Что лучше проводит тепло медь или алюминий: Шаг пятый. Медь vs алюминий

Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Содержание

1. Рекомендованные сообщения
2. Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования
3. Создать аккаунт
4. Войти
5. Сейчас на странице 0 пользователей

Какой же все таки поставить радиатор? Я думаю каждый из нас задавался таким же вопросом придя на рынок или в магазин запчастей, осматривая огромный выбор радиаторов на любой вкус, удовлетворяющий даже самого извращенного привереды. Хочешь двух рядный, трех рядный, побольше, поменьше, с крупной секцией с мелкой, алюминиевый, медный. Вот именно из какого металла изготовлен радиатор и пойдет речь.

Одни считают, что медь. Это своеобразные староверы, так бы назвали их в XVII веке. Да, если взять не новые автомобили XX века, то тогда повсеместно устанавливались медные радиаторы. Не зависимо от марки и модели, была ли это бюджетная микролитражка или тяжеловесный многотонный грузовик. Но есть и другая армия автовладельцев утверждая что радиаторы изготовленные из алюминия лучше медных. Потому как их устанавливают на новые современные автомобили, на сверхмощные двигатели требующие качественного охлаждения.

И что самое интересное они все правы. И у тех и у других есть свои плюсы и естественно минусы. А теперь небольшой урок физики. Самым отличным показателем, на мой взгляд, являются цифры, а именно коэффициент теплопроводности. Если сказать по простому то это способность вещества передавать тепловую энергию от одного вещества другому. Т.е. у нас имеется ОЖ, радиатор из N-ного металла и окружающая среда. Теоретически чем выше коэффициент тем быстрее радиатор будет забирать тепловую энергию у ОЖ и быстрее отдавать в окружающую среду.

Итак, теплопроводность меди составляет 401 Вт/(м*К), а алюминия — от 202 до 236 Вт/(м*К). Но это в идеальных условиях. Казалось бы медь выиграла в данном споре, да это «+1» за медные радиаторы. Теперь кроме всего необходимо рассмотреть собственно конструкцию самих радиаторов.

Медные трубки в основе радиатора, так же медные ленты воздушного радиатора для передачи полученного тепла в окружающую среду. Крупные ячейки сот радиатора позволяют снизить потери скорости воздушного потока и позволяют прокачать большой объем воздуха за единицу времени. Слишком малая концентрация ленточной части радиатора снижает эффективность теплопередачи и увеличивает концентрацию и силу локального нагрева радиатора.

Я нашел два вида радиаторов в основе которых лежат алюминиевые и стальные трубки. Вот еще не маловажная часть, т.к. коэффициент теплопроводности стали очень мал по сравнению с алюминием, всего лишь 47 Вт/(м*К). И собственно только из-за высокой разности показателей, уже не стоит устанавливать алюминиевые радиаторы со стальными трубками. Хотя они прочнее чистокровных алюмишек и снижают риски протечки от высокого давления, например при заклинившем клапане в крышке расширительного бачка. Высокая концентрация алюминиевых пластин на трубках увеличивает площадь радиатора обдуваемого воздухом тем самым увеличивая его эффективность, но при этом увеличивается сопротивление воздушного потока и снижается объем прокачиваемого воздуха.

Ценовая политика же на рынке сложилась таким образом что медные радиаторы значительно дороже алюминиевых. Из общей картины можно сделать вывод что и те и другие радиаторы по своему хороши. Какой же все таки выбрать? Этот вопрос остается за вами.

Вот поэтому я и акцентировал на эти слова.

Вопрос, куда и как применять это понятие. Вот паяльник из алюминия делать нельзя, температуры для пайки не хватит, на одном конце 400гр, а на другом будет 60гр. А медь для этого самое то, её теплоемкость прекрасна, что бы один конец имел температуру 400гр, и на другом 300-350гр. Но вот многие этого не понимают и часто рекомендуют в качестве радиаторов для охлаждения транзисторов и прочее, применять именно медь.

Даже часто читал это в радио-журналах. Когда то это не понимали и промышленники, когда начинали делать мощные транзисторы, но потом разобрались и прекратили применять медные или латунные корпуса, а стали применять материал на основе алюминия или его заменители. Когда то с такой же трудностью сам встретился в начале 70х годов.

Был у меня усилитель на КТ805 (стерео) вот один транзистор сгорел и стаял там КТ805БМ, но у меня такого не было, поставил большой КТ805Б. Так он начал сильно греться, и стал с большим трудом держать мощность при радиаторе 10*10*6см. Занимал место пол усилителя, а на родном била алюминиевая полоска Г-образная 2*3см. Спросил своего друга из конструкторского бюро, почему так, внутри у обоих транзисторов один и тот же кристалл, а держат температуру по разному. На что он ответил, что сам корпус накапливает в себе температуру и не отдает её на радиатор, а в БМ нет этого корпуса и температура быстро рассеивается на алюминиевом радиаторе.

Потом стали делать корпуса, на первый взгляд такие же, как у КТ805Б, но состав на основе алюминия и они стали также меньше нагреваться.. Вот поэтому и нужно применять понятие теплоотдача или теплопроводность правильно.

Извини, что так много написал, но думаю это пригодится, если подобное встретится в жизни. И не только в радио, а просто в жизни. Если сделаешь нагреватель для отопления в доме, то будешь применять именно алюминий, а не медь и латунь. (что я сейчас у себя и применяю в отоплении)

Теперь к тому, что написал Котбазилио про то что грелось и не грелось, или не так сильно грелось при медном и алюминиевом радиаторе/корпусе.

Во-первых.
Способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (удельной теплопроводностью). Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м.кв., за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте. Измеряется в Вт/(м*К). Т.е. Чем больше тепловой энергии способно пропустить вещество, тем больше коэффициент теплопроводности. Тут всё по определению и, надеюсь, никто возражать не будет.

Во-вторых, сами транзисторы могли иметь разные характеристики и банальное падение напряжения на них при замене могло быть разным со всеми вытекающими по закону Ома следствиями.
В третьих. Если взять два одинаковых по площади и форме радиатора из меди и алюминия, то при прочих равных условиях у них будет одинаковая теплоотдача. Потому что теплоотдача зависит от площади и разности температур. А более эффективным будет тот радиатор, материал которого сможет переносить больше тепла от охлаждаемой детали к рассеивающим поверхностям, чтобы разность температур была больше. Т.е. более эффективным будет радиатор из материала с больше теплопроводностью. Чем больше теплопроводность, тем меньше термическое сопротивление. Алюминиевый радиатор может быть холоднее медного, но сам транзистор (кристалл) на алюминиевом радиаторе может нагреться сильнее, чем на медном из-за меньшей интенсивности отвода тепла (большего термического сопротивления радиатора).

Как-то так. Вроде всё логично и нигде не напутал.

Теперь можем сравнить медь и алюминий по этим двум таблицам
Теплоемкость Теплопроводность
Медь 0,385 401

Алюминий 0,903 202—236

Что скажите о таких рассуждениях Теплопроводность

А скажу вот что, если Вы сделаете два паяльника из меди и алюминия, то после 30 минут нагрева их выключите, то медный ещё будет горячим, а алюминиевый уже остынет.

Поэтому и применяют алюминий в кухонной посуде, потому что алюминий быстрей передает тепло для варки продуктов. (хотя многие скажут, что это от экономии)

Проверьте на практике, возьмите транзисторную схему (хоть блок питание) и сначала поставьте алюминиевый радиатор и отрегулируйте мощность на нем, что бы транзистор имел 40гр температуру, потом ничего не меняя в параметрах поставьте медный радиатор и транзистар начнет перегреваться.

Такой пример тоже был в моей практике. В 80е годы стало популярно делать электронное зажигание для машины. Я первый собрал такую схему в своём коллективе и там радиатор применил алюминиевую пластину, мои коллеги стали повторять её но один поставил на медную пластину мощный транзистор, (кто то ему так посоветовал) он начал мне доказывать, что схема нерабочая, потому что постоянно сгорает транзистор, тогда я его спросил, а какой радиатор, конечно медный, сказал он. Вот когда я его убедил сменить на алюминиевый, он даже потом удивился и в нос мне тыкал данные из справочников, что медный радиатор лучше отдает тепло.

Вывод, некоторые понятия, нами понимаются неправильно.

Теперь можем сравнить медь и алюминий по этим двум таблицам
Теплоемкость Теплопроводность
Медь 0,385 401

Алюминий 0,903 202—236

Что скажите о таких рассуждениях Теплопроводность

А скажу вот что, если Вы сделаете два паяльника из меди и алюминия, то после 30 минут нагрева их выключите, то медный ещё будет горячим, а алюминиевый уже остынет.

Для правильного «эксперимента» паяльники должны быть одного веса и иметь одинаковую площадь поверхности
И нагревать их нужно до одинаковой температуры, а не одинаковое время.

Для сравнения эффективности радиаторов площадь их поверхности тоже должна
быть одинаковой.

Мне в связи с этим интересно понять, почему оверклокеры так любят медь и почему производители кулеров для компа делают свои более дорогие
и эффективные модели либо из меди, либо с медным пятаком? Может кто знает?

Автор:	Котбазилио [ Ср сен 10, 2014 06:01:21 ]
Заголовок сообщения:	Re: Теплопроводность
Да, но главное в алюминии, это то, что нам нужно в радио, это способность быстро отдавать тепло от деталей. У меня есть сковородка (наверное это от космической промышленности) у неё ручка такая же, как и сама сковородка, на первый взгляд просто алюминий, но вот при жарке на ней продуктов, не нужно брать через тряпочку у неё температура комнатная. Пробовал определить где начинается падение температуры и двигая рукой по этой ручке, тепло начинал чувствовать на расстоянии 2см от самой сковороды. Хотя специально нагревал на газе саму ручку, она так же нагревается в том месте, где её грею. То есть имеет свойства тоже нагреваться, но вот понять, то ли она так быстро отдает тепло, то ли не переносит это тепло, понять не возможно. Но визуально очень похоже на алюминий.

Автор:	Андрей Бедов [ Ср сен 10, 2014 14:33:15 ]
Заголовок сообщения:	Re: Теплопроводность
Это говорит как раз о том, что у ручки ХРЕНОВАЯ теплопроводность. Как и должно быть в этом случае. Если бы ручка была медная, Вы бы её голой рукой, без прихватки, не взяли. С алюминиевым радиатором так же: теплопроводность его ХУЖЕ, чем у меди. Поэтому транзистор горячий, а рёбра радиатора – холодные. Алюминий не «быстрее отдаёт тепло» в окружающую среду, а тупо хреново пропускает его через себя. Неужели по логике непонятно? Тем более уже и цифры приводили в сравнении с медью. А известно, что чем выше температура рёбер – тем ниже температура транзистора, так-как тепло распределяется между транзистором и радиатором равномернее, и результирующая температура такой системы будет ниже. И с более горячих рёбер тепло уходит интенсивнее. Писал же я выше об этом. А Вы начали обвинять изготовителей медных радиаторов в некомпетентности! Уже просто странный разговор какой-то получается. Если не сказать больше. Если бы, допустим, серебро было относительно дёшево, то радиаторы делали бы из него, а не из меди. Потому-что его теплопроводность ещё больше, чем у меди. Серебряная ложка, опущенная в стакан с киплячою водою, нагревается до пальцев за две секунды. Проверял сам, ложка есть такая у бабуськи, а ей досталась от прабабки, дореволюционная!

А может у медной ручки плохая теплоотдача, поэтому и писал я, что при транзисторе КТ805Б не мог остудить огромный радиатор, а как только я взял КТ805БМ, то маленькая полоска алюминия обеспечивала нормальную температуру у транзистора.

И мой пример с эл. зажиганием в машине Вам не помог, у моего приятеля при использовании медной пластины, транзисторы сгорали, а у меня с алюминием ни один транзистор не сгорел, он тоже потом заменил медь на алюминий и проблема исчезла. Видимо я зря привожу так много доказательств, их Вы не читаете. И зачем тогда изменили состав металла в корпусе транзисторов? Видимо наконец поняли, что на основе меди, корпусы плохо отдают тепло.

Но это понятно, там умные ребята сидят и через пару десятков лет до них тоже дошло, что нужно алюминиевую основу радиатора.

Автор:	Андрей Бедов [ Вт сен 16, 2014 15:54:37 ]
Заголовок сообщения:	Re: Теплопроводность
Я написал свои сообщения, отталкиваясь от ВАШИХ, Котбазилио. Ещё раз говорю, не «рвите жопу», если нечем крыть! Уже Вам приводили неоднократные примеры из теории и практики. Вы же стараетесь это опровергнуть своим «жизненным опытом». Скажу «по-молодёжному» – забейтесь уже, в своих жалких потугах » кому-то чего-то доказать», что уже и так давно очевидно. «шиза – наш друг», несмотря и с уважением к Вашему возрасту.

Андрей, дорогой, я удивлен Вашему сообщению и скажу старую мудрость – С КЕМ ПОВЕДЕШЬСЯ ОТ ТОГО И НАБЕРЕШЬСЯ. (не учитесь у плохих дядей плохому)

Посмотрите на своё сообщение, в нём жаргон глупого человека, Вы же умный парень (так мне раньше казалось) Какие Вы приводили примеры из практики и теории. Это я Вам привел бесчисленное количество примеров, где доказывает мою правоту. Ещё раз пишу, почему перестали делать корпуса из меди, а стали применять металл на основе алюминия, который многократно дороже меди?

Я же и марки транзисторов привел. Вы меня разочаровали, если будете общаться в таком тоне, то Вы потеряете своё лицо и . а мне бы не хотелось видеть в Вас такие метаморфозы. Оставайтесь всегда приличным человеком.

Пока ещё с уважением, дядя Валера. (мои дети старше Вас)

У Валеры очередное обострение.
Осеннее.
На сегодняшний день стоимость 1 тонны меди на мировых рынках составляет примерно 7000$ http://fx-commodities.ru/copper/
На сегодняшний день стоимость 1 тонны алюминия на мировых рынках составляет примерно 2000$ http://fx-commodities.ru/aluminium/
Да и не нужно ходить на биржу, чтобы убедиться в разнице в 3,5 раза в пользу МЕДИ. Достаточно посмотреть на цены медных и алюминиевых проводов и цены на медный и алюминиевый (дюралюминиевый) профиль (типа волноводного).

Металл хорошо проводит тепло?

Металл хорошо проводит тепло? Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронза — самую низкую. Поскольку сталь является плохим проводником тепла, она хороша для высокотемпературных сред, таких как авиационные двигатели.

Является ли металл хорошим проводником тепла? Металлы – это элементы, которые являются хорошими проводниками электрического тока и тепла. Они также имеют тенденцию быть блестящими и гибкими, как медная проволока. Большинство элементов в периодической таблице являются металлами.

Металл хорошо греется? Металлы содержат свободно движущиеся делокализованные электроны. Металл хорошо проводит тепло. 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.

Металл плохо проводит тепло? Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, тогда как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань, плохо проводят тепло. Материалы, плохо проводящие тепло, называются изоляторами.

Какой материал плохо проводит тепло?

Дерево, свинец и неметалл не являются хорошими проводниками тепла. Плохие проводники — это любые материалы, которые плохо проводят электричество, тепло или и то, и другое, и обычно называются изоляторами. Воздух также является примером изолятора.

Какой материал лучше всего проводит тепло?

Медь имеет очень высокую теплопроводность и намного дешевле и доступнее, чем серебро, которое является лучшим металлом для проведения тепла.

Сталь или алюминий лучше проводят тепло?

Как видите, из наиболее распространенных металлов медь и алюминий имеют самую высокую теплопроводность, а сталь и бронза — самую низкую. Поскольку сталь является плохим проводником тепла, она хороша для высокотемпературных сред, таких как авиационные двигатели.

Почему металлы по-разному проводят тепло?

почему металлы проводят тепло и почему одни металлы проводят тепло лучше, чем другие? О: Большинство обычных металлов имеют примерно одинаковую плотность электронов (количество в объеме), поэтому основная причина различий в том, насколько хорошо они проводят электричество, заключается в разнице в том, насколько легко электроны перемещаются.

Почему металл является хорошим проводником?

Ответ: Металлы являются отличным проводником электричества и тепла, потому что атомы в металлах образуют матрицу, через которую могут свободно перемещаться внешние электроны. Вместо того, чтобы вращаться вокруг своих соответствующих атомов, они образуют море электронов, которое окружает положительные ядра взаимодействующих ионов металлов.

Одинаково ли хорошо проводят электричество металлы?

Хотя все металлы могут проводить электричество, некоторые металлы используются чаще из-за их высокой проводимости. Однако латунь, содержащая медь, обладает гораздо меньшей проводимостью, поскольку состоит из дополнительных материалов, снижающих ее проводимость, что делает ее непригодной для электрических целей.

Почему неметаллы плохо проводят тепло?

Неметаллы обладают ограниченной теплопроводностью только за счет фононов и колебаний решетки. В неметаллах, поскольку свободных электронов нет, теплопередача происходит за счет фононов (возбужденное состояние решетчатой ​​структуры, колеблющейся равномерно).

Проводники?

Материалы или вещества, которые позволяют электричеству течь через них, являются проводниками. Кроме того, проводники позволяют передавать через них тепло. Примерами проводников являются металлы, тело человека, Земля и животные. У проводников есть свободные электроны на их поверхности, которые обеспечивают легкое прохождение тока.

Какой металл не поглощает тепло?

Большинство оксидов металлов (например, ржавчина железа) вообще не проводят электричество, что отличает этот металл от других. А диоксид ванадия на самом деле не проводит тепло или электричество примерно до 60 градусов по Цельсию. До этого момента он является изолятором.

Почему твердые тела лучше проводят тепло?

Теплопроводность передает тепловую энергию в твердых телах. Движущиеся частицы теплого материала почвы могут увеличить тепловую энергию частиц в более холодном твердом материале, передавая ее непосредственно от одной частицы к другой. Поскольку частицы расположены ближе друг к другу, твердые тела проводят тепло лучше, чем жидкости или газы.

Какой металл не нагревается?

Диоксид ванадия — странный металл, который не нагревается, проводя электричество. Исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Беркли, показало, что диоксид ванадия нарушает законы физики, передавая электричество, но не тепло.

Какой металл плохо проводит тепло и электричество?

Хотя предполагается, что металлы являются хорошими проводниками электричества и тепла, такие металлы, как ртуть, свинец, сплавы железа и хрома, титан и нержавеющая сталь, являются плохими проводниками по сравнению с серебром, медью и золотом.

Какой металл является наименее проводящим?

Самым проводящим чистым металлом является серебро. Это то, что делает его металлом, который используется в конструкции интегральных схем и в электронике всякий раз, когда требуется путь с очень низким сопротивлением. С другой стороны, чистая ртуть имеет самую низкую проводимость.

Какие материалы жаропрочные?

Основными группами жаропрочных сплавов являются аустенитные сплавы с высоким содержанием хрома и никеля, также известные как жаропрочные нержавеющие стали, сплавы на основе никеля, сплавы на основе кобальта, хрома и никеля и молибден-титановые сплавы.

Какие металлы быстрее всего проводят тепло?

Алмаз является ведущим теплопроводным материалом, и его значения проводимости в 5 раз выше, чем у меди, наиболее производимого металла в Соединенных Штатах. Атомы алмаза состоят из простой углеродной цепи, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной теплопередачи.

Какой металл лучше всего проводит тепло?

Чем выше число, тем лучше материал проводит тепловую энергию. Следовательно, медь является лучшим проводником тепловой энергии, а сталь — худшим проводником тепловой энергии.

Медь или алюминий лучше проводят тепло?

Медь лучше передает тепло, а алюминий лучше рассеивает тепло, поэтому хорошие радиаторы имеют медное основание, которое быстро/эффективно отводит тепло от охлаждаемого объекта, тепловые трубки, которые быстро отводят тепло от основания, а тепловые трубки прикреплены к алюминиевым ребрам, которые быстро рассеиваются

Что является лучшим теплоизолятором?

Пластик, резина, дерево и керамика являются хорошими изоляторами. Они часто используются для изготовления кухонной утвари, например, ручек для кастрюль, чтобы не дать повару подняться и обжечь руку. Пластиковое покрытие также используется для покрытия большинства электрических проводов в приборах. Воздух также является хорошим теплоизолятором.

Почему металл лучше проводит тепло, чем вода?

Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть много свободных электронов, с которыми можно играть. Алюминий, например, является гораздо лучшим проводником воды.

Почему металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества?

Металлы являются хорошими проводниками (как тепла, так и электричества), потому что по крайней мере один электрон на атом свободен: т. Е. Он не связан с каким-либо конкретным атомом, а вместо этого может свободно перемещаться по металлу.

Почему металл лучше проводит тепло, чем дерево?

Любой хороший проводник тепла будет иметь большее количество электронов. Поскольку у металлов больше электронов, чем у дерева, они могут проводить тепло намного лучше, чем дерево. Поскольку количество присутствующих электронов больше в любом металле по сравнению с деревом, металлы будут проводить электричество намного лучше, чем дерево.

Какой металл лучше проводит тепло

Теплопроводность металлов

Все изделия, используемые человеком, способны передавать и сохранять температуру прикасаемого к ним предмета или окружающей среды. Способность отдачи тепла одного тела другому зависит от вида материала, через который проходит процесс. Свойства металлов позволяют передавать тепло от одного предмета другому, с определенными изменениями, в зависимости от структуры и размера металлической конструкции. Теплопроводность металлов – один из параметров, определяющих их эксплуатационные возможности.

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т. е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

• вида металла;
• химического состава;
• пористости;
• размеров.

Металлы имеют различное строение кристаллической решетки, а это может изменить теплопроводность материала. Так, например, у стали и алюминия, особенности строения микрочастиц влияют по-разному на скорость передачи тепловой энергии через них.

Коэффициент теплопроводности может иметь различные значения для одного и того же металла при изменении температуры воздействия. Это связано с тем, что у разных металлов градус плавления отличается, а значит, при других параметрах окружающей среды, свойства материалов также будут отличаться, а это отразится на теплопроводности.

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Коэффициент теплопроводности чистого никеля считается низким, он будет менять свое значение от 67 до 57 Вт/м*град. Сплавы с содержанием никеля, будут также иметь коэффициент с пониженным значением, который, благодаря содержанию железа и цинка, колеблется от 20 до 50 Вт/м*град. А наличие хрома, позволит понизить теплопроводность в металлах до 12 единиц, с небольшим увеличением этой величины, при нагреве.

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий. Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

• кухонная посуда с различными свойствами;
• оборудование для пайки труб;
• утюги;
• подшипники качения и скольжения;
• сантехническое оборудование для подогрева воды;
• приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

Теплопроводность чистых металлов

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…

Теплопроводность, плотность углекислого газа, свойства CO2

Плотность и другие свойства углекислого газа CO2 в зависимости от температуры и давления В таблице…

Свойства и плотность азотной кислоты HNO3

В таблице представлены свойства безводной (концентрированной) азотной кислоты HNO3 в зависимости от температуры при отрицательной…

Температура плавления керамики

Температура плавления керамики распространенных типов В таблице представлены значения температуры плавления керамики различного состава. Температура…

Теплопроводность цветных металлов, теплоемкость и плотность сплавов

Коэффициенты теплопроводности, теплоемкость и плотность распространенных металлов и сплавов в зависимости от температуры…

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов…

Плотность, теплопроводность, теплоемкость кислорода O2

Плотность, теплоемкость, свойства кислорода O2 В таблице представлены теплофизические свойства кислорода такие, как плотность, энтальпия, энтропия,…

Теплопроводность, теплоемкость, свойства фреона-113 (R113, CCl2FCClF2)

В таблице представлены теплофизические свойства жидкого фреона-113 на линии насыщения в зависимости от температуры, в…

Температуропроводность металлов

В таблице представлены значения коэффициента температуропроводности чистых металлов в зависимости от температуры. Температуропроводность металлов указана…

Свойства маргарина

Свойства маргарина распространенных сортов Плотность, теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность представлены для животного, безмолочного и сливочного…

Теплопроводность меди – две стороны одной медали

Высокая теплопроводность меди наряду с другими замечательными свойствами определила этому металлу значимое место в истории развития человеческой цивилизации. Изделия из меди и ее сплавов используются практически во всех сферах нашей жизни.

1 Медь – коротко про теплопроводность

Теплопроводностью называют процесс переноса энергии частиц (электронов, атомов, молекул) более нагретых участков тела к частицам менее нагретых его участков. Такой теплообмен приводит к выравниванию температуры. Вдоль тела переносится только энергия, вещество не перемещается. Характеристикой способности проводить тепло является коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, которая проходит через материал площадью 1 м 2 , толщиной 1 м, за 1 секунду при единичном градиенте температуры.

Коэффициент теплопроводности меди при температуре 20–100 °С составляет 394 Вт/(м*К) – выше только у серебра. Стальной прокат уступает меди по этому показателю почти в 9 раз, а железо – в 6. Различные примеси по-разному влияют на физические свойства металлов. У меди скорость передачи тепла снижается при добавлении в материал или попадании в результате технологического процесса таких веществ, как:

Высокая теплопроводность характеризуется быстрым распространением энергии нагрева по всему объему предмета. Эта способность обеспечила меди широкое применение в любых системах теплообмена. Ее используют при изготовлении трубок и радиаторов холодильников, кондиционеров, вакуумных установок, автомашин для отвода избыточного тепла охлаждающей жидкости. В отопительных приборах подобные изделия из меди служат для обогрева.

Способность меди проводить тепло снижается при нагреве. Значения коэффициента теплопроводности меди в воздухе зависит от температуры последнего, которая влияет на теплоотдачу (охлаждение). Чем выше температура окружающей среды, тем медленнее остывает металл и ниже его теплопроводность. Поэтому во всех теплообменниках используют принудительный обдув вентилятором – это повышает эффективность работы устройств и одновременно поддерживает тепловую проводимость на оптимальном уровне.

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

• плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
• стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок. Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

3 Минусы высокой теплопроводности

Низкая теплопроводность во многих случаях является нужным свойством – на этом основана теплоизоляция. Использование медных труб в системах отопления приводит к гораздо большим потерям тепла, чем при применении магистралей и разводок из других материалов. Медные трубопроводы требуют более тщательной теплоизоляции.

У меди высокая теплопроводность, что обуславливает достаточно сложный процесс монтажных и других работ, имеющих свою специфику. Сварка, пайка, резка меди требует более концентрированного нагрева, чем для стали, и зачастую предварительного и сопутствующего подогрева металла.

При газовой сварке меди необходимо использование горелок мощностью на 1–2 номера выше, чем для стальных деталей такой же толщины. Если медь толще 8–10 мм, рекомендуется работать с двумя или даже тремя горелками (часто сварку производят одной, а другими осуществляют подогрев). Сварочные работы на переменном токе электродами сопровождаются повышенным разбрызгиванием металла. Резак, достаточный для толщины высокохромистой стали в 300 мм, подойдет для резки латуни, бронзы (сплавы меди) толщиной до 150 мм, а чистой меди всего в 50 мм. Все работы связаны с значительно большими затратами на расходные материалы.

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Медь – один из главных компонентов в электронике, используется во всех микросхемах. Она отводит и рассеивает тепло, образующееся при прохождении тока. Ограничение быстродействия компьютеров обусловлено увеличением нагрева процессора и других элементов схем при росте тактовой частоты. Разбиение на несколько ядер, работающих одновременно, и другие способы борьбы с перегревом себя исчерпали. В настоящее время ведутся разработки, направленные на получение проводников с более высокой электропроводимостью и теплопроводностью.

Открытый недавно учеными графен способен значительно увеличить теплопроводность медных проводников и их возможность к рассеиванию тепла. При проведении эксперимента слой меди покрыли графеном со всех сторон. Это улучшило теплоотдачу проводника на 25 %. Как объяснили ученые, новое вещество меняет структуру передачи тепла и позволяет энергии двигаться в металле свободнее. Изобретение находится на стадии доработки – при эксперименте использовался медный проводник гораздо больших размеров, чем в процессоре.

Теплопроводность чистых металлов

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…

Теплопроводность, плотность углекислого газа, свойства CO2

Плотность и другие свойства углекислого газа CO2 в зависимости от температуры и давления В таблице…

Свойства и плотность азотной кислоты HNO3

В таблице представлены свойства безводной (концентрированной) азотной кислоты HNO3 в зависимости от температуры при отрицательной…

Температура плавления керамики

Температура плавления керамики распространенных типов В таблице представлены значения температуры плавления керамики различного состава. Температура…

Теплопроводность цветных металлов, теплоемкость и плотность сплавов

Коэффициенты теплопроводности, теплоемкость и плотность распространенных металлов и сплавов в зависимости от температуры…

Теплопроводность сплавов меди. Температура плавления латуни и бронзы

Теплопроводность латуни и бронзы В таблице приведены значения теплопроводности латуни, бронзы, а также медно-никелевых сплавов…

Плотность, теплопроводность, теплоемкость кислорода O2

Плотность, теплоемкость, свойства кислорода O2 В таблице представлены теплофизические свойства кислорода такие, как плотность, энтальпия, энтропия,…

Теплопроводность, теплоемкость, свойства фреона-113 (R113, CCl2FCClF2)

В таблице представлены теплофизические свойства жидкого фреона-113 на линии насыщения в зависимости от температуры, в…

Температуропроводность металлов

В таблице представлены значения коэффициента температуропроводности чистых металлов в зависимости от температуры. Температуропроводность металлов указана…

Свойства маргарина

Свойства маргарина распространенных сортов Плотность, теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность представлены для животного, безмолочного и сливочного…

Коэффициент теплопроводности и теплопередачи стали, сплавов

Теплопроводность представляет собой физическую величину, которая определяет способность материалов проводить тепло. Иными словами, теплопроводность представляет собой способность субстанций передавать кинетическую энергию атомов и молекул другим субстанциям, находящиеся в непосредственном контакте с ними. В СИ эта величина измеряется во Вт/(К*м) (Ватт на Кельвин-метр), что эквивалентно Дж/(с*м*К) (Джоуль на секунду-Кельвин-метр).

Понятие теплопроводности

Она является интенсивной физической величиной, то есть величиной, которая описывает свойство материи, не зависящей от количества последней. Интенсивными величинами также являются температура, давление, электропроводность, то есть эти характеристики одинаковы в любой точке одного и того же вещества. Другой группой физических величин являются экстенсивные, которые определяются количеством вещества, например, масса, объем, энергия и другие.

Противоположной величиной для теплопроводности является теплосопротивляемость, которая отражает способность материала препятствовать переносу проходящего через него тепла. Для изотропного материала, то есть материала, свойства которого одинаковы во всех пространственных направлениях, теплопроводность является скалярной величиной и определяется, как отношение потока тепла через единичную площадь за единицу времени к градиенту температуры. Так, теплопроводность, равная одному ватту на метр-Кельвин, означает, что тепловая энергия в один Джоуль переносится через материал:

• за одну секунду;
• через площадь один метр квадратный;
• на расстояние один метр;
• когда разница температур на поверхностях, находящихся на расстоянии один метр друг от друга в материале, равна один Кельвин.

Понятно, что чем больше значение теплопроводности, тем лучше материал проводит тепло, и наоборот. Например, значение этой величины для меди равно 380 Вт/(м*К), и этот металл в 10 000 раз лучше переносит тепло, чем полиуретан, теплопроводность которого составляет 0,035 Вт/(м*К).

Перенос тепла на молекулярном уровне

Когда материя нагревается, увеличивается средняя кинетическая энергия составляющих ее частиц, то есть увеличивается уровень беспорядка, атомы и молекулы начинают более интенсивно и с большей амплитудой колебаться около своих равновесных положений в материале. Перенос тепла, который на макроскопическом уровне можно описать законом Фурье, на молекулярном уровне представляет собой обмен кинетической энергией между частицами (атомами и молекулами) вещества, без переноса последнего.

Это объяснение механизма теплопроводности на молекулярном уровне отличает его от механизма термической конвекции, при котором имеет место перенос тепла за счет переноса вещества. Все твердые тела обладают способностью к теплопроводности, в то время как тепловая конвекция возможна только в жидкостях и газах. Действительно, твердые вещества переносят тепло в основном за счет теплопроводности, а жидкости и газы, если есть температурные градиенты в них, переносят тепло в основном за счет процессов конвекции.

Теплопроводность материалов

Ярко выраженной способностью проводить тепло обладают металлы. Для полимеров свойственна невысокая теплопроводность, а некоторые из них практически не проводят тепло, например, стекловолокно, такие материалы называются теплоизоляторами. Чтобы существовал тот или иной поток тепла через пространство, необходимо наличие некоторой субстанции в этом пространстве, поэтому в открытом космосе (пустое пространство) теплопроводность равна нулю.

Каждый гомогенный (однородный) материал характеризуется коэффициентом теплопроводности (обозначается греческой буквой лямбда), то есть величиной, которая определяет, сколько тепла нужно передать через площадь 1 м², чтобы за одну секунду, пройдя через толщу материала в один метр, температура на его концах изменилась на 1 К. Это свойство присуще каждому материалу и изменяется в зависимости от его температуры, поэтому этот коэффициент измеряют, как правило, при комнатной температуре (300 К) для сравнения характеристики разных веществ.

Если материал является неоднородным, например, железобетон, тогда вводят понятие полезного коэффициента теплопроводности, который измеряется согласно коэффициентам однородных веществ, составляющих этот материал.

В таблице ниже приведены коэффициенты теплопроводности некоторых металлов и сплавов во Вт/(м*К) для температуры 300 К (27 °C):

• сталь 47—58;
• алюминий 237;
• медь 372,1—385,2;
• бронза 116—186;
• цинк 106—140;
• титан 21,9;
• олово 64,0;
• свинец 35,0;
• железо 80,2;
• латунь 81—116;
• золото 308,2;
• серебро 406,1—418,7.

В следующей таблице приведены данные для неметаллических твердых веществ:

• стекловолокно 0,03—0,07;
• стекло 0,6—1,0;
• асбест 0,04;
• дерево 0,13;
• парафин 0,21;
• кирпич 0,80;
• алмаз 2300.

Из рассматриваемых данных видно, что теплопроводность металлов намного превышает таковую для неметаллов. Исключение составляет алмаз, который обладает коэффициентом теплопередачи в пять раз больше, чем медь. Это свойство алмаза связано с сильными ковалентными связями между атомами углерода, которые образуют его кристаллическую решетку. Именно благодаря этому свойству человек чувствует холод при прикосновении к алмазу губами. Свойство алмаза хорошо переносить тепловую энергию используется в микроэлектронике для отвода тепла из микросхем. А также это свойство используется в специальных приборах, позволяющих отличить настоящий алмаз от подделки.

В некоторых индустриальных процессах стараются увеличить способность передачи тепла, чего достигают либо за счет хороших проводников, либо за счет увеличения площади контакта между составляющими конструкции. Примерами таких конструкций являются теплообменники и рассеиватели тепла. В других же случаях, наоборот, стараются уменьшить теплопроводность, чего достигают за счет использования теплоизоляторов, пустот в конструкциях и снижения площади контакта элементов.

Коэффициенты теплопередачи сталей

Способность передавать тепло для сталей зависит от двух главных факторов: состава и температуры.

Простые углеродные стали при увеличении содержания углерода снижают свой удельный вес, в соответствии с которым также уменьшается и их способность переносить тепло от 54 до 36 Вт/(м*К) при изменении процента углерода в стали от 0,5 до 1,5%.

Нержавеющие стали содержат в своем составе хром (10% и больше), которые вместе с углеродом образует сложные карбиды, препятствующие окислению материала, а также повышает электродный потенциал металла. Теплопроводность нержавейки невелика в сравнении с другими сталями и колеблется от 15 до 30 Вт/(м*К) в зависимости от ее состава. Жаропрочные хромоникелевые стали обладают еще более низкими значениями этого коэффициента (11—19 Вт/(м*К).

Другим классом являются оцинкованные стали с удельным весом 7 850 кг/м3, которые получают путем нанесения покрытий на сталь, состоящих из железа и цинка. Так как цинк легче проводит тепло, чем железо, то и теплопроводность оцинкованной стали будет относительно высокой в сравнении с другими классами стали. Она колеблется от 47 до 58 Вт/(м*К).

Теплопроводность стали при различных температурах, как правило, не изменяется сильно. Например, коэффициент теплопроводности стали 20 при увеличении температуры от комнатной до 1200 °C снижается от 86 до 30 Вт/(м*К), а для марки стали 08Х13 увеличение температуры от 100 до 900 °C не изменяет ее коэффициент теплопроводности (27—28 Вт/(м*К).

Факторы, влияющие на физическую величину

Способность проводить тепло зависит от ряда факторов, включая температуру, структуру и электрические свойства вещества.

Температура материала

Влияние температуры на способность проводить тепло различается для металлов и неметаллов. В металлах проводимость главным образом связана со свободными электронами. Согласно закону Видемана—Франца теплопроводность металла пропорциональна произведению абсолютной температуры, выраженной в Кельвинах, на его электропроводность. В чистых металлах с увеличением температуры уменьшается электропроводность, поэтому теплопроводность остается приблизительно постоянной величиной. В случае сплавов электропроводность мало изменяется с ростом температуры, поэтому теплопроводность сплавов растет пропорционально температуре.

С другой стороны, передача тепла в неметаллах главным образом связана с колебаниями решетки и обмене решеточными фононами. За исключением кристаллов высокого качества и низких температур, путь пробега фононов в решетке значительно не уменьшается при высоких температурах, поэтому и теплопроводность остается постоянной величиной во всем температурном диапазоне, то есть является незначительной. При температурах ниже температуры Дебая способность неметаллов проводить тепло, наряду с их теплоемкостью, значительно уменьшается.

Фазовые переходы и структура

Когда материал испытывает фазовый переход первого рода, например, из твердого состояния в жидкое или из жидкого в газ, то его теплопроводность может измениться. Ярким примером такого изменения является разница этой физической величины для льда (2,18 Вт/(м*К) и воды (0,90 Вт/(м*К).

Изменения кристаллической структуры материалов также влияют на теплопроводность, что объясняется анизотропными свойствами различных аллотропных модификаций вещества одного и того же состава. Анизотропия влияет на различную интенсивность рассеивания решеточных фононов, основных переносчиков тепла в неметаллах, и в различных направлениях в кристалле. Здесь ярким примером является сапфир, проводимость которого изменяется от 32 до 35 Вт/(м*К) в зависимости от направления.

Электрическая проводимость

Теплопроводность в металлах изменяется вместе с электропроводностью согласно закону Видемана—Франца. Это связано с тем, что валентные электроны, свободно перемещаясь по кристаллической решетке металла, переносят не только электрическую, но и тепловую энергию. Для других материалов корреляция между этими типами проводимости не является ярко выраженной, ввиду незначительного вклада электронной составляющей в теплопроводность (в неметаллах основную роль в механизме передачи тепла играют решеточные фононы).

Процесс конвекции

Воздух и другие газы являются, как правило, хорошими теплоизоляторами при отсутствии процесса конвекции. На этом принципе основана работа многих теплоизолирующих материалов, содержащих большое количество небольших пустот и пор. Такая структура не позволяет конвекции распространяться на большие расстояния. Примерами таких материалов, полученных человеком, являются полистирен и силицидный аэрогель. В природе на том же принципе работают такие теплоизоляторы, как шкура животных и оперение птиц.

Легкие газы, например, водород и гель, имеют высокие значения теплопроводности, а тяжелые газы, например, аргон, ксенон и радон, являются плохими проводниками тепла. Например, аргон, инертный газ, который тяжелее воздуха, часто используется в качестве теплоизолирующего газового наполнителя в двойных окнах и в электрических лампочках. Исключением является гексафторид серы (элегаз), который является тяжелым газом и обладает относительно высокой теплопроводностью, ввиду его большой теплоемкости.

Медные и медно-алюминиевые радиаторы — характеристики, преимущества

Рассматривая технические особенности разных отопительных приборов, стоит подробнее остановиться на медно-алюминиевых радиаторах отопления. Их используют не так широко, как чугунные и биметаллические аналоги. Хотя по своим техническим характеристикам они легко могут с ними соперничать. А многие потребители даже не слышали о существовании таких приборов. В этой статье мастер сантехник расскажет о характеристиках и преимуществах использования медно-алюминиевых радиаторов. 

Что такое медно-алюминиевый радиатор

По проводимости тепла медь и алюминий занимают главенствующие позиции среди металлов. В связи с этим обусловлена широкая популярность радиаторов отопления, выполненных из этих материалов. Пользователи отмечают, что медные и медно-алюминиевые радиаторы отличаются высокой эффективностью и способны прослужить на протяжении многих лет.

Медные батареи отопления – это довольно дорогое удовольствие, которое могут позволить себе не все жильцы. Однако, несмотря на высокую стоимость, устройства обладают множеством преимуществ. И владельцы медных радиаторов по достоинству оценили все плюсы прибора.

Медно-алюминиевые радиаторы – это один из разновидностей биметаллических отопительных устройств. Они включают в себя лучшие свойства и технические характеристики двух металлов, а особенный метод изготовления не даёт вступать металлам в химическую реакцию друг с другом. Поэтому данные радиаторы имеют высокую устойчивость к механическим повреждениям и коррозийным процессам. Монтаж таких биметаллических устройств лучше всего осуществлять в автономных отопительных системах коттеджей, в которых теплоносителем будут выступать смеси пропиленгликоля, а не вода.

Сравнение радиаторов из различных металлов

При выборе любой батареи отопления специалисты советуют обращать внимание на следующие характеристики.

• Габариты и вес;
• Тепловая проводимость;
• Внешний вид;
• Прочность;
• Стоимость;
• Срок эксплуатации.

На рынке отопительного оборудования в настоящее время можно найти батареи чугунные, алюминиевые, стальные, алюминиево-стальные, медные, медно-алюминиевые. При верной установке и периодическом обслуживании почти все батареи могут прослужить владельцу как минимум 25 лет.

У радиаторов из меди нет конкурентов по сроку службы. Функционировать они могут до ста лет!

Конечно, медные радиаторы не такие прочные, как чугунные или стальные, но они лучше остальных способны выдерживать резкие перемены давления теплового носителя, устойчивы к гидроударам.

По внешним данным, собственно, как и по весу, проигрывают только серийные батареи из чугуна. Медь проводит тепло лучше, чем чугун или сталь, практически в шесть раз! Не так эффективен в этом параметре и алюминий (его теплопроводность 230 Вт/м*К).

Сравнительная характеристика различных видов радиаторов

Цена отопительных батарей зависит не только от применяемых металлов, но и от числа секций, а также от компании-производителя. Самая доступная стоимость будет у радиаторов из чугуна и стали, немного дороже выйдут батареи из алюминия, затем – биметаллические. Дороже всех станут медные батареи отопления, которые целиком выполнены из этого металла. Но здесь затраты оправданы.

Особенности

Медь — материал, который характеризуется устойчивостью к коррозийным процессам. Спустя некоторое время на внутренней поверхности изделий, выполненных из меди образуется своеобразный слой, защищающий металл от повреждений. И в то же время он не уменьшает показатели теплопроводности. Говоря о проводимости тепла, этот параметр у медных и медно-алюминиевых батарей намного выше, чем у стальных или чугунных радиаторов отопления.

Чаще всего медно-алюминиевые радиаторы не имеют дробления на секции и представляют собой единую цельную конструкцию. Во внутренней части корпуса расположена медная труба, которая изгибается несколько раз. На эту трубу привариваются пластины из алюминия, которые обеспечивают еще более высокие показатели теплоотдачи. В непосредственном контакте с теплоносителем находится только медь. Внутренняя сторона трубы гладкая, без швов, за счет этого радиаторы способны выдерживать давление до 60 Атм.

Обогрев помещения посредством медно-алюминиевых радиаторов осуществляется благодаря принципам конвекции и теплового излучения.

Конвекция — процесс перемещения воздушных масс, которые выступают в качестве теплоносителя. Теплый воздух образуется в результате прохождения через корпус отопительного прибора и направляется вверх, а холодный — вниз.

Преимущества и недостатки

Медный радиатор отопления не стал столь популярным среди покупателей. На это есть следующие причины:

• Высокая стоимость.
• В городских многоэтажках по стандарту устанавливают именно стальные трубы. Это вызывает сложности при монтаже устройств из меди.

По всем остальным характеристикам медные радиаторы отопления имеют несравненные преимущества, будь то тепловая отдача, долгий срок службы, экологичность и так далее.

Чтобы понять все преимущества и недостатки биметаллических радиаторов из меди и алюминия, стоит узнать и параметры алюминиевых батарей отдельно.

Алюминиевые батареи отопления приобретаются чаще медных из-за других достоинств и параметров. Такие устройства имеют привлекательный внешний вид, компактные габариты и, что обычно является веской причиной покупки, довольно демократичную стоимость.

Недостатки, которые делают эксплуатацию непростой при устройстве в сети центрального теплового снабжения, у приборов тоже есть. В том числе:

• Слабая устойчивость алюминия к разрывам в случае резкого перепада давления в сети;
• Качество теплового носителя, которое благоприятствует развитию коррозии.

Зачастую отопительные батареи из алюминия не столь долговечны, как указывает производитель.

Безусловно, можно приобрести радиатор отопления медный или алюминиевый, но лучшим решением станет биметаллический прибор.

Медно-алюминиевые батареи отопления с полной эффективностью передают тепло путём:

• Конвекции;
• Излучения;
• Через поверхность.

Проводимость тепла у алюминия в 4 раза выше, чем у чугуна, а у меди – практически в два раза больше! Получается, что медно-алюминиевые радиаторы отопления характеризуются очень высокой отдачей тепла. Но это не все достоинства биметаллических устройств.

Таким приборам не страшна коррозия, так как металлы, из которых выполнены радиаторы, практически не восприимчивы к водяному химическому составу. Ко всему, медь имеет небольшую шероховатость трубной поверхности изнутри. Это не даёт налипать отложениям и оставляет внутренний проход чистым долгое время.

Благодаря шероховатой внутренней поверхности медно-алюминиевого радиатора, устройство остаётся устойчивым к воздействию химических реагентов, что используют для промыва сетей. А современные способы соединения сердцевины из меди и кожуха из алюминия не дают вступать металлам в реакцию друг с другом и обеспечивают высокую стойкость элементов к процессам коррозии.

Весят многие модели очень мало, поэтому вешать их можно даже на перегородки из гипсокартона. Достаточно лёгкий и теплоноситель за счёт своего объёма. В пример можно поставить марку «Термия». Размеры модели 60х65 см, объём теплового носителя 0,67 л. Это в 10 раз меньше чем у аналогичных батарей из чугуна и в 3 раза меньше чем у батарей из алюминия. Из-за таких характеристик, медно-алюминиевый радиатор отопления нагревается с высокой скоростью и лёгкостью и быстро обогревает площадь. В то же время, медно-алюминиевые приборы и быстро остывают.

Такие устройства посредством конвекции отдают 80 % тепла. Их конструктивная особенность в целостности секции. Внутрь неразборного устройства помещён змеевик из меди, а алюминиевые пластины напрессованы вертикально на коллектор с конкретным шагом, несущим ответственность за размер воздушных каналов для воздушного нагрева. Таким образом, корпус такого радиатора не нагревается очень сильно (максимум 43 °C) и делает тем самым устройство не опасным для человека. Надёжная пайка труб из меди помогает «змеевику» выдержать максимальное системное давление до 60 атмосфер.

Медно-алюминиевые батареи отопления, при установке переходников на соединениях, могут «работать» с любыми трубопроводами (из меди, металлопластика, стали, пластика).

Несмотря на большое количество плюсов, выделяются и некоторые недостатки, о которых нельзя не упомянуть:

• Установка приборов должна быть выполнена в строгом соблюдении норм и требований. Медь — мягкий металл, в связи с этим даже малейшие недочеты при монтаже могут привести к порче изделия. Батареи из меди устанавливаются по уровню, также на подачу теплоносителя обязательно надо устанавливать сетчатый фильтр.
• Высокие требования к качеству жидкости, циркулирующей по радиаторам. Наиболее подходящий вариант — дистиллированная вода без присадок. В воду центральной системы отопления добавляют специальные вещества, которые позволяют снизить теплопотери. Эти вещества разрушают медный контур и тогда медный сердечник очень быстро испортится.
• Работа сопровождается шумом.

Монтаж

Если вы решили установить медные или биметаллические радиаторы, то не забывайте, что медные детали должны соединяться либо с медными трубами либо же с совместимыми металлами и переходниками. Хорошо контактирует медь с никелем, бронзой, хромом, латунью. В случае соединения с другими металлами может произойти электрохимическая реакция, которая приведет к коррозии.

Самым подходящим местом для установки радиатора является участок под оконным проемом. В результате такого размещения батарей, образуется теплозавеса, которая будет отсекать холодный воздух, приходящий с улицы. Для того, чтобы обеспечить максимально хорошую циркуляцию нагретого воздуха, следует выдерживать небольшую дистанцию, около 15 сантиметров, между подоконником и прибором и расстояние 3-5 см между стеной и батареей. Установка осуществляется при помощи анкерных креплений и подпорочных стенок.

Медь — мягкий металл. Поэтому для того, чтобы защитить устройство в участках контакта с крепежами, следует использовать резиновые или полимерные прокладки, которые не позволяют образовываться повреждениям и возможным протечкам.

Подключение может осуществляться боковым или нижним способом.

Выбор медных и медно-алюминиевых радиаторов

Для того, чтобы подобрать наиболее оптимальный вариант батарей для своего жилья, следует учитывать ряд важных критериев, от которых будет зависеть эффективность радиаторов:

• Мощность. Этот параметр является одним из наиважнейших. Выбирая размер батарей, нужно исходя из площади помещения, в котором будут они находиться.
• Место установки. Выбирая пространство, где предположительно будут располагаться радиаторы, следует учесть расстояние до близлежащих поверхностей, особенно сверху и снизу. Именно от этого будет зависеть верное распространение нагретого воздуха.
• Тепловые потери. Если в помещении большое количество окон и высокие потолки, то риск потери тепла увеличивается. В связи с этим, осуществляя расчет мощности батарей, следует учесть данную особенность.
• Особенности отопительной системы. При выборе радиаторов, выполненных из меди и алюминия, очень важно учитывать следующие моменты: рабочее давление, материал изготовления труб, температура теплоносителя и т.д.
• Внешний вид. Если выбранная модель не гармонирует с интерьером комнаты, то радиатор всегда можно покрыть краской или термостойкой эмалью любого цвета, а также можно задекорировать конструкцию специальной решеткой или экраном.
• Производитель. Не стоит гнаться за дешевизной, т.к. высокая цена — гарантия качество. Отдавайте предпочтение хорошо зарекомендовавшим себя производителям.

Производители

Популярностью пользуется медно-алюминиевый и медный радиатор отопления следующих брендов-компаний: МАРС, Термия, REGULUS-system, JAGA.

МАРС – производитель из Южной Кореи. Его продукция не может похвастаться различными дизайнерскими решениями, но, в то же время, устройства не сложны в эксплуатации и легко работают с теплоносителем низкого качества. Их с лёгкостью можно монтировать в централизованные отопительные системы с любыми трубами, будь то металлические или пластиковые, так как на самой батарее имеются переходные элементы из латуни. Устройства МАРС могут устанавливаться в квартирах, школах, больницах, офисах и других помещениях.

Термия – компания из Украины, которая производит радиаторы с отличительной особенностью. Она предоставляет покупателю широкий выбор цветовых решений медных и медно-алюминиевых отопительных батарей. Серии продукции Термия: Atoll, Atoll Pro, Rodos. Безусловно, «цветные» варианты стоят немного дороже стандартных аналогов.

REGULUS-system – польский бренд, который выпускает множество моделей медных и медно-алюминиевых отопительных устройств, различных по дизайну и другим характеристикам. Серия REGULUS – это батареи с овальной верхней крышкой, а модели SOLARIUS – с плоской. В ассортименте можно найти радиаторы с установкой в углу и внутри стены.

JAGA (ТЕМПО) – производитель из Бельгии, который внимательно к требованиям покупателей и с ответственностью относится к качеству выпускаемой продукции. Медные и медно-алюминиевые радиаторы отопления компании отлично подходят для нестабильных систем обогрева с повышенным давлением, в которых циркулирует теплоноситель низкого качества. Устройства JAGA хорошо подойдут для отопительных автономных систем открытого и закрытого типа (в школах, офисных и общественных зданиях и т.д.).

Видео

В сюжете — Про медно-алюминиевые конвекторы

Медные и медно-алюминиевые радиаторы отопления являются современными видами отопительных батарей, которые оснащены теплообменником из меди и отлично подходят для центральных систем и индивидуального отопления. Данные устройства соответствуют высоким производственным стандартам в сфере отопительного оборудования для помещений, и выполняются при помощи самых новых технологий. Несмотря на свою высокую стоимость, обладают рядом несравненных преимуществ, которые нельзя недооценить.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Теплоотражающий экран за радиатором отопления

Теплопроводность чугуна и стали

Теплопроводность металлов

Все изделия, используемые человеком, способны передавать и сохранять температуру прикасаемого к ним предмета или окружающей среды. Способность отдачи тепла одного тела другому зависит от вида материала, через который проходит процесс. Свойства металлов позволяют передавать тепло от одного предмета другому, с определенными изменениями, в зависимости от структуры и размера металлической конструкции. Теплопроводность металлов – один из параметров, определяющих их эксплуатационные возможности.

Что такое теплопроводность и для чего нужна

Процесс переноса энергии атомов и молекул от горячих предметов к изделиям с холодной температурой, осуществляется при хаотическом перемещении движущихся частиц. Такой обмен тепла зависит от агрегатного состояния металла, через который проходит передача. В зависимости от химического состава материала, теплопроводность будет иметь различные характеристики. Данный процесс называют теплопроводностью, он заключается в передаче атомами и молекулами кинетической энергии, определяющей нагрев металлического изделия при взаимодействии этих частиц, или передается от более теплой части – к той, которая меньше нагрета.

Способность передавать или сохранять тепловую энергию, позволяет использовать свойства металлов для достижения необходимых технических целей в работе различных узлов и агрегатов оборудования, используемого в народном хозяйстве. Примером такого применения может быть паяльник, нагревающийся в средней части и передающий тепло на край рабочего стержня, которым выполняют пайку необходимых элементов. Зная свойства теплопроводности, металлы применяют во всех отраслях промышленности, используя необходимый параметр по назначению.

Чем чугун отличается от стали: основные свойства и отличительные характеристики

Продукция черной металлургии широко используется во многих отраслях народного хозяйства, а черный металл всегда востребован в строительстве и машиностроении. Металлургия уже давно успешно развивается, благодаря своему высокому техническому потенциалу. Наиболее часто применяются в производстве и в быту чугунные и стальные изделия.

Чугун и сталь оба относятся к группе черных металлов, эти материалы представляют собой уникальные по своим свойствам сплавы железа с углеродом. В чем отличия стали и чугуна, их главные свойства и характеристики?

Сталь и ее основные характеристики

Сталь представляет собой деформированный сплав железа с углеродом, которого всегда максимум до 2%, а также другие элементы. Углерод является важным компонентом, поскольку придает прочности сплавам железа, а также твердость, за счет этого снижается мягкость и пластичность. В сплав часто добавляются легирующие элементы, что в итоге дает легированную и высоколегированную сталь, когда в составе не менее 45% железа и не более 2% углерода, остальные 53% составляют добавки.

Сталь является важнейшим материалом во многих отраслях, ее применяют в строительстве и по мере роста технико-экономического уровня страны, растут и масштабы производства стали. В давние времена мастера для получения литой стали применяли тигельную плавку и такой процесс был малопроизводительным и трудоемким, но сталь отличалась высокими качествами.

Со временем процессы получения стали менялись, на смену тигельному пришли бессемеровский и мартеновский метод получения стали, что дало возможность наладить массовое производство литой стали. Затем стали выплавлять сталь в электрических печах, после чего был внедрен кислородно-конверторный процесс, он позволил получать особо чистый металл. От количества и видов связующих компонентов сталь может быть:

• Низколегированной
• Среднелегированной
• Высоколегированной

В зависимости от содержания углерода она бывает:

• Низкоуглеродистой
• Среднеуглеродистой
• Высокоуглеродистой.

В состав металла часто входят неметаллические соединения — оксиды, фосфиды, сульфиды, их содержание отличается на качестве стали, существует определенная классификация качества.

Плотность стали составляет 7700-7900 кг/м3, а общие характеристики стали складываются из таких показателей, как — прочность, твердость, износостойкость и пригодность для обработки различного вида. По сравнению с чугуном сталь обладает большей пластичностью, прочностью и твердостью. Благодаря пластичности она легко поддается обработке, сталь отличается более высокой теплопроводностью, а ее качество повышается за счет закаливания.

Такие элементы, как никель, хром и молибден являются легирующими компонентами, каждый из них придает стали свои характеристики. Благодаря хрому сталь становится более прочной и твердой, повышается ее износостойкость. Никель также придает прочности, а также вязкости и твердости, повышает ее антикоррозийные свойства и прокаливаемость. Кремний снижает вязкость, а марганец улучшает качества свариваемости и прокаливания.

Все существующие виды стали имеют температуру плавления от 1450 до 1520оС и представляют собой прочные износостойкие и стойкие к деформации сплавы металла.

Чугун и его основные характеристики

Основу производства чугуна также составляет железо и углерод, но в отличие от стали углерода в нем больше, а также других примесей в виде легирующих металлов. Он отличается хрупкостью и разрушается без видимой деформации. Углерод здесь выступает графитом или цементитом и за счет содержания других элементов чугун делится на следующие разновидности:

• Белый — где лидирует в большинстве цементит, этот материал на изломе имеет белый цвет. Данный компонент отличается хрупкостью и одновременно твердостью. Он легок в обработке, что придает ковкость чугуну.
• Серый — в этой разновидности большую долю составляет графит, за счет чего чугун получается пластичным. Готовый чугун имеет небольшую температуру плавления, отличается мягкостью, его легче резать.
• Ковкий — достигается методом обжига белого чугуна, его томят в специальных нагревательных печах при температуре в 950-1000оС. Присущая белому чугуну твердость и хрупкость снижаются, он не куется, а только становится более пластичным.
• Высокопрочный сплав чугуна — в нем содержится шаровидный графит, который образуется в ходе кристаллизации.

Температура плавления чугуна зависит от содержания в нем углерода, чем его больше в составе сплава, тем меньше температура, а также повышается его текучесть при нагреве. Это делает металл непластичными жидкотекучим, а также хрупким и трудно поддающимся обработке. Его температура плавления составляет от 1160 до 1250оС.

Антикоррозийные свойства у чугуна выше, поскольку он подвергается сухой ржавчине в процессе использования, это называется химическая коррозия. Влажная коррозия также воздействует на чугун медленней, чем на сталь. Эти качества привели к тому, что было совершено открытие в металлургии — начали выплавлять сталь с высоким содержанием хрома. Отсюда и появилась нержавеющая сталь.

Делаем вывод

Исходя их многочисленных характеристик, можно сказать следующее о чугуне и стали, в чем их отличие:

• Сталь является более прочной и твердой, чем чугун.
• Сталь имеет более высокую температуру плавления, она тяжелей.
• Более низкий процент содержания углерода в стали делает ее легкой в обработке, ее проще резать, ковать и варить.
• По этой причине изделия из чугуна можно отлить, а стальные сварить или сделать кованными.
• Стальные изделия менее пористые, чем чугунные, поэтому они обладают большей теплопроводностью.
• По цвету они также отличаются, сталь светлая и блестит, а чугун более темный с матовой поверхностью.
• Стоимость на сталь всегда выше чугунных материалов.

Можно сделать вывод, что сталь и чугун объединяет содержание в них углерода и железа, но их характеристики отличаются и каждый из сплавов имеет свои особенности.

• Николай Иванович Матвеев
• Распечатать

Источник: https://stanok. guru/metalloprokat/truboprokat/chem-chugun-otlichaetsya-ot-stali.html

Понятие термического сопротивления и коэффициента теплопроводности

Если теплопроводность характеризует способность металлов передавать температуру тел от одной поверхности к иной, то термическое сопротивление показывает обратную зависимость, т.е. возможность металлов препятствовать такой передаче, иначе выражаясь, – сопротивляться. Высоким термическим сопротивлением обладает воздух. Именно он, больше всего, препятствует передаче тепла между телами.

Количественную характеристику изменения температуры единицы площади за единицу времени на один градус (К), называют коэффициентом теплопроводности. Международной системой единиц принято измерять этот параметр в Вт/м*град. Эта характеристика очень важна при выборе металлических изделий, которые должны передавать тепло от одного тела к другому.

Коэффициент теплопроводности металлов при температура, °С

Удельная теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов

Удельная (массовая) теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов приведена в таблице при температуре от 0 до 1300ºС. Размерность теплоемкости кал/(г·град). Теплоемкость специальных сплавов: алюмель, белл-металл, сплав Вуда, инвар, липовица сплав, манганин, монель, сплав Розе, фосфористая бронза, хромель, сплав Na-K, сплав Pb — Bi, Pb — Bi — Sn, Zn — Sn — Ni — Fe — Mn.

От чего зависит показатель теплопроводности

Изучая способность передачи тепла металлическими изделиями выявлено, что теплопроводность зависит от:

• вида металла;
• химического состава;
• пористости;
• размеров.

Металлы имеют различное строение кристаллической решетки, а это может изменить теплопроводность материала. Так, например, у стали и алюминия, особенности строения микрочастиц влияют по-разному на скорость передачи тепловой энергии через них.

Коэффициент теплопроводности может иметь различные значения для одного и того же металла при изменении температуры воздействия. Это связано с тем, что у разных металлов градус плавления отличается, а значит, при других параметрах окружающей среды, свойства материалов также будут отличаться, а это отразится на теплопроводности.

Методы измерения

Для измерения теплопроводности металлов используют два метода: стационарный и нестационарный. Первый характеризуется достижением постоянной величины изменившейся температуры на контролируемой поверхности, а второй – при частичном изменении таковой.

Стационарное измерение проводится опытным путем, требует большого количества времени, а также применения исследуемого металла в виде заготовок правильной формы, с плоскими поверхностями. Образец располагают между нагретой и охлажденной поверхностью, а после прикосновения плоскостей, измеряют время, за которое заготовка может увеличить температуру прохладной опоры на один градус по Кельвину. Когда рассчитывают теплопроводность, обязательно учитывают размеры исследуемого образца.

Нестационарную методику исследований используют в редких случаях из-за того, что результат, зачастую, бывает необъективным. В наши дни никто, кроме ученых, не занимается измерением коэффициента, все используют, давно выведенные опытным путем, значения для различных материалов. Это обусловлено постоянством данного параметра при сохранении химического состава изделия.

Теплопроводность стали, меди, алюминия, никеля и их сплавов

Обычное железо и цветные металлы имеют разное строение молекул и атомов. Это позволяет им отличаться друг от друга не только механическими, но и свойствами теплопроводности, что, в свою очередь, влияет на применение тех или иных металлов в различных отраслях хозяйства.

Сталь имеет коэффициент теплопроводности, при температуре окружающей среды 0 град. (С), равный 63, а при увеличении градуса до 600, он снижается до 21 Вт/м*град. Алюминий, в таких же условиях, наоборот – увеличит значение от 202 до 422 Вт/м*град. Сплавы из алюминия, будут также повышать теплопроводность, по мере увеличения температуры. Только величина коэффициента будет на порядок ниже, в зависимости от количества примесей, и колебаться в пределах от 100 до 180 единиц.

Медь, при изменении температуры в тех же пределах, будет уменьшать теплопроводность от 393 до 354 Вт/м*град. При этом, медь содержащие сплавы латуни будут иметь такие же свойства, как и алюминиевые, а значение теплопроводности будет изменяться от 100 до 200 единиц, в зависимости от количества цинка и других примесей в составе сплава латуни.

Виды алюминиевого остекления лоджии и балкона

Холодное

Применяют для защиты помещения от ветра, осадков, пыли. Организуют в нетребовательных к теплоизоляции помещениях. Устанавливают в цехах, зимних садах, на складах, балконах.

Теплое

Монтируют в жилых комнатах, на теплых лоджиях из алюминия. Для защиты от холода внутри профиля размещают теплоизолирующий вкладыш из полиуретана. Он надежно изолирует холод.

Рамное

Монтируется из профиля стандартной ширины. Привлекательно смотрится. Просто устанавливается и потому стоит дешевле. По сравнению с безрамными такие окна пропускают меньше света, но они прочнее — можно остеклять большие по площадки лоджии.

Для остекления веранд, беседок, террас используют не только пластиковые, но и теплые алюминиевые двери и окна. Они блокируют холод и шум так же эффективно, как и теплые ПВХ-профили.

Безрамное

Максимально увеличивает естественную освещенность помещения. Создается из профиля небольшой ширины. Швы незаметны с улицы, что создает впечатление единого стеклянного полотна. С такими стеклами красиво смотрятся зимние сады, лоджии, оборудованные для летнего досуга.

Распашное

Чаще используется на просторных балконах, эркерах, лоджиях. Распашные створки характерны для теплого профиля. Они требуют больше пространства при открывании, позволяют безопасно мыть окна внутри, снаружи. Часто распашные створки комбинируют с глухими — так можно сэкономить на профильной системе, крепеже. Иногда этого требуется форма балконного помещения.

Раздвижное

Какие плюсы и минусы у лоджии из раздвижного алюминия? Здесь больше полезная площадь, можно разместить компактную мебель, бельевую сушилку. Створки занимают минимум места, экономят пространство. На балконе из раздвижного алюминия остекление с большим световым проемом. Оно впускает в комнату много света. Такие конструкции можно установить для экономии места на длинных узких балконах, например при остеклении 5-метровых лоджий.

Рассмотрим подробно плюсы и минусы холодного остекления балкона алюминием.

Применение

Агрегатное состояние материалов имеет отличительную структуру строения молекул и атомов. Именно это оказывает большое влияние на металлические изделия и их свойства, в зависимости от назначения.

Отличающийся химический состав узлов и деталей из железа, позволяет обладать различной теплопроводностью. Это связано со структурой таких металлов как чугун, сталь, медь и алюминий. Пористость чугунных изделий способствует медленному нагреванию, а плотность медной структуры – наоборот, ускоряет процесс теплоотдачи. Эти свойства используют для быстрого отвода тепла или постепенного нагревания продукции инертного назначения. Примером использования свойств металлических изделий является:

• кухонная посуда с различными свойствами;
• оборудование для пайки труб;
• утюги;
• подшипники качения и скольжения;
• сантехническое оборудование для подогрева воды;
• приборы отопления.

Медные трубки широко используют в радиаторах автомобильных систем охлаждения и кондиционеров, применяемых в быту. Чугунные батареи сохраняют тепло в квартире, даже при непостоянной подаче теплоносителя требуемой температуры. А радиаторы из алюминия, способствуют быстрой передаче тепла отапливаемому помещению.

При возникновении высокой температуры, в результате трения металлических поверхностей, также важно учитывать теплопроводность изделия. В любом редукторе или другом механическом оборудовании, способность отводить тепло, позволит деталям механизма сохранить прочность и не быть подвергнутыми разрушению, в процессе эксплуатации. Знание свойств теплопередачи различных материалов, позволит грамотно применить те или иные сплавы из цветных или черных металлов.

Что лучше проводит тепло алюминий или медь

На сегодняшний день радиаторы производятся из разнообразных материалов, наиболее распространенные, из которых сталь, нержавеющая сталь и алюминий.

Всегда есть сомнения, какой именно радиатор выбрать для установки в доме? Очевидно, что это зависит от личного вкуса, а также от требований, которые вы поставили перед собой к качеству отопления помещения.

Алюминий, безусловно, является самым экологичным материалом и имеет огромное количество преимуществ.

Различия между медью и алюминием

Основные беспокойства по поводу выбора материала обмотки отражают пять характерных различий между медью и алюминием:

Таблица : Пять характерных различий между медью и алюминием

Как выбрать радиатор отопления: советы специалистов

В этой статье мы не будем рассматривать чугунные радиаторы, т.к. они теряют популярность среди покупателей.

Сосредоточим внимание на самых востребованных моделях.

Материал в деталях расскажет о преимуществах алюминиевых и стальных батарей.

Алюминиевые радиаторы имеют малый вес

Алюминиевые радиаторы легче, чем традиционные стальные или чугунные радиаторы, этот факт дает возможность расположить такой радиатор на любой стене в помещении.

Батареи из алюминия можно повесить на стену, даже в ситуациях, когда толщина не позволяет сделать глубокого закрепления.

Это существенно экономит затраты на оплату строительных работ, так как повесить их можно очень быстро и надежно.

Алюминий — коррозионностойкий материал

Алюминий не подвержен коррозии, что делает его идеальным материалом для производства радиаторов, которые предполагается устанавливать в таких помещениях, как ванные комнаты и кухни, где выоская влажность.

Это интересно: Легирование стали — элементы, классификация, применение, марки

Алюминий хорошо проводит тепло

Алюминий быстро нагревается, что делает его отличным проводником тепла.

Алюминиевые радиаторы имеют низкое содержание воды, а это означает, что после включения такие устройства дают интенсивный всплеск тепла и нагревают помещения довольно быстро.

Установив алюминиевые радиаторы можно быстро достичь требуемой температуры в комнатах, так как они имеют наименьшее время отклика.

Главным преимуществом является существенная экономия энергетических затрат в отопительный сезон и как прекрасный бонус – экономия денежных средств, так как алюминиевые радиаторы можно выключать на время вашего отсутствия в доме, а вернувшись домой включить и быстро получить теплый дом не тратя на ожидание длительное время.

Алюминиевые радиаторы имеют широкий диапазон конструкций и цветов

Бытует распространенное мнение, что эффективное тепло не может быть красивым и оригинальным. К счастью, времена, когда дизайн должен уступить свои позиции отличной эффективности, прошли.

Алюминиевые радиаторы имеют разнообразный ряд конструкций и предлагают даже самому требовательному покупателю достойный выбор.

Вы можете выбрать свой собственный цвет финишного покрытия, которое идеально будет соответствовать стилю вашего дома, форма радиатора будет гармонировать с вашей домашней или офисной атмосферой на сто процентов.

Нержавеющая сталь

Использование стали для производства теплообменников позволяет получить прочные изделия, которые в основном используются для систем индивидуального отопления домов и коттеджей.

По причине возможности контроля качества теплоносителя и давления в системе, стальные приборы станут отличном выбором для систем автономного отопления.

При условии подачи качественного теплоносителя и умеренного давления рабочей жидкости, такие устройства прослужат более 30 лет.

Возможность соединения

Оксиды, хлориды, сульфиды или недрагоценные металлы, более проводящие на меди, чем алюминии. Этот факт делает очистку и защиту соединителей для алюминия более важной. Некоторые считают соединения меди с алюминием несовместимыми. Также под вопросом сопряжение соединений между алюминием трансформаторов и медным проводом присоединения.

Коэффициент расширения

При изменении температуры алюминий расширяется почти на треть больше, чем медь. Это расширение, наряду с пластичным характером алюминия, вызывает некоторые проблемы для ненадлежаще установленных болтовых соединений.

Чтобы избежать ослабления соединения, необходимо его подпружинивание. Используя либо чашевидные или прижимные шайбы можно обеспечить необходимую эластичность при сочленении, без сжатия алюминия.

При использовании надлежащей арматуры алюминиевые соединения, могут быть равными по качеству медным.

Теплопроводность

Некоторые утверждают, что поскольку, теплопроводность меди выше, чем алюминия то это оказывает влияние на снижение хот-спот температуры обмотки трансформатора.

Это верно только тогда, когда проводники обмоток из меди и алюминия одинакового размера, геометрии и дизайна.

Следовательно, для любого силового трансформатора заданного размера, тепловые характеристики теплопроводности алюминия могут быть очень близки меди.

Теплофизические свойства чугуна

Коэффициент линейного расширения α, удельная теплоемкость с и теплопроводность λ зависят от состава и структуры чугуна, а также от температуры. Поэтому значения их приводят в соответствующем интервале температур. С повышением температуры значения α и с обычно увеличиваются, а λ уменьшается (табл 1).

Таблица 1. Теплофизические свойства серого чугуна в зависимости от температуры

Коэффициент линейного расширения α и удельная теплоемкость c реальных неоднородных структур, в том числе чугуна, может быть определена по правилу смешения:

Таблица 2. Теплофизические свойства структурных составляющих чугуна

Теплопроводность сплавов и смесей в отличие от коэффициента α и теплоемкости c не может быть определена по правилу смешения. Влияние отдельных элементов на теплопроводность расчетным путем можно установить лишь приближенно.

На коэффициент α и удельную теплоемкость с влияет главным образом состав чугуна, а на теплопроводность λ — степень графитизации, дисперсность структуры, неметаллические включения и т. п.

Коэффициент линейного расширения определяет не только изменения размеров в зависимости от температуры, но и напряжения, образующиеся в отливках. Уменьшение α является полезным с этих позиции и облегчает условия получения качественных отливок. Но в случае совместной работы чугунных деталей с деталями из цветных сплавов или других материалов, имеющих больший коэффициент линейного расширения, приходится стремиться к увеличению значения α для чугуна.

Теплоемкость и теплопроводность имеют большое значение для таких отливок, как отопительные трубы, изложницы, детали холодильных установок и двигателей внутреннего сгорания и т.д., так как определяют равномерность распределения температуры в отливках и интенсивность отвода теплоты.

В табл. 3 приведены теплофизические свойства чугунов различных групп.

Таблица 3. Теплофизические свойства чугуна

Чугун	α20 100 ∗10 6 , 1/°C	c20 100 , Дж/(кг∗°C)	c20 1000 , Дж/(кг∗°C)	λ20 100 , Вт/(м∗°C)
Серый с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412-85):
СЧ10-СЧ18	10-11	502-544	586-628	46,0-54,4
СЧ20-СЧ30	10-11	502-544	586-628	41,8-50,2
СЧ35	11,5-12,0	502-544	628-670	37,6-46,0
Высокопрочный (ГОСТ 7293-85):
ВЧ 35-ВЧ 45	11,5-12,5	460-502	586-628	37,6-46,0
ВЧ 60-ВЧ 80	10-11	502-523	628-670	33,5-41,9
ВЧ 100	9-10	523-565	628-670	29,3-37,6
Ковкий (ГОСТ 7769-82):
КЧ 30-6/КЧ 37-12	10,5-11,0	460-511	586-628	54,4-62,8
КЧ 45-5/КЧ 65-3	10,3-10,8	527-544	628-670	50,2-54,4
Легированный (ГОСТ 7769-82)
никелевый ЧН20Д2Ш	17-19	—	460-502	17,4
с 35-37% Ni	1,5-2,5	—	—	—
хромистый:
ЧХ16	—	—	—	32,5 *1
ЧХ22	—	—	—	25,5 *1
ЧХ28	9-10	—	—	17,4 *1
ЧХ32	9-10	—	—	19,8 *1
кремнистый:
ЧС5	14-17 *2	—	—	21,0 *3
ЧС15, ЧС17	4,7 *1	—	—	10,5
алюминиевый:
ЧЮ22Ш	17,5 *1	—	—	15,1-28,0 *3
ЧЮ30	22-23 *2	—	—	—
*1В интервале 20-200 °C.
*2В интервале 20-900 °C.
*3В интервале 20-500 °C.

Теплоемкость — железо

Теплоемкость железа С г представляет эквивалентную переменную теплоемкость, приведенную к температуре у поверхности во.  

Теплоемкость железа и стали при нагреве увеличивается. Например, при комнатной температуре теплоемкость железа 0 111 ккал / кг-град, при температуре 1200 С она увеличивается до 0 16 ккал / цг-град. Это значит, что при высоких температурах нагрев происходит медленнее и тепла затрачивается больше.  

Стр — теплоемкость железа, равная 0 12 кал / кг С.  

Учитывая же, что теплоемкость железа или стали равна 0 115, станет вполне понятным, что температура, получающаяся в ( результате трения лент Ферадо о шайбы барабана, достигнет колоссальных размеров и даже водяное, а тем более воздушное охлаждение не в состоянии будет отвести полностью эту теплоту.  

Теплоемкость твердых сплавов приблизительно в два раза ниже теплоемкости железа.  

На рис. 6 показано изменение атомной теплоемкости железа в зависимости от температуры. Теплоемкость железа достигает максимального значения в точке Аг, затем резко уменьшается; в точке А3 вновь уменьшается, а затем слегка увеличивается в а точке А и снижается в точке плавления. Резкое возрастание теплоемкости вблизи точки Кюри объясняется изменением магнитного состояния железа.  

Температура плавления 5 равна 1808 К, энтальпия плавления составляет 1 536 104 Дж / моль. Теплоемкость железа в жидком состоянии превышает его теплоемкость в кристаллическом состоянии примерно на 1 3 Дж / К моль.  

Теплоемкость железа и стали при нагреве увеличивается. Например, при комнатной температуре теплоемкость железа 0 111 ккал / кг-град, при температуре 1200 С она увеличивается до 0 16 ккал / цг-град. Это значит, что при высоких температурах нагрев происходит медленнее и тепла затрачивается больше.  

В таблицах находим величины теплоемкостей серы п железа. Для железа суд 0 46 кдж / кг град; килограмм-атомная теплоемкость железа равна 0 46 — 55 85 25 7 кдж / кг-ат-град. Килограмм-атомная теплоемкость серы равна 22 6 кдж / кг-ат-град.  

При увеличении или уменьшении каким-либо способом количества тепла, содержащегося в теле, увеличивается или уменьшается также температура тела. Но для одинакового изменения температуры в различных по составу телах равного веса требуются различные количества теплоты. Так, например, 1 кг воды требует примерно в 9 раз больше тепла, чем 1 кг железа при одинаковой степени нагре-тости. На этом основании говорят, что теплоемкость железа составляет около одной десятой теплоемкости воды. Способность воспринимать тепло зависит от физических свойств вещества. Количество тепла, необходимое для изменения температуры 1 кг вещества на 1 С, называется удельной теплоемкостью вещества или просто теплоемкостью.  

При сообщении телу теплоты или, наоборот, отнятии ее у тела происходит увеличение или уменьшение температуры этого тела. Но для одинакового изменения температуры различных по составу тел равной массы требуются различные количества теплоты. Так, 1 кг воды требует примерно в 9 раз больше теплоты, чем 1 кг железа, при одинаковой степени нагретости. На этом основании говорят, что теплоемкость железа составляет около 0 1 теплоемкости воды и, следовательно, теплоемкость зависит от физических свойств вещества.  

В большинстве случаев шаровая молния оплавляет или испаряет несколько граммов или даже доли грамма металла. Автор письма подробно описал размеры лунки и специально отметил, что наплывов металла не было: металл испарился. Предполагая, что углубление было в виде параболоида вращения, находим, что испарилось около 0 22 г металла. Теплоемкость железа равна 0 71 Дж / ( г — К) в твердом и 0 84 Дж / ( г — К) в жидком состоянии. Точки плавления и кипения равны 1500 и 2900 С, а теплота плавления и парообразования — соответственно 269 и 6270 Дж / г. В результате оказывается, что для испарения 0 22 г железа требуется не менее 2 кДж тепла.  

Коэффициент линейного расширения α

Коэффициент линейного расширения α. Наибольшее влияние на коэффициент α оказывает углерод, в особенности в связанном состоянии. Одному проценту углерода соответствует примерно в 5 раз большее количество цементита, чем графита. Поэтому графитизирующие элементы (Si, Al, Ti, Ni, Сu и др.) повышают, а антиграфнтизирующие (Cr, V, W, Мо, Мn и др.) уменьшают коэффициент линейного расширения,

Наибольшим значением α отличаются аустенитные никелевые чугуны, а также ферритные алюминиевые чугуны типа чугаль и пирофераль. Поэтому при достаточно высоком содержании Ni, Сu, Мn значение α; резко увеличивается. Однако при содержании Ni>20% α понижается : и достигает минимума при 35—37 % Ni. Форма графита существенно влияет на коэффициент линейного расширения лишь при низких температурах; α высокопрочного чугуна с шаровидным графитом несколько выше, чем α чугуна с пластинчатым графитом.

Теплопроводность чугуна.

Теплопроводность чугуна в большей мере, чем другие физические свойства, зависит от структуры, ее дисперсности и мельчайших загрязнений, т. е. является структурно-чувствительным свойством.

Графитизация повышает теплопроводность; следовательно, элементы увеличивающие степень графитизации и размер графита, повышают, а элементы, препятствующие графитизации и увеличивающие дисперсность структурных составляющих, понижают. Указанное влияние графитизация меньше для шаровидного графита (см. табл. 4).

Форма графита, его выделение и распределение также влияют на теплопроводность. Например, высокопрочный чугун имеет более низкую теплопроводность, чем серый чугун. Теплопроводность чугуна с вермикулярным графитом (ЧВГ) выше, чем у ЧШГ, и близка к λ серого чугуна с пластинчатым графитом.

Высоколегированные чугуны характеризуются, как правило, более низкой теплопроводностью, чем обычные.

Кто теплее?

Эффективность алюминиевых радиаторов выше чем у стальных, но только в среднем. Если сравнить обычную алюминиевую батарею и стальной радиатор класса 33 – последний сможет отдавать больше тепла. Но при этом стоит учитывать тип подключения радиатора и скорость потока воды.
Пример

Если у вас установлен стальной радиатор 33 класса, а скорость потока воды низкая, он будет работать эффективно. То есть, заберет у воды максимум тепла. Если используется однотрубное подключение, это плохо – в следующий отопительный прибор попадет охлажденная вода и он не будет греть.

Если установлен стальной радиатор 11 или 22 класса, то они также будут хорошо греть, но не успеют охладить воду.

Точно сказать, насколько теплоотдача алюминиевого радиатора больше чем у стального нельзя – многое зависит от конструкции и толщины металла. С одной стороны, теплопроводность стали в среднем в 3,5-4,5 раза хуже, чем у алюминия. Но и толщина трубок стальных радиаторов меньше, что может компенсировать эту разницу.

Что такое теплопроводность

Данный термин означает способность различных материалов к обмену энергией, которая в этом случае представлена теплом. При этом передача энергии проходит от более нагретой части к холодной и происходит за счет:

1. Молекул.
2. Атомов.
3. Электронов и других частиц структуры металла.

Теплопроводность нержавеющей стали будет существенно отличаться от аналогичного показателя другого металла — например, коэффициент теплопроводности меди будет иным, нежели у стали.

Для обозначения этого показателя используется специальная величина, именуемая коэффициентом теплопроводности. Она характеризуется количеством теплоты, которое может пройти через материал за определенную единицу времени.

Показатели для стали

Теплопроводность может существенно отличаться в зависимости от химического состава металла. Коэффициент данной величины у стали и меди будет разным. Кроме этого, при повышении или уменьшении концентрации углерода изменяется и рассматриваемый показатель.

Существуют и другие особенности теплопроводности:

1. Для стали, которая не имеет примесей, значение составляет 70 Вт/(м* К).
2. У углеродистых и высоколегированных сталей проводимость намного ниже. За счет увеличения концентрации примесей она существенно снижается.
3. Само термическое воздействие также может оказывать воздействие на структуру металла. Как правило, после нагрева структура меняет значение проводимости, что связано с изменением кристаллической решетки.

Коэффициент теплопроводности алюминия значительно выше, что связано с более низкой плотностью этого материала. Теплопроводность латуни также отличается от соответствующего показателя стали.

Конструкция алюминиевых радиаторов

Конструктивно все алюминиевые радиаторы состоят из отдельных секций, изготовленных из различных сплавов алюминия с другими металлами. При их изготовлении применяют несколько методов.

Секции могут быть:

1. Литыми. При таком методе производства секции алюминиевых радиаторов отливаются целиком.
2. Экструдированными. В этом случае формируют несколько частей секции, которые потом соединяются специальными прокладками и клеем.
3. Гибридными. При этом методе сразу отливаются 2—3 секции, соединяемые затем с коллекторными блоками электрохимической сваркой. Такие радиаторы выпускает итальянская компания Rovall.

Цельнолитые секции более устойчивы к разрывам, но поскольку их производство сложнее, то и цена таких изделий выше. В европейских странах предпочтение отдается литым батареям, а в нашей стране — изготовленным методом экструзии.

Благодаря секционной конструкции можно создавать отопительные батареи именно с тем количеством секций, которое было определено с учетом размеров помещения и других, влияющих на теплообмен характеристик.

Влияние концентрации углерода

Концентрация углерода в стали влияет на величину теплопередачи:

1. Низкоуглеродистые стали имеют высокий показатель проводимости. Именно поэтому они используются при изготовлении труб, которые затем применяются при создании трубопровода системы отопления. Значение коэффициента варьирует в пределе от 54 до 47 Вт/(м* К).
2. Средним коэффициентом для распространенных углеродистых сталей является значение от 50 до 90 Вт/(м* К). Именно поэтому подобный материал используется при изготовлении деталей различных механизмов.
3. У металлов, которые не содержат различных примесей, коэффициент составляет 64 Вт/(м* К). Это значение несущественно изменяется при термическом воздействии.

Конструкция стальных радиаторов

Стальные батареи, используемые в системах отопления, бывают или панельными, или трубчатыми.

Панельные радиаторы

Это прямоугольные панели разных размеров. Они обладают конвекторными свойствами и имеют достаточно простую конструкцию, при этом:

• две профилированные пластины свариваются между собой по периметру, и внутри этой конструкции, благодаря штампованным профилям, образуются вертикальные каналы для циркуляции теплоносителя;
• приваренные с тыльной стороны П-образные ребра из тонкой холоднокатаной стали усиливают теплоотдачу;
• конструкция может содержать до трех панелей, защищенных общим кожухом.

Трубчатые радиаторы

Изделия этого типа представляют собой несколько отдельных труб, соединенных коллекторами. Трубы могут иметь вертикальное и горизонтальное расположение.

Значение в быту и производстве

Почему важно учитывать коэффициент теплопроводности? Подобное значение указывается в различных таблицах для каждого металла и учитывается в нижеприведенных случаях:

1. При изготовлении различных теплообменников. Тепло является одним из важных носителей энергии. Его используют для обеспечения комфортных условий проживания в жилых и иных помещениях. При создании отопительных радиаторов и бойлеров важно обеспечить быструю и полную передачу тепла от теплоносителя к конечному потребителю.
2. При изготовлении отводящих элементов. Часто можно встретить ситуацию, когда нужно провести не подачу тепла, а отвод. Примером назовем случай отвода тепла от режущей кромки инструмента или зубьев шестерни. Для того чтобы металл не терял свои основные эксплуатационные качества, обеспечивается быстрый отвод тепловой энергии.
3. При создании изоляционных прослоек. В некоторых случаях материал не должен проводить передачу тепловой энергии. Для подобных условий эксплуатации выбирается металл, который обладает низким коэффициентом проводимости тепла.

Определяется рассматриваемый показатель при проведении испытаний в различных условиях. Как ранее было отмечено, коэффициент проводимости тепла может зависеть от температуры эксплуатации. Поэтому в таблицах указывается несколько его значений.

Эксплуатация и обслуживание

Стальные радиаторы выпускаются в виде готовых панелей. Если неправильно выполнен расчет мощности батареи отопления, то придется добавлять новую.

С алюминиевым радиатором все проще – при желании можно добавить одну или несколько секций, или убрать лишние. Сделать это можно собственноручно.

Срок службы алюминиевых радиаторов существенно зависит от производителя и модельного ряда. Самые дешевые начнут течь через 5 лет, или дадут трещину при небольшом гидроударе (см. фото). А дорогие модели смогут прослужить 20 лет и более.

Лопнувший из-за гидроудара алюминиевый радиатор.

Со стальными радиаторами сложнее. Они по определению на могут быть особо прочными – толстый металл ухудшит их теплопроводность. Поэтому они боятся большого давления, быстро изнашиваются при его перепадах.

Но если в системе стабильное рабочее давление и нет гидроударов и скачков, то стальной панельный радиатор может отслужить и 15 лет. Кроме того, в случае проблем его можно «подлатать». Сделать это гораздо проще, чем чинить алюминиевый.

Что касается особого ухода – ни стальные, ни алюминиевые его не требуют. Разве что нужно протирать их от пыли, что со стальным радиатором сделать проще.

алюминиевый, стальной, биметаллический, чугунный, медный

Невозможно однозначно сказать, какой радиатор лучше выбрать: алюминиевый или биметаллический, а может медные, стальные или чугунные. В этом вопросе нет правильного ответа, так как у каждого типа батарей свои плюсы и минусы, проявляющиеся в различных условиях эксплуатации. Отопительные системы обладают индивидуальными характеристиками по температуре, давлению и составу теплоносителя, теплоотдачи, инертности и т.д. Также немаловажно открытая  или закрытая отопительная система. В результате там, где отлично покажет себя один тип радиатора, другой, даже при всех его кажущихся плюсах, даст сбой.

При выборе радиатора обращайте внимание вначале на технические и эксплуатационные параметры, а уже потом на внешний вид и цену.  Дорогая батарея еще не значит самая лучшая. Отечественные централизованные тепловые сети работают с температурой теплоносителя до 105 оС и давлением в 10 атмосфер. Но на практике условия работы куда экстремальнее и связанны с колебания давления и температуры,  плохим качеством теплоносителя. Во время запуска системы указанные значения значительно выше, радиаторы подвергаются гидроударам. Нерассчитанные на такое импортные батареи могут выйти из строя. По этим причинам изучите паспорт выбранного радиатора, отметив его допустимые температуру и максимальное давление теплоносителя.

Чтобы определит лучший радиатор, учтите так же его теплоотдачу. Другими словами, насколько эффективно он нагревает воздух в помещении. Это зависит от материала. Так медные греют лучше чугунных, а у алюминиевых теплоотдача выше, чем у стальных. Реальная мощность батареи зависит от перепада температуры теплоносителя и воздуха в помещении, так что помимо значения мощности секции указанной в рекламной брошюре следует узнать точное значение из паспорта для условий, в которых радиатор будет эксплуатироваться.

Рассмотрим по отдельности каждый тип радиаторов и проведем их сравнительную характеристику.

Чугунные радиаторы

Чугунные радиаторы одни из самых распространенных. Это объясняется рядом характеристик этого материала, которые помогают ему надежно служить долгие годы в условиях центрального отопления в постсоветском пространстве. К тому же их долгие десятилетия по умолчанию устанавливали в домах с централизованным отоплением.

Основные преимущества чугуна:

• устойчивость к коррозии;
• высокая теплоотдача;
• долговечность;
• сравнительно невысокая цена.

Чугунным батареям не страшны гидроудары и перепады давления, которыми страдают отечественные отопительные системы. Также они хорошо переносят плохое качество теплоносителя: ржавчину, воздушные пробки, жесткую щелочную воду. Для других теплообменников это губительно, но для чугуна они не оказывают серьезных повреждений.

Для централизованного отопления чугунные радиаторы – лучший выбор.

Среди недостатков – внешний вид и высокая инерционность. С неказистостью и громоздкостью можно смириться, вписать в интерьеры в стиле ретро или классика, скрыть специальным декоративным экраном. Высокая инерционность проявляется в том, что чугун медленно разогревается и долго остывает, поэтому они неуместны в системах с точной терморегуляцией. Придется подолгу ждать, пока изменится реальная температура батареи.

Чугунный радиатор в стиле рококо

Алюминиевые радиаторы

Это универсальные радиаторы, позволяющие путем подбора числа секций установить необходимую тепловую мощность. Используются чаще в автономном отоплении частного дома. Главные преимущества:

• эстетичный внешний вид;
• небольшой вес;
• высокая теплоотдача;
• простота подключения в отопительную сеть;
• неинерционны, поэтому используются совместно с терморегуляторами.

Но есть у них и недостатки, которые особенно проявляются в централизованных системах отопления. Алюминиевые радиаторы чувствительны к качеству теплоносителя, если в воде много щелочи, то материал подвергается активной коррозии, между секциями появляется течь, а внутри нагревательных элементов образуются воздушные пробки.

Следует в обязательном порядке уточнять по паспорту максимально допустимое давление. При превышении указанного производителем порога возможет разрыв секций у радиатора со всеми вытекающими последствиями.

Еще один минус – сравнительно высокая цена.

Стальные радиаторы

Основным конкурентом алюминиевых радиаторов в индивидуальных отопительных сетях являются стальные радиаторы. Их стоимость ниже, к тому же сталь устойчива к коррозии, обладает высокой теплоотдачей и низкой инерционностью. Получается, что они своего рода нечто среднее между алюминиевым и чугунным вариантом батарей. Еще к плюсам можно отнести возможность подобрать радиатор любой конструкции – цельной, трубчатой или в виде наборных панелей.

Минусом стальных радиаторов является плохая переносимость воздушных пробок, гидроударов и повышения давления в системе до 25 атмосфер, что нередко наблюдается в городской отопительной сети.

Биметаллические радиаторы

Этот тип батарей представляют собой комбинацию стали и алюминия. Из алюминия изготовляются ребра радиатора, а из стали – трубопровод. Такая конструкция позволяет объединить преимущества обоих материалов, и частично компенсировать их недостатки. За счет стальной части появляется устойчивость к коррозии и скачкам давления, а алюминиевая обеспечивает высокую теплоотдачу.

Если задаться вопросом, какие радиаторы лучше алюминиевые или биметаллические, то вторые предпочтительней. Однако стоят они дорого. К тому же у использования двух металлов появляются и свои минусы. Так имеются части радиатора, где алюминий все же контактирует с теплоносителем, что приводит к коррозии. Также на внутренней стенке биметаллических батарей скапливаются шлаковые отложения, что со временем скажется на качестве теплоотдачи. Относится это к псевдо биметаллическим радиаторам, в которых усиление стали выполняется только по вертикальной части каждой секции.

Следует отметить, что на границе сплава алюминия и стали образуется переходная зона с пониженной теплопроводностью, но на эффективности это не сказывается, так как алюминий в любом случае быстрее отводит от стального сердечника тепло, что и требуется.

Устройство биметаллического радиатора

Медные радиаторы

Начать необходимо с единственного, но существенного, минуса медных радиаторов – высокая цена, так как в остальном этот тип отопительных приборов  — это сплошные преимущества.

• Эффективный нагрев. Теплопроводность меди в 2 раза выше, чем у алюминия, и в 6 раза выше, чем у чугуна и стали.
• Низкая инерционность. Используется в комплекте с терморегулятором.
• За счет конструкции медных радиаторов (цельнотянутая труба диаметром 28 мм и медные ребра) в отопительной системе задействуется небольшое количество теплоносителя. Это экономит средства и обеспечивает быстрый нагрев.
• Устойчивость к коррозии и агрессивным условиям эксплуатации с перепадами давления и температуры.
• Естественная защита от плохого качества теплоносителя. Медь, вступая в химическую реакцию с водой, образует слой оксида меди на внутренней поверхности радиатора, который впоследствии препятствует механическому и химическому повреждению от примесей в теплоносителе.

Что выбрать

Если финансовая сторона для вас не проблема, то выбор очевиден – медные радиаторы. Они подойдут для частного дома и для городской квартиры. Прослужат долго и надежно.

Но стоимость меди высока, поэтому приходится выбирать из других вариантов в зависимости от типа системы обогрева:

• Центральное отопление. Лучшим решением для многоэтажек остаются чугунные батареи. Они выдержит все нагрузки, которые представляет отечественная отопительная сеть. Чугун стоит недорого. Однако терморегулятор для него малоэффективен. Альтернатива – биметаллические радиаторы. Они достаточно устойчивы и позволяют регулировать температуру нагрева, что немаловажно, так как отечественные теплосети нередко греют сильнее, чем требуется, и квартира обогревается до некомфортных +25 и выше градусов. Минус биметалла – высокая цена, но если у вас поставлен датчик отопления на квартиру, и вы пользуетесь терморегулятором, то это позволит сильно сэкономит на коммунальных платежах, что со временем компенсирует затраты на установку биметаллического радиатора.
• Автономное отопление. Здесь несомненный лидер – алюминиевые радиаторы. Низкая инертность и высокая теплоотдача делают алюминий идеальным решением для отопительной системы, но они чувствительны к качеству теплоносителя, поэтому и используются преимущество в частных домах, где есть возможность подготовить воду, прежде чем запустить ее в сеть. Цена вполне демократична. Более дешевыми и устойчивыми к коррозии являются стальные радиаторы, но у них ниже теплоотдача.

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Давайте вернемся к периодической таблице, чтобы объяснить, какие металлы лучше всего проводят электричество. Количество валентных электронов в атоме — это то, что делает материал способным проводить электричество. Внешняя оболочка атома – это валентность. В большинстве случаев проводники имеют один или два (иногда три) валентных электрона.

Металлы с ОДНИМ валентным электроном: медь, золото, платина и серебро. У железа два валентных электрона. Несмотря на то, что алюминий имеет три валентных электрона, он также является отличным проводником. Полупроводник — это материал, который имеет четыре валентных электрона.

Электропроводность

Металлическая связь заставляет металлы проводить электричество. В металлической связи атомы металла окружены постоянно движущимся «морем электронов». Это движущееся море электронов позволяет металлу проводить электричество и свободно перемещаться среди ионов.

Большинство металлов в определенной степени проводят электричество. Некоторые металлы обладают более высокой проводимостью, чем другие. Медь, серебро, алюминий, золото, сталь и латунь являются обычными проводниками электричества. Наиболее проводящими металлами являются серебро, медь и золото.

Какой металл является лучшим проводником электричества?

Этот список электропроводности включает сплавы, а также чистые элементы. Поскольку размер и форма вещества влияют на его проводимость, в списке предполагается, что все образцы имеют одинаковый размер. Вот основные типы металлов и некоторые распространенные сплавы в порядке от лучших к худшим проводникам электричества:

От лучших к худшим (одинакового размера):

1. Серебро
2. Медь
3. Золото
4. Алюминий
5. Цинк
6. Никель
7. Латунь
8. Бронза
9. Железо
10. Платина
11. Сталь
12. Свинец
13. Нержавеющая сталь

Проводимость серебра

«Серебро — лучший проводник электричества, поскольку оно содержит большее количество подвижных атомов (свободных электронов). Чтобы материал был хорошим проводником, электричество, проходящее через него, должно перемещать электроны; чем больше в металле свободных электронов, тем больше его проводимость. Однако серебро дороже других материалов и обычно не используется, если только оно не требуется для специализированного оборудования, такого как спутники или печатные платы», — поясняет Sciencing.com.

Проводимость меди

«Медь обладает меньшей проводимостью, чем серебро, но дешевле и обычно используется в качестве эффективного проводника в бытовых приборах. Большинство проводов покрыты медью, а сердечники электромагнитов обычно обмотаны медной проволокой. Медь также легко паять и наматывать на провода, поэтому ее часто используют, когда требуется большое количество проводящего материала», — сообщает Sciencing.com. подвергается воздействию воздуха, это слишком дорого для обычного использования. Индивидуальные свойства делают его идеальным для конкретных целей.

Проводимость алюминия

Алюминий может проводить электричество, но он проводит меньше электричества, чем медь. Алюминий образует электростойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может привести к перегреву соединения. В высоковольтных линиях электропередач, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий.

Цинк Проводимость

На сайте ScienceViews.com поясняется, что «цинк — это металлический элемент серо-голубого цвета с атомным номером 30. При комнатной температуре цинк хрупок, но становится ковким при 100 C. Податливость означает, что его можно согнуть. и формируется без разрыва. Цинк — умеренно хороший проводник электричества».

Никель Проводимость

Большинство металлов проводят электричество. Никель является элементом с высокой электропроводностью.

Латунь Проводимость

Латунь — это устойчивый к растяжению металл, используемый для небольших машин, поскольку его легко сгибать и формовать из него различные детали. Его преимущества перед сталью заключаются в том, что он немного более проводящий, дешевле в покупке, менее коррозионно-активен, чем сталь, и сохраняет ценность после использования. Латунь — это сплав.

Бронза Проводимость

Бронза представляет собой электропроводный сплав, а не элемент.

Проводимость железа

Железо имеет металлические связи, благодаря которым электроны могут свободно перемещаться вокруг более чем одного атома. Это называется делокализацией. Из-за этого железо является хорошим проводником.

Платина Проводимость

Платина является элементом с высокой электропроводностью и более пластична, чем золото, серебро или медь. Он менее пластичен, чем золото. Металл обладает отличной коррозионной стойкостью, стабилен при высоких температурах и обладает стабильными электрическими свойствами.

Проводимость стали

Сталь — это проводник и сплав железа. Сталь обычно используется для покрытия других проводников, потому что это негибкий и очень коррозионный металл при воздействии воздуха.

Проводимость свинца

«Хотя соединения свинца могут быть хорошими изоляторами, чистый свинец — это металл, проводящий электричество, что делает его плохим изолятором. Удельное сопротивление свинца составляет 22 миллиардных доли метра. Он находит применение в электрических контактах, потому что, будучи относительно мягким металлом, легко деформируется при затягивании и обеспечивает прочное соединение. Например, разъемы для автомобильных аккумуляторов обычно изготавливаются из свинца. Стартер автомобиля кратковременно потребляет более 100 ампер тока, что требует надежного подключения к аккумулятору», — поясняет сайт Sciencing.com.

Проводимость нержавеющей стали

Нержавеющая сталь является относительно хорошим проводником электричества, как и все металлы.

Факторы, влияющие на электропроводность

Некоторые факторы могут влиять на то, насколько хорошо материал проводит электричество. ThoughtCo объясняет эти факторы здесь:

• Температура:  Изменение температуры серебра или любого другого проводника изменяет его проводимость. Как правило, повышение температуры вызывает тепловое возбуждение атомов и снижает проводимость при одновременном увеличении удельного сопротивления. Зависимость линейна, но нарушается при низких температурах.
• Примеси: Добавление примеси в проводник снижает его проводимость. Например, стерлинговое серебро не является таким хорошим проводником, как чистое серебро. Окисленное серебро не является таким хорошим проводником, как незапятнанное серебро. Примеси препятствуют потоку электронов.
• Кристаллическая структура и фазы:  При наличии разных фаз материала проводимость немного замедляется на границе раздела и может отличаться от одной структуры к другой. Способ обработки материала может повлиять на то, насколько хорошо он проводит электричество.
• Электромагнитные поля:  Проводники генерируют свои собственные электромагнитные поля, когда через них проходит электричество, при этом магнитное поле перпендикулярно электрическому полю. Внешние электромагнитные поля могут создавать магнитосопротивление, которое может замедлять течение тока.
• Частота:  Число циклов колебаний переменного электрического тока в секунду равно его частоте в герцах. Выше определенного уровня высокая частота может привести к тому, что ток будет течь вокруг проводника, а не через него (скин-эффект). Поскольку нет колебаний и, следовательно, нет частоты, скин-эффект не возникает при постоянном токе.

Посетите Tampa Steel & Supply для качественной стали и алюминия

Вам нужны поставки стали? Не ищите ничего, кроме профессионалов Tampa Steel & Supply. У нас есть обширный список металлопродукции для любого проекта, который вам нужен. Мы гордимся тем, что обслуживаем наших клиентов почти четыре десятилетия, и готовы помочь вам с вашими потребностями в стали. Есть вопросы? Позвоните нам сегодня, чтобы узнать больше, или зайдите в наш прекрасный выставочный зал в Тампе.

Запросите расценки онлайн по номеру
или позвоните в компанию Tampa Steel & Supply по телефону (813) 241-2801

Какой металл лучше проводит тепло? — Научные проекты

(973) 777 — 3113

[email protected]

1059 Main Avenue

Clifton, NJ 07011

07:30 — 19:00

с понедельника по пятницу

123 456 789

с понедельника по пятницу

123 456 789

с понедельника по пятницу

123 456 789

с понедельника по пятницу. [email protected]

Goldsmith Hall

New York, NY

07:30 — 19:00

С понедельника по пятницу

Введение: (Первоначальное наблюдение)

Хотя все металлы являются хорошими проводниками тепла, они не проводят тепло с одинаковой скоростью. Некоторые металлы просто лучше проводят тепло, чем другие. Из соображений безопасности и энергосбережения мы хотим использовать металлы с плохой теплопроводностью. С другой стороны, для эффективной передачи тепла от труб и радиаторов к воздуху могут понадобиться металлы, которые являются очень хорошими проводниками тепла.

Знание теплопроводности различных металлов может помочь нам в выборе правильного металла для различных целей.

В этом проекте мы сравним разные металлы, чтобы определить, какой из них лучше проводит тепло.

В этом проекте требуется наблюдение и помощь взрослых

Сбор информации:

Узнайте о теплопроводности и о том, как она работает. Читайте книги, журналы или спрашивайте профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать о различных металлах и их физических свойствах, таких как проводимость. Следите за тем, откуда вы получили информацию.

Проводимость

При теплопроводности тепло переносится посредством столкновений между быстро движущимися молекулами на горячем конце тела и более медленными молекулами на холодном конце. Часть кинетической энергии быстрых молекул переходит к медленным молекулам, и результатом последовательных столкновений является поток тепла через тело материи. Твердые тела, жидкости и газы проводят тепло. В газах проводимость самая плохая, потому что их молекулы относительно далеко друг от друга и поэтому взаимодействуют реже, чем в твердых телах и жидкостях. Металлы являются лучшими проводниками тепла, потому что некоторые из их электронов могут двигаться относительно свободно и могут проходить мимо многих атомов между столкновениями.

Некоторые материалы лучше проводят тепло, чем другие. Металлы, например, являются хорошими проводниками и, следовательно, плохими изоляторами. Такие вещества, как дерево и ткань, являются неэффективными проводниками и, следовательно, эффективными изоляторами.

В следующей ситуации показан кондуктометр с восковой насадкой на концах. Воск плавится, и время плавления каждой восковой бусинки указано ниже в таблице.

Обратите внимание, что к числу, связанному с теплопроводностью, не привязаны единицы измерения. Это упрощено, чтобы показать, что это действительно Теплопроводность материалов по сравнению с воздухом.

Чем выше число, тем лучше этот материал проводит тепловую энергию. Следовательно, медь является лучшим проводником тепловой энергии, а сталь — худшим проводником тепловой энергии. Помните, что это относится только к материалам, перечисленным ниже.
На рисунке справа показан кондуктометр MiniScience.

Научное название	Химический символ	время (с) расплавить	Теплопроводность
Медь	Медь	106 секунд	16 000 шт.
алюминий	Ал	132 секунды	8 600 шт.
латунь	Сплав	215 секунд	4 600 шт.
железо	Фе	240 секунд	2 000 шт.
сталь	Сплав	242 секунды	2 000 шт.

Вы также можете провести эксперимент по теплопроводности, используя металлические электроды того же размера.
MiniScience Part# METELECT11

Какой металл является лучшим проводником тепла?

Это образец эксперимента, который мы нашли при сборе информации. Этот метод не рекомендуется для младших школьников.

Одним из способов передачи энергии является проводимость. В этом эксперименте вы сравните свойства проводимости в различных типах металлов. Для этого стержни одинакового размера из разных типов металла нагревают на одном конце, а скорость повышения температуры измеряют и записывают на другом конце.

На следующей диаграмме показано использование температурных датчиков для измерения температуры, однако вы можете использовать другие типы термометров или воск для сравнения теплопроводности.

1. Соберите аппарат, как показано на схеме. Используйте изоляционную ленту, чтобы надежно закрепить датчики температуры, чтобы конец каждого датчика находился в хорошем контакте со стержнем. Держитесь за босса и встаньте над лампочкой.
2. Используйте лампочку для нагрева стержней. Важно, чтобы эта лампочка располагалась по центру, чтобы каждый стержень нагревался одинаково.
3. Подключите датчики температуры к компьютеру или другому записывающему устройству.
4. Запустите устройство или программу, чтобы начать регистрацию.

Вопрос/ Цель:

Что вы хотите узнать? Напишите заявление, описывающее, что вы хотите сделать. Используйте свои наблюдения и вопросы, чтобы написать утверждение. Ниже приведен пример вопроса/цели для этого проекта.

Целью этого проекта является сравнение способности различных металлов проводить тепло.

Я хочу проверить теплопроводность некоторых популярных металлов, таких как медь, алюминий и сталь, чтобы узнать, какой из них лучше проводит тепло.

Вот два примера вопросов для этого проекта:

Какой металл лучше всего проводит тепло?

Какой металл лучше проводит тепло?

Идентификация переменных:

Когда вы думаете, что знаете, какие переменные могут быть задействованы, подумайте о способах изменения по одной за раз. Если вы измените более одного за раз, вы не будете знать, какая переменная вызывает ваше наблюдение. Иногда переменные связаны и работают вместе, чтобы вызвать что-то. Сначала попробуйте выбрать переменные, которые, по вашему мнению, действуют независимо друг от друга.

Независимая переменная (также известная как управляющая переменная) — это тип металла. Возможные значения: медь, алюминий и сталь. (Тип металла является независимой переменной, что означает, что мы выбираем тип металлов для нашего теста)

Зависимая переменная (также известная как реагирующая переменная) — это время, которое требуется металлу для передачи определенного количества тепла на определенное расстояние. (Зависит от типа металла)

Константы – это размеры испытуемых металлов и метод испытаний.

Схема эксперимента:

Спланируйте эксперимент для проверки каждой гипотезы. Составьте пошаговый список того, что вы будете делать, чтобы ответить на каждый вопрос. Этот список называется экспериментальной процедурой. Чтобы эксперимент дал ответы, которым можно доверять, он должен иметь «контроль». Контроль – это дополнительное экспериментальное испытание или прогон. Это отдельный эксперимент, проводимый точно так же, как и другие. Единственное отличие состоит в том, что никакие экспериментальные переменные не меняются. Элемент управления — это нейтральная «точка отсчета» для сравнения, которая позволяет вам увидеть, что делает изменение переменной, сравнивая ее с отсутствием изменения чего-либо. Надежные элементы управления иногда очень трудно разработать. Они могут быть самой сложной частью проекта. Без контроля вы не можете быть уверены, что изменение переменной вызывает ваши наблюдения. Серия экспериментов, включающая контроль, называется «контролируемым экспериментом».

Опыт 1:

В этом опыте вы сравните теплопроводность трех разных металлов. Вы можете сделать это, используя образцы различных металлических стержней или кондуктометр, как показано на рисунке.

Процедура :

Пойдите в хозяйственный магазин и купите 3 отрезка проволоки из меди, нержавеющей стали и алюминия. Все провода должны быть одинакового диаметра (3 мм или 4 мм) и одинаковой длины (примерно от 6 до 8 дюймов). Возьмите пачку простых белых свечей, несколько спичек и часы с секундной стрелкой. Осторожно растопите немного воска от свечи, скатав теплый воск в шарики одинакового размера — около четверти дюйма в диаметре. Возможно, вам придется увеличить диаметр восковых шариков в зависимости от толщины самой толстой проволоки, которую вы смогли найти, потому что в следующей части эксперимента вы собираетесь нанизывать восковые шарики на концы проволоки. Если у вас длинные провода, тщательно отмерьте разные провода на куски одинакового размера (длиной 6 дюймов будет достаточно) и попросите взрослого помочь вам отрезать их для вас.

Затем зажгите свечу и, удерживая щипцами проволоку с восковым шариком на конце, поместите конец проволоки, противоположный восковому шарику, в пламя свечи, держите его там, пока восковой шарик не расплавится от проволоки и времени. на часах, сколько времени требуется, чтобы восковой шарик расплавился. Внимательно отметьте в листе сбора данных для каждого отрезка проволоки: медь ли это, алюминий или нержавеющая сталь, какой она толщины, какой длины был отрезок и сколько времени потребовалось, чтобы воск расплавился.

Если вы используете кондуктометр, держите центр кондуктометра над пламенем.

Обобщите свои результаты и сравните их со своей гипотезой: восковой шарик быстрее всего упал с медной проволоки?

Расширенная необязательная процедура:

Если вы можете получить провода разной толщины из одного и того же металла, вы также можете использовать ту же процедуру для проверки влияния толщины на теплопередачу или проводимость. Попробуйте выяснить, как повлияла разная толщина проволоки на время плавления? Запишите свои результаты и сравнение результатов с гипотезой в заключении, поддерживающем или опровергающем вашу гипотезу.

Эксперимент 2:

В этом эксперименте мы проверим теплопроводность 3 разных ложек. Вы можете выбрать ложки из нержавеющей стали, алюминия и меди. Вы также можете использовать этот метод для сравнения теплопроводности металлических полос, стержней или труб.

Процедура :

1. Вдавите небольшой кусочек теплого свечного воска из Части I в ручку каждой из трех ложек (см. схему). Вставьте четвертинки в воск, чтобы они прикрепились к ложкам.
2. Наполните химический стакан 300 мл воды и поставьте его на плиту.
3. Поместите три ложки в воду так, чтобы четвертинки вышли из стакана.
4. Включите конфорку и дайте воде нагреться. Обратите внимание на четвертинки и обратите внимание на порядок, в котором они падают с ложек.

Более продвинутый эксперимент

Выставка для вашего обзора

Шесть стержней разного размера, но покрытых термочувствительными красками. Один конец каждого стержня вставлен в трубу, по которой может проходить пар. Теплопроводность каждого стержня качественно определяется степенью изменения цвета. (Прутки изготовлены из меди, алюминия, цинка, олова, железа и свинца).

Указания : Подождите, пока вода почти не закипит, прежде чем подсоединять шланг к концу трубы. (Наденьте защиту для рук на случай преждевременного выхода пара.) Обратите внимание на разную скорость изменения цвета по мере продолжения процесса.

Применение : Коэффициенты проводимости часто определяют, какие материалы используются в качестве изоляторов.

Материалы и оборудование:

Список материалов можно найти в разделе «Эксперимент» и зависит от вашего окончательного плана эксперимента. Ниже приведен примерный список материалов.

Материалы, необходимые для этого проекта, можно приобрести в Интернете на сайтах MiniScience. com, klk.com или scienceprojectstore.com.
Если в вашем районе есть научный поставщик, вы также можете купить их на месте.

Результаты эксперимента (наблюдения):

Эксперименты часто проводят последовательно. Можно провести серию экспериментов, каждый раз изменяя одну переменную на разную величину. Серия экспериментов состоит из отдельных экспериментальных «прогонов». Во время каждого прогона вы измеряете, насколько переменная повлияла на изучаемую систему. Для каждого прогона используется разная величина изменения переменной. Это приводит к разной реакции системы. Вы измеряете этот ответ или записываете данные в таблицу для этой цели. Это считается «необработанными данными», поскольку они еще не обработаны и не интерпретированы. Например, когда необработанные данные обрабатываются математически, они становятся результатами.

Результаты вашего эксперимента представлены в виде таблицы или графика.

Эксперимент 1:

Для этого эксперимента результаты должны иметь ответы на эти вопросы.

Постройте график:

Используйте приведенную выше таблицу результатов, чтобы построить гистограмму. Используйте одну вертикальную полосу для каждого металла, который вы тестируете. Высота каждого столбца будет представлять минуты, которые потребовались для расплавления воска. Чем короче стержень, тем лучше проводящий металл. На каждой полосе или под ней напишите название металла, который она представляет.

Эксперимент 2:

Результатом этого эксперимента могут быть ответы на следующие вопросы.

1. В каком порядке из ложек выпали четвертинки? Объясните это на основе теплопроводности.

2. Определите и объясните кухонный предмет, сделанный из пластика, металла и дерева. Различают использование этих предметов на основе теплопроводности.

3. Объясните перенос энергии за счет теплопроводности своими словами.

Вывод:

Используя тенденции ваших экспериментальных данных и ваши экспериментальные наблюдения, попытайтесь ответить на ваши первоначальные вопросы. Верна ли ваша гипотеза? Настало время собрать воедино то, что произошло, и оценить проведенные вами эксперименты.

Проволока из меди, нержавеющей стали и алюминия ……….. лучше всего проводит тепло. …………… занимает второе место по проводимости и …………… имеет самую низкую электропроводность.

После того, как вы напишете заключение, напишите дополнительную информацию, чтобы показать, что вы действительно усвоили предмет. Вот пример:

Некоторые материалы от природы являются хорошими проводниками тепла, а другие – плохими. Металлы обычно очень хорошо проводят тепло, что объясняет использование железа и меди в кухонной утвари. Такие материалы, как пластик, стекло или дерево, плохо проводят ток; поэтому при приготовлении пищи лучше использовать деревянную ложку, чем металлическую.

Связанные вопросы и ответы:

То, что вы узнали, может помочь вам ответить на другие вопросы. Многие вопросы связаны. Во время экспериментов у вас могло возникнуть несколько новых вопросов. Теперь вы можете понять или проверить то, что вы обнаружили при сборе информации для проекта. Вопросы ведут к большему количеству вопросов, которые приводят к дополнительным гипотезам, которые необходимо проверить.

Возможные ошибки:

Если вы не заметили ничего отличного от того, что произошло с вашим элементом управления, переменная, которую вы изменили, может не повлиять на исследуемую систему. Если вы не наблюдали последовательную, воспроизводимую тенденцию в своей серии экспериментальных запусков, возможно, экспериментальные ошибки повлияли на ваши результаты. Первое, что нужно проверить, это то, как вы делаете свои измерения. Является ли метод измерения сомнительным или ненадежным? Возможно, вы неправильно читаете показания весов, или, возможно, измерительный прибор работает хаотично.

Если вы обнаружите, что ошибки эксперимента влияют на ваши результаты, тщательно переосмыслите план своих экспериментов. Просмотрите каждый шаг процедуры, чтобы найти источники потенциальных ошибок. Если возможно, попросите ученого просмотреть процедуру вместе с вами. Иногда автор эксперимента может упустить очевидное.

Ссылки:

Список литературы

http://sol.sci.uop.edu/~jfalward/physics17/chapter7/chapter7.html

http://www.madsci.org/posts/archives/feb98/885153825.Ph.r.html

http://www.jcphysics.com/toolbox_indiv.php?sub_id=22

Законы термодинамики

Теплопроводность металлов: какой металл лучше всего проводит тепло? | Научный проект

Научный проект

Вы когда-нибудь прикасались к чему-то, что стало достаточно горячим, чтобы обжечь вас всего через несколько мгновений после того, как оно стало прохладным на ощупь? Это может произойти, когда вы помешиваете кастрюлю с супом на плите металлической ложкой или жарите зефир на огне металлическим стержнем. Так чем же объясняется, почему лучше размешивать суп деревянной ложкой, а зефир жарить деревянной палочкой? Предметы из металла могут быстро проводить нежелательное тепло прямо к нам в руки!

Так что же такое проводимость, вообще ? Теплопроводность — это передача тепла от одного объекта к другому посредством контакта. При нагревании молекулы в объекте начинают трястись и двигаться. Они также трясут и перемещают своих соседей, и чем сильнее трясутся молекулы, тем больше происходит теплопередача. Хорошим примером может служить поджаривание зефира на вешалке или металлическом стержне. По мере того, как один конец стержня нагревается от огня, остальная часть стержня также постепенно нагревается. В конце концов, весь стержень становится слишком горячим, чтобы до него можно было дотронуться!

Скачать проект

Оценка

Четвертый класс

Какой металл является лучшим проводником тепла: медь, сталь или латунь? Почему? Проведя небольшое онлайн-исследование, сформулируйте свою гипотезу .

• 3 12-дюймовых металлических стержня или толстой проволоки: медь, сталь, латунь или другой металл. Убедитесь, что все провода имеют одинаковый калибр , или толщину. Почему проверка одинакового датчика может быть важным шагом?
• 8 одинаковых стаканчиков из пенопласта
• Предмет для кипячения воды (кастрюля или чайник)
• Плита
• 4 цифровых термометра мгновенного действия
• Кувшин или другой большой контейнер, который поместится в холодильнике
• Вода
• Блокнот и ручка

Процедура:

1. Наполните кувшин или другой большой контейнер водой и кубиками льда. Дайте воде в кувшине остыть в течение как минимум получаса.
2. Согните каждый металлический стержень пополам два раза, чтобы получились металлические перемычки. Как вы думаете, почему мы должны дважды сложить стержень пополам? Будет ли складывание его один раз привести к тем же результатам?  

​

3. Ставьте чашки парами. Между каждой чашкой проходят три перемычки из одного и того же металла. Одна пара чашек не будет иметь перемычек. Это контрольная группа.

​

5. Поместите цифровые термометры мгновенного действия в каждую из чашек с холодной водой.
6. Попросите взрослого вскипятить воды. Дайте ему немного остыть перед использованием.
7. Для каждой пары чашек налейте равные объемы горячей воды в «горячую» чашку. Убедитесь, что вода покрывает концы мостов.
8. Для каждой пары чашек налейте равные объемы холодной воды в «холодную» чашку. Убедитесь, что вода покрывает концы мостов. Как вы думаете, почему объемы воды должны быть равны?
9. Определите начальную температуру холодной воды. Запишите температуру в таблице, указав время (в минутах) и температуру (в градусах по Фаренгейту).
10. Записывайте температуру каждого стакана с холодной водой каждые 5 минут в течение 30 минут. В вашей таблице должен быть указан набор (нет, медь, сталь, латунь), время и поля для заполнения температуры. Вы думаете, что все тепло, отведенное от горячей чашки, уходит в холодную? Почему или почему нет? Подсказка: иногда тепло не всегда идет туда, куда мы хотим!
11. В какой чашке с холодной водой произошло наибольшее изменение температуры от начала до конца? Рассчитайте это, вычтя начальную температуру чашки из ее конечной температуры.
12. Организуйте свои данные с помощью линейных графиков. По оси x отложите время в минутах. По оси Y отложите разницу температур в градусах. Создав подобную диаграмму, мы можем увидеть, какой металл в целом передает больше всего тепла. Это также дает нам некоторую информацию о проводимости каждого металла: чем круче наклон, тем выше проводимость.

Из трех металлов в этом эксперименте больше всего тепла будет передавать медь, за ней следует латунь, а затем сталь.

Медь имеет самое высокое значение теплопроводности, в то время как сталь имеет самое низкое значение теплопроводности. Теплопроводность — это действительно важное свойство материала — нам нужно помнить об этом, когда мы решаем, для чего мы будем использовать этот материал! Вот пример: поскольку медь является отличным проводником, мы используем ее для таких вещей, как нагревательные стержни и провода. Поскольку сталь является плохим проводником и может выдерживать высокие температуры, мы используем ее для изготовления двигателей в самолетах.

Вспомните, как мы дважды сложили наши проволочные мосты пополам. Как вы думаете, почему мы это сделали? Помните: лучше всего проводимость происходит, когда больше молекул соприкасается друг с другом. Складывание стержня пополам дважды позволяет теплу от горячей чашки проходить через большее количество молекул, что позволяет большему количеству тепла проходить от горячей чашки к холодной. Складывание металлических стержней только один раз все равно создаст хороший тепловой мост, но мы увидим меньшее изменение температуры в холодных чашках, что затруднит определение того, какой металл является лучшим проводником!

Что касается объемов воды, которые должны быть равными? Чтобы получить хорошие данные из нашего эксперимента, каждый стакан с горячей водой должен удерживать одинаковое количество тепла, а вода имеет очень специфическую теплоемкость . Теплоемкость – это количество тепловой энергии, необходимое для изменения температуры данного количества вещества. Подумайте об этом так: во всех четырех наших чашках есть одинаковые объемы воды одинаковой температуры, а это значит, что каждая чашка с горячей водой содержит одинаковое количество тепловой энергии.

Итак, когда тепло отводится от горячей чашки, вся ли эта энергия проходит через металлический мостик в холодную чашку? Нисколько. Тепло часто отдается окружающей среде, и в этом случае часть тепла от горячей воды будет отдаваться воздуху. Точно так же воздух в комнате будет отдавать часть своего тепла чашке с холодной водой. Мы попытались свести к минимуму потери тепла, используя чашки из пенопласта, потому что пенополистирол, как известно, является отличным изолятором — материал, который плохо проводит тепло.

Не стесняйтесь повторить этот эксперимент с другими металлами! Такие металлы, как серебро, золото и алюминий, дадут совсем другие результаты. Просто убедитесь, что вы сохраняете все остальные условия эксперимента такими же.

Заявление об отказе от ответственности и меры предосторожности

Education.com предоставляет идеи проекта научной ярмарки для информационных
только цели. Education.com не дает никаких гарантий или заявлений
относительно идей проекта научной ярмарки и не несет ответственности за
любые убытки или ущерб, прямо или косвенно вызванные использованием вами таких
Информация. Получая доступ к идеям проекта научной ярмарки, вы отказываетесь и
отказаться от любых претензий к Education.com, возникающих в связи с этим. Кроме того, ваш
доступ к веб-сайту Education.com и проектным идеям научной ярмарки покрывается
Политика конфиденциальности Education.com и Условия использования сайта, включая ограничения
об ответственности Education.com.

Настоящим предупреждаем, что не все проектные идеи подходят для всех
отдельных лиц или во всех обстоятельствах. Реализация любой идеи научного проекта
следует проводить только в соответствующих условиях и с соответствующими родителями.
или другой надзор. Чтение и соблюдение мер предосторожности всех
материалы, используемые в проекте, является исключительной ответственностью каждого человека. За
дополнительную информацию см. в справочнике по научной безопасности вашего штата.

Почему алюминий лучший проводник тепла? – nbccomedyplayground

Почему алюминий лучше всего проводит тепло?

Материалы, которые хорошо проводят тепло, обычно содержат много свободных электронов. Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть много свободных электронов, с которыми можно играть. Алюминий, например, является гораздо лучшим проводником воды.

Является ли алюминий лучшим проводником электричества, чем железо?

У железа два валентных электрона. Несмотря на то, что алюминий имеет три валентных электрона, он также является отличным проводником.

Является ли алюминий лучшим проводником тепла?

Как видите, из наиболее распространенных металлов у меди и алюминия самая высокая теплопроводность, а у стали и бронзы самая низкая. Поскольку сталь является плохим проводником тепла, она хороша для высокотемпературных сред, таких как авиационные двигатели.

Алюминий или железо нагреваются быстрее?

Кроме того, по сравнению с железом, алюминий также имеет более высокую удельную теплоемкость — для поднятия единицы массы алюминия на один градус Цельсия требуется больше энергии, чем у железа. Однако железо более плотное, чем многие его конкуренты.

Является ли алюминий проводящим металлом?

Алюминий. Алюминий — еще один металл, известный своей высокой проводимостью электричества. Хотя по объему его проводимость составляет всего 60% от меди, по весу один фунт алюминия имеет электрическую токонесущую способность двух фунтов меди. Алюминий часто используется в спутниковых антеннах.

Устойчив ли алюминий к нагреву?

Как и сталь, алюминиевые сплавы становятся менее прочными при повышении рабочей температуры. Но алюминий плавится только при 1260 градусах, поэтому к тому времени, когда достигает 600 градусов, он теряет примерно половину своей прочности. В большинстве норм не указаны допустимые напряжения для алюминиевых сплавов при рабочих температурах выше 350 градусов.

Что является лучшим проводником тепла?

Металлы, лучше всего проводящие тепло

• Серебро. Серебро — один из лучших металлов для проведения тепла, потому что оно действует как мощный отражатель.
• Медь. Медь — еще один хороший проводник тепла, поскольку она быстро поглощает тепло и удерживает его в течение длительного периода времени.
• Алюминий.
• Латунь.

Какой материал является лучшим проводником?

Какой металл является лучшим проводником электричества?

• Серебро. Лучшим проводником электричества является чистое серебро, но неудивительно, что это не один из наиболее часто используемых металлов для проведения электричества.
• Медь. Одним из наиболее часто используемых металлов для проведения электричества является медь.
• Алюминий.

Какой металл лучше всего проводит тепло?

серебро
Медь обладает очень высокой теплопроводностью и намного дешевле и доступнее, чем серебро, которое является лучшим металлом для проведения тепла.

Почему алюминий быстро нагревается?

Это связано с тем, что такие металлы, как алюминий, очень хорошо проводят тепло, поэтому они очень быстро поглощают тепло.

Почему алюминий расширяется больше, чем железо?

Коэффициент для алюминия равен 2,4, что вдвое больше, чем для железа или стали. Это означает, что одинаковое изменение температуры приведет к вдвое большему изменению длины алюминиевого стержня, чем железного стержня.

Почему алюминий является проводником?

Медь и алюминий чаще всего используются в качестве электрических проводников в электрических кабелях из-за их низкого сопротивления и отличной проводимости. По этой причине алюминий находит применение в кабелях большого размера и кабелях для воздушных линий электропередач.

Что лучше проводит тепло алюминий или железо?

Алюминий имеет гораздо более высокую проводимость, чем железо (235 против 80), но железо передает тепло другим объектам намного эффективнее. С одной стороны, тепло проходит через алюминий быстрее, чем через железо, что дает ему более высокий рейтинг проводимости.

Какой металл лучше железо или алюминий?

Удельный вес алюминия составляет всего 2,7 г/см3, что намного меньше, чем у железа. Этот малый вес делает алюминий лучшим металлом для использования в различных машинах. С доисторических времен железо использовалось.

Почему металлы обладают высокой теплопроводностью?

Жидкость отводит тепло от устройства, позволяя ему охладиться до желаемой температуры. Используются металлы с высокой теплопроводностью. Компьютеры используют радиаторы для охлаждения центральных процессоров или графических процессоров.

Какой материал лучше всего проводит тепло?

Как видите, из наиболее распространенных металлов у меди и алюминия самая высокая теплопроводность, а у стали и бронзы самая низкая. Теплопроводность является очень важным свойством при принятии решения о том, какой металл использовать для конкретного применения.

Как разные металлы проводят тепло | Физика Фургон

Категория
Выберите категориюО фургоне физикиЭлектричество и магнитыВсе остальноеСвет и звукДвижение вещейНовая и захватывающая физикаСостояния материи и энергииКосмосПод водой и в воздухе

Подкатегория

Поиск

Задайте вопрос

Последний ответ: 22. 10.2007

В:

Почему одни металлы лучше проводят тепло, чем другие?
— Васкен (9 лет)
Кловис, Калифорния, США

A:

Vasken —

Во-первых, позвольте мне объяснить, почему металлы обычно лучше проводят тепло, чем другие твердые тела. В металлах некоторые электроны (часто по одному на атом) не привязаны к отдельным атомам, а свободно перемещаются между атомами. Конечно, именно поэтому металлы являются такими хорошими проводниками электричества. Теперь, если один конец стержня горячий, а другой холодный, электроны на горячем конце имеют немного больше тепловой энергии (случайное колебание), чем электроны на холодном конце. Так как электроны блуждают, они переносят энергию от горячего конца к холодному, что является другим способом сказать, что они проводят тепло.

Конечно, то, как быстро они проводят тепло, во многом зависит от таких вещей, как количество свободных электронов вокруг, от того, как быстро они двигаются, и особенно от того, как далеко они обычно уходят, прежде чем натолкнуться на что-то и изменить направление. Это те же самые факторы, которые определяют, насколько хорошо металл проводит электричество. Итак, существует очень хорошо работающее правило, согласно которому теплопроводность металла (при некоторой температуре) пропорциональна электропроводности. Это удобно, потому что гораздо проще измерить электропроводность, чем теплопроводность.

Итак, теперь я подойду немного ближе к ответу на ваш вопрос. Самым большим фактором, определяющим различную проводимость обычных металлов, является разница в том, как далеко пролетают электроны, прежде чем они с чем-то столкнутся. Оказывается, по удивительным причинам, связанным с волновой природой электронов, они могут проходить прямо через совершенный кристалл, не отражаясь, точно так же, как свет проходит через прозрачный кристалл. Многие металлы (нержавеющая сталь, латунь и т. д.) представляют собой сплавы нескольких элементов, и электроны отражаются от всех неровностей в расположении различных атомов. Так что это не хорошие проводники. Даже в чистом металле электроны все еще отскакивают, потому что тепловое колебание атомов не дает им когда-либо образовать идеально точную кристаллическую структуру.

Mike W.

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение №1: Металлы, хорошо проводящие тепло

Q:

Какие металлы лучше всего проводят тепло?
— Елена (14 лет)
Великобритания.

А:

чистое серебро, медь и алюминий хороши
Mike W.

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение № 2: теплопроводность сплавов

Q:

Почему элементы лучше проводят тепло чем сплавы?
— Джо (13 лет)
США

A:

Если вы сравните металлический сплав с чистыми металлами, из которых он сделан, вы правы в том, что сплав имеет тенденцию быть хуже. Это потому, что тепло распространяется волнами — в основном электронными волнами, но также и звуковыми волнами. Изменение от одного типа атома к другому в сплаве создает своего рода ухабистую среду, где волны прыгают вокруг, а не проходят длинный путь в одном направлении. Поэтому они не проводят тепло из одного места в другое. Тот же принцип работает очень хорошо для изоляторов, где тепло переносится только звуковыми волнами, а не электронными волнами.

Конечно, некоторые из самых больших различий существуют не между различными металлическими сплавами, а между металлами в целом и изоляторами в целом.

mike w

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение №3: Перемешайте чай и посмотрите к стали железа и цинка?

пожалуйста дайте список аппаратов и честный тест
— Аноним
англия

А:

Аппаратура: Одна серебряная ложка (или медная, если найдете) *
                   Одна ложка из нержавеющей стали
                   Одна чашка горячего чая
                   Одна ложка сахара (по желанию)

Процедура: Заварите чай и налейте в чашку. Перемешайте сначала ложкой из нержавеющей стали, затем серебряной или медной ложкой
                  . Ощущения в пальцах должны убедить вас                            так или иначе.

LeeH

*Примечание. Посеребренная ложка не даст таких хороших результатов, она должна быть серебряной насквозь

(опубликовано 22.10.2007)

Дополнение № 4: вибрирующие твердые тела

Q:

когда частицы в твердом усилении больше (тепла) они больше вибрируют и как следствие чаще сталкиваются, на что это влияет?
— Лидия (13 лет)
Великобритания

A:

Это правда, что колебания сильнее в более горячем твердом теле. Однако четкого различия между «столкновением» и «не столкновением» нет. Причина в том, что все атомы все время воздействуют на своих соседей — это то, что делает твердый кристалл жестким. Когда они вибрируют, эти силы колеблются вверх и вниз.

Конечно, усиление вибраций (повышение температуры) имеет много эффектов. Если температура достаточно повышена, атомы слишком сильно перемещаются, чтобы оставаться в правильном порядке, и кристалл расплавится. До этого при повышении температуры могут происходить всевозможные различные эффекты (размягчение, потеря магнетизма, увеличение электрического сопротивления и т. д.).

Майк В.

(опубликовано 29.04.2009)

Дополнение №5: Электропроводность металлов?

Q:

из тезисов пять, в каком порядке они будут в номинации лучший дирижер?
медь
привести
стали
латунь
алюминий?
список, пожалуйста, не только лучший
— Стив Джонс (14 лет)
Англия

A:

См.:     http://www.coolmagnetman.com/magcondb.htm

(опубликовано 29.06.2010)

Дополнение №6: охлаждение автомобильного двигателя /Вода). Если в моторном масле были взвешены мельчайшие частицы токопроводящего металла, то почему это масло не могло заменить раствор охлаждающей жидкости?

— Джон Колкинс (65 лет)
Кливленд, Огайо, США

A:

Основная роль охлаждающей жидкости заключается в отводе тепла от двигателя. Он переносит тепло к радиатору, где его можно сбросить в быстро движущийся воздух. Увеличение теплопроводности масла не помогло бы, так как масло почти не контактирует с внешним миром.

Даже если бы кто-то изобрел двигатель, в котором много масла вытекало бы в какой-то радиатор, добавление в масло кусочков металла было бы плохой идеей. Отдельные атомы металла или крошечные кластеры из нескольких атомов не могут значительно улучшить теплопроводность, поскольку их электроны проводимости ограничены самим металлом. Они не помогают переносить тепло между частицами. Большие скопления сведут на нет всю цель масла, поцарапав рабочие поверхности двигателя.

Mike W.

(опубликовано 21.12.2012)

Продолжение ответа на этот вопрос

003

Все еще любопытно?

Вопросы и ответы по Expore в связанных категориях

• Температура и жара

Добро пожаловать в магазин BellaCopper.

Добро пожаловать в магазин BellaCopper. Нажмите на названия слева для заказа и получения дополнительной информации. Покупателям мобильных устройств прокрутите страницу вниз для оформления заказа и получения дополнительной информации. Оригинал Цельный медный теплорассеиватель и пластина антиобледенителя Изобретены основателями BellaCopper в 2001 году! — Никаких заменителей! Толщина 1/8 дюйма! 100% сделано в США. Все наши тепловые диффузоры из твердой меди имеют толщину 1/8 дюйма и чистоту 99,9% (0,999). Наши 10-дюймовые весят 4 фунта! Наши действительно отлично работают!! Почему? Потому что медь лучше проводит тепло! Не чуть-чуть лучше, а намного лучше! Примечание: Нажмите на название слева, чтобы узнать цены, оформить заказ и многое другое. И не просто верьте нам! — нажмите на заголовки слева, чтобы увидеть новые отзывы! Покупателям мобильных устройств прокрутите страницу вниз для оформления заказа и получения дополнительной информации. Сентябрьская акция! С каждым заказом любых два из 8-, 9- или 10-дюймовых медных тепловых диффузоров / антиобледенителей мы включим бесплатный 6-дюймовый медный тепловой диффузор (стоимостью 45 долларов США). Просто закажите любой два больших планшета — в любую комбинацию — и мы автоматически включим 6-дюймовый при отправке. Не беспокойтесь, если в подтверждении вашего заказа не указано, что 6-дюймовый экран включен, мы недостаточно умны, чтобы сделать это с помощью программного обеспечения, но мы автоматически включим его при упаковке и отправке вашего заказа. Зачем нам делать такую ​​милую вещь? Потому что мы хорошие парни? Ну да, а еще мы не умеем инвентаризировать, и сделали слишком много, вот почему. Есть вопросы? Пишите нам по адресу [email protected] или звоните по телефону 805 218 3241 Превосходный рассеиватель тепла, плита для кипячения, уравнитель тепла, множитель плиты, плита для духовки и по-настоящему прекрасная пластина для размораживания — все в одном. Необходимый кухонный инструмент. Плита Рассеиватель тепла необходим для каждой скважины Оборудованная кухня. Продукты готовятся более равномерно с меньшим количеством пригорания и ошпаривания с помощью теплового диффузора. С тепловыделяющим диффузором BellaCopper медленное приготовление и варка на медленном огне становятся легким делом — без горячих точек на сковороде. № Для безупречного приготовления густых супов, тушеных блюд, риса, бобов, изысканных соусов, приготовления с молоком, сыром или сливками, шоколада, помадки, конфет, тушения на плите и ризотто — список можно продолжать и продолжать. Конечно, вы все еще можете сжигать вещи, но вам просто нужно больше стараться. Идеально готовьте рис каждый раз. Используйте для здорового приготовления пищи при низкой температуре Помогает предотвратить образование опасных канцерогенов, устраняя пригорание и пригорание. Кроме того, он прекрасно работает в качестве антиобледенителя, намного лучше, чем алюминиевые, и намного лучше, чем деревянные или пластиковые разделочные доски. Просто положите замороженные продукты на пластину размораживателя BellaCopper комнатной температуры, и они разморозятся как по волшебству! Две замороженные куриные грудки будут готовы через 30-40 минут. Великолепно в духовке! Используйте их в духовке, чтобы поддерживать более постоянную температуру!— Они могут помочь как в больших, так и в маленьких печах — Tiny RV и больших коммерческих печах. Один из наших партнеров BellaCopper всегда держит в своей духовке два десятидюймовых и клянется ими. Просто поставьте медь на решетку духовки, разогрейте духовку, поставьте противень на медь, и готово! Один из наших клиентов использует их для пиццы и говорит, что они намного лучше камня для пиццы. И на пирожки! — Пироги? Да! Другая клиентка говорит, что она заядлая кондитерша — и наконец! — и верхняя, и нижняя корочка сделаны одинаково — все благодаря пластинам BellaCopper. Она говорит, что это может быть лучшее применение пластинам BellaCopper! — См. раздел «Использование духовки» в заголовках слева! Все благодаря свойствам теплопроводности меди. Медь лучше! Наука говорит нам, что медь на 70% (в 1,7 раза) лучше передает тепло, чем чистый алюминий, в 5 раз лучше, чем железо, и в 23 раза лучше, чем нержавеющая сталь! Наши медные теплорассеивающие пластины / антиобледенители изготовлены из меди C110 с высокой проводимостью, чистота 99,9%. Все они толщиной 1/8 дюйма. Лучше готовить с помощью современной науки о материалах! Тепловой диффузор BellaCopper может придать всей вашей стальной, железной и алюминиевой плоскодонной посуде виртуальные характеристики медной посуды за небольшую часть цены медной посуды. С ней ваши хорошие сковороды готовятся лучше! Они бывают 6, 8, 9и 10-дюймовые (все толщиной 1/8 дюйма — (3,17 мм)) — для всех ваших кулинарных потребностей. Специальные характеристики теплового диффузора BellaCopper — Все тепловые диффузоры и антиобледенители BellaCopper имеют квадратную форму и закругленные края и углы (без острых краев). Все тепловые диффузоры и дефростеры BellaCopper также упакованы в термоусадочную пленку, чтобы сохранить яркую и блестящую поверхность вплоть до первого использования, когда они сразу же изменят цвет. Наша уникальная квадратная форма позволяет использовать несколько тепловых диффузоров BellaCopper рядом с соседними горелками или в духовке для увеличения площади приготовления. Сделайте из своей печи французскую квартиру! Отлично подходит как для больших, так и для маленьких кастрюль. № Идеально подходят для керамической и глиняной посуды, такой как казуэлы и тажины. Отлично подходит для всех газовых и электрических плит, керамических и стеклянных плит. (Для плит со стеклянной крышкой см. советы и предостережения в колонке слева) Для слабой и средней температуры – варить на медленном огне. Отлично подходит для жилых домов, яхт и кемпинга. Он распределяет тепло от одной маленькой горелки по всей сковороде. А возможность использовать несколько кастрюль и сковородок на одной конфорке действительно расширяет возможности приготовления пищи (это множитель плиты!). Также работает для контроля горячих точек в печах для жилых автофургонов! Они меняют цвет при первом использовании. Почистите их с помощью Barkeepers Friend или лимона и каменной соли, если хотите — или нет, мы редко чистим свои. Для жесткой запеченной пищи и накипи используйте что-то вроде очищающего средства Comet — это всегда работает — оно немного поцарапает поверхность до матового состояния, но уберет накипь. Примечание: не стирайте в холодной воде, когда медь горячая — это может привести к деформации — просто дайте меди сначала остыть на плите. 100% Все американское производство: от добычи, выплавки и переработки медной руды в Юте, Аризоне и Монтане до завершения производства в Вентуре, Калифорния. «Это не гаджет, это повседневный кухонный инструмент. Вы будете использовать его каждый день — Да», — Пит, BellaCopper Пишите нам по адресу [email protected] или звоните по телефону: 805-218-3241 Тепловые диффузоры и антиобледенительные пластины из тонкодисперсной меди с 2002 года. Published by admin View all posts by admin