricarea bateriilor, pigmenților și fabricarea tablelor speciale de zinc pentru industria construcțiilor.
Fierul este un alt metal cu o mare semnificație istorică. La fel ca bronzul, fierul este legat de o etapă a preistoriei în care au avut loc mari progrese tehnologice: epoca fierului.
Astăzi fonta continuă să aibă multe aplicații pentru fabricarea uneltelor, ustensilelor, în construcții și ca material pentru fabricarea pieselor auto.
Fierul este un foarte bun conductor de căldură, după cum am văzut. Obiectele din fier distribuie foarte bine căldura și o păstrează mult timp. De asemenea, are un punct de topire ridicat, ceea ce îl face rezistent la temperaturi ridicate, de unde și utilitatea sa în fabricarea tuturor tipurilor de cuptoare, atât industriale, cât și domestice..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.