Имеет ли теплопроводность алюминий: Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al

Почему алюминиевая фольга не становится горячей после того, как вытащила ее из духовки?

Общие знания

28.03.2021

3 327 2 минут чтения

Металлический алюминий не может удерживать много тепла. Кроме того, фольга тонкая и имеет относительно большую площадь поверхности. Сочетание всех этих факторов предотвращает чрезмерное нагревание фольги на ощупь, даже если она нагревается в течение длительного времени.

Положите замороженную пиццу на лист алюминиевой фольги и поместите ее в духовку. Затем разогрейте ее в течение нескольких минут и извлеките, сырную и вкусную пиццу.

Пицца будет горячей (и готовой к подаче), но алюминиевая фольга, которая была под пирогом, и внутри печи столько же времени, сколько и пицца, не будет горячей на ощупь!

Почему так случилось? Почему алюминиевая фольга не становится горячей после того, как вы достали ее из духовки (или после любого другого нагрева), в то время как почти все остальное, что вы кладете в духовку, становится горячим на ощупь.

Важно: слово «духовка», которое используется в статье несколько раз, относится к большим конвекционным печам. Не рекомендуется класть в микроволновую печь алюминий или любой другой металл, так как материал может загореться.

Теплопроводность алюминия

Теплопроводность — это свойство вещества, определяющее, насколько быстро оно способно передавать тепло. Если данный объект быстро передает тепло, считается, что он обладает высокой теплопроводностью. Точно так же объекты с низкой теплопроводностью дольше переносят тепло.

Компьютерный радиатор из алюминия.

Поэтому вполне естественно, что в качестве теплоизоляторов используются вещества с низкой теплопроводностью, то есть предметы, не пропускающие тепло (посуда с тефлоновым покрытием). Например, для изготовления радиаторов используются объекты с относительно более высокой теплопроводностью.

Алюминий, как вы уже догадались, обладает относительно высокой теплопроводностью, что делает его идеальным для использования в качестве фольги для упаковки пищевых продуктов.

Но это еще не все… есть еще одна важная вещь, которая делает алюминиевую фольгу такой уникальной.

Низкая тепловая масса алюминиевой фольги

Алюминиевая фольга не только обладает высокой теплопроводностью, но также очень тонкая (малая масса) и, очевидно, имеет большую площадь поверхности. Благодаря этому тепло, которое поглощает фольга, быстро теряется в окружающий воздух.

Обратите внимание, какой он тонкий и плоский.

Плоскостность и большая площадь поверхности алюминиевой фольги обуславливают очень низкую тепловую массу.

А что такое тепловая масса?

Тепловая масса объекта — это его способность сохранять или поглощать тепло. Вещи, которые считаются «трудными» для нагрева, обычно имеют высокую тепловую массу. Кирпич или бетон, например, нагреваются только после того, как на них подано много тепловой энергии. Напротив, легкие предметы, такие как дерево, имеют низкую тепловую массу, потому что они плохо поглощают или накапливают тепло.

Алюминиевая фольга имеет низкую тепловую массу из-за такой малой массы и такой большой площади поверхности. Вот почему алюминиевая фольга не способна «удерживать» много тепла.

Эти факторы в совокупности делают алюминий идеальным выбором для упаковки вещей, потому что он не удерживает много тепла. И какое бы небольшое количество тепла он ни удерживал, оно быстро передается из него благодаря высокой теплопроводности металла.

Алюминиевая фольга не кажется слишком горячей на ощупь даже после длительного нагрева.

Еще один важный фактор, который часто связывают с эффективностью алюминиевой фольги, — это удельная теплоемкость.

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость измеряет количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры 1 кг объекта на 1 кельвин (В Международной системе единиц (СИ)).

Распространено заблуждение, что алюминий имеет низкую удельную теплоемкость. На самом деле алюминий имеет относительно высокую удельную теплоемкость по сравнению с некоторыми другими металлами, такими как медь и железо. Собственно, поэтому определенная посуда сделана из алюминия.

Тем не менее алюминиевая фольга слишком тонкая и имеет очень высокую площадь поверхности, чтобы эффективно передавать достаточно тепла руке человека.

Подумайте об этом так… очень маленький контейнер может вмещать только небольшое количество воды. Если вы опорожните заполненный водой контейнер над головой, вы не промокнете, потому что вода в контейнере слишком мала по объему.

Короче говоря, алюминиевая фольга не кажется горячей на ощупь, потому что после извлечения из духовки она быстро теряет тепло в окружающий воздух; того небольшого тепла, которое она еще имеет, достаточно, чтобы нагреть только небольшую часть вашего пальца (но не всю руку).

Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram

«Холодный» и «теплый» алюминиевый профиль

Основными типами алюминиевых систем является «теплая» и «холодная». Оба варианта активно используются в современном строительстве.

Для того, чтобы детально разобраться в отличиях между указанными типами, вспомним о базовых характеристиках алюминиевого сплава. Он имеет такие преимущества как легкость, стойкость к коррозии, лучшая по сравнению с ПВХ, твердость и прочность на изгиб, несклонность к термическому расширению.

Но есть и один существенный недостаток: теплопроводность алюминия составляет 221 Вт/(м‧°С). Для сравнения: у сосны этот показатель равен 0,09–0,18, а у ПВХ — 0,15–0,2.

По этой причине «холодный алюминий» явно не подойдет для жилых помещений, но пригодится благодаря большому количеству преимуществ, которые мы указали выше, на многих других объектах.

Чаще всего «холодный алюминий» используют в следующих областях:

— остекления неутепленных лоджий, веранд, летних беседок;

— внутри зданий: в офисах, развлекательных и торговых комплексах. Алюминиевое остекление позволяет зонировать пространство, применяют его и при необходимости возведения перегородок;

— в зимних задах;

— обустройстве складов и прочих промышленных помещений.

Как видим, сфера применения «холодного алюминия» очень обширна. Тем более, что у него имеется целый ряд преимуществ. Структура холодных рам однородна, неразрывна. Целостность конструкции делает ее максимально герметичной: она защищает помещение от атмосферных осадков, пыли и влаги. Благодаря легкому весу появляется возможность установить окна даже в сооружения без несущих стен и основательного фундамента. Отметим также простоту сборки и высокую скорость монтажа.

Подводя итог, можно сказать, что «холодные» алюминиевые витражи по качеству, прочности и возможности обработки подходят для учреждений различного типа – торговых, социальных, оздоровительных, производственных и т.д.

Но что делать, если в помещении нужно обязательно сохранить тепло?

На помощь приходит «теплый алюминий». Конструктивные особенности этого типа профиля предусматривают наличие специальных термоизоляционных вставок из полиамида.

При производстве теплого профиля алюминиевые и полиамидные части соединяются по системе «паз-гребень», а затем «закатываются» на специальном оборудовании. У «теплого профиля» между двумя алюминиевыми деталями есть специальная пластмассовая вставка, которая тепло не проводит. Специалисты называют её терморазрывом, или термомостом. Вставка прерывает тепловой поток, идущий из помещения на улицу.

Для изготовления терморазрыва используют специальный стеклонасыщенный полиамид, показатель теплопроводности которого в 150 раз ниже, чем у металла. Толщина полиамидной вставки колеблется от 1,8 до 3,5 см, что позволяет алюминиевым конструкциям сохранять тепло так же хорошо, как это делают изделия из дерева и ПВХ.

Для климатических условий России достаточной теплоизолирующей способностью обладают оконные конструкции из алюминия, имеющие полиамидную термовставку шириной 20 мм и оснащенные двухкамерными стеклопакетами.

При этом не будем забывать о том, что основную площадь окна занимает стекло. Значит, тепло- и звукоизоляционные свойства конструкции в большей степени зависят от типа и толщины стеклопакета.

И вот тут у алюминия появляется ключевое преимущество перед ПВХ: металл крепче пластика и в отличие от него гарантированно выдерживает массивные пакеты с толстым стеклом и усиленной фурнитурой, не испытывая деформаций.

«Теплый» алюминий все чаще используется при обустройстве частных и общественных зданий, офисных помещений, балконов, оранжерей и других объектов, для которых температурный режим является ключевым фактором.

Как мы можем убедиться, у алюминия в наши дни практически нет никаких ограничений по сфере применения.

Понимание теплопроводности металлов и стали

Есть несколько свойств данного металла, которые определяют его ценность и полезность в различных ситуациях, и одним из таких свойств является теплопроводность. Этот термин относится к тому, насколько хорошо данный металл способен проводить тепло: у некоторых металлов теплопроводность остается неизменной при повышении температуры, а у других она увеличивается.

В Wasatch Steel мы будем рады подробно описать свойства теплопроводности любого из наших стальных изделий, от стальных труб до стальных стержней и многих других. Сталь, как правило, считается довольно низкой по шкале теплопроводности — давайте посмотрим на эту шкалу и где ранжируются различные распространенные металлы, а также что это означает для определенных приложений и какие металлы лучше всего подходят для них.

Металлы и теплопроводность

Существует несколько показателей, которые можно использовать для отслеживания теплопроводности. Один использует британскую тепловую единицу, или BTU, в сочетании со временем, которое требуется для возвращения температуры к нормальному диапазону после нагревания рассматриваемого металла — чем выше число, тем выше теплопроводность. Используя эту метрику, вот базовый рейтинг распространенных металлов и их теплопроводности:

1. Медь: 223
2. Алюминий: 118
3. Латунь: 64
4. Сталь: 17
5. Бронза: 15

Как следует из этой диаграммы, медь и алюминий являются двумя самыми высокими металлами с точки зрения теплопроводности. Сталь и бронза, с другой стороны, проводят очень мало тепла. Это одна из причин, по которой так часто можно увидеть медные или алюминиевые изделия, используемые в электрических областях или там, где требуется передача тепла из одной области в другую без больших потерь тепла; с другой стороны, именно поэтому сталь и бронза часто используются для альтернативных применений, где теплопередача нежелательна.

Теплообменники и радиаторы

Два примера продуктов, которые не будут обычно изготавливаться из стали из-за вышеуказанных фактов, — это теплообменники и радиаторы. Оба эти элемента, используемые в ряде промышленных применений, требуют высокой теплопроводности для передачи тепла для различных водяных или газовых систем, часто для отопления или даже охлаждения. Эти виды продуктов почти всегда будут сделаны из меди или алюминия, как и предметы домашнего обихода, такие как посуда, дно которой будет содержать медь, поэтому они быстро нагреваются.

Применение с низкой теплопроводностью

С другой стороны, такие металлы, как сталь с низкой теплопроводностью, также могут быть чрезвычайно ценными. В то время как многие предметы домашней посуды действительно будут иметь медные основания для быстрого нагрева, многие также будут иметь основания из нержавеющей стали, которые позволяют охлаждать и легко чистить, когда работа сделана. Кроме того, устойчивость стали к нагреву делает ее идеальным материалом для многих высокотемпературных сред, таких как авиационные или автомобильные двигатели или некоторые другие распространенные промышленные области.

Чтобы узнать больше о теплопроводности металлов и ее важности, а также узнать о наших услугах или продуктах для стали, обратитесь к профессионалам Wasatch Steel сегодня.

Теплопроводность нержавеющей стали и алюминия

Чем отличаются нержавеющая сталь и алюминий с точки зрения теплопроводности?

1. Алюминий имеет лучшую теплопроводность
2. Полезны как высокая, так и низкая теплопроводность
3. Отрасли, в которых выгодна высокая или низкая теплопроводность

Нержавеющая сталь и алюминий уже давно считаются одними из самых полезных промышленных материалов, используемых сегодня. Их использование приносит пользу многим различным отраслям на разных уровнях благодаря их многочисленным замечательным характеристикам. Помимо прочности, долговечности и универсальности, алюминий и нержавеющая сталь обладают другими свойствами, которые делают их действительно полезными.

Одним из таких свойств является теплопроводность. Это процесс, посредством которого тепловая энергия передается через вещество и обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр. Более низкая теплопроводность означает более низкую скорость теплопередачи, а более высокая теплопроводность означает эффективность отвода тепла.

Если вы хотите узнать больше о теплопроводности нержавеющей стали и алюминия, продолжайте читать, потому что это может оказаться полезным для вас и ваших будущих промышленных предприятий.

Алюминий имеет лучшую теплопроводность

Сразу же следует отметить, что между двумя промышленными материалами алюминий имеет «лучшую» теплопроводность. Здесь важно отметить, что наличие высокой или низкой теплопроводности по своей сути не является ни хорошим, ни плохим. Алюминий просто имеет относительно более высокую теплопроводность. С другой стороны, нержавеющая сталь имеет одну из самых низких теплопроводностей среди металлических сплавов.

Другим показателем, используемым для отслеживания теплопроводности, является британская тепловая единица (BTU), в которой используется число, представляющее способность материала проводить тепло. Алюминий имеет BTU 118, а сталь — 17. По сравнению с другим материалом, таким как медь, BTU которого составляет 223, алюминий все же может быть лучшим вариантом, потому что он легче, дешевле и с ним легче работать и манипулировать благодаря его низкому содержанию. температура плавления. Алюминий также является самым распространенным металлом в земной коре, что делает его более доступным, чем другие варианты.

Полезны как высокая, так и низкая теплопроводность

Как высокая, так и низкая теплопроводность полезны для многих различных применений. Вам просто нужно знать, какой конкретный металл может выполнить эту работу за вас. Алюминий хорошо проводит тепло, что делает его пригодным для теплообменников, радиаторов и даже для приготовления таких материалов, как кастрюли и сковородки.

Поскольку нержавеющая сталь плохо проводит тепло, она лучше подходит для производства изделий, подвергающихся воздействию высоких температур и агрессивных сред, таких как детали автомобилей и самолетов, такие как двигатели и системы кондиционирования воздуха. Использование нержавеющей стали может привести к повышению энергоэффективности, что в конечном итоге приведет к экономии в долгосрочной перспективе.

Отрасли, в которых выгодна высокая или низкая теплопроводность

Существует множество специфических отраслей, где значение теплопроводности материала не зависит от того, высокая она или низкая. Например, строительная отрасль известна использованием нержавеющей стали для бесчисленных конструкций и их частей. Он хорошо подходит для фасадов зданий, фундаментов, навесных стен и других архитектурно-открытых конструкций. Пищевая промышленность также использует нержавеющую сталь для обеспечения стабильности производственных процессов, в которых задействовано тепло. Это можно увидеть в печах и конвейерных лентах.

Что касается алюминия, то автомобильная и аэрокосмическая промышленность являются его крупнейшими бенефициарами, поскольку многие детали автомобилей и самолетов изготавливаются из алюминия. Фактически, большинство воздушных и космических кораблей изготавливаются в основном из алюминия, а Boeing 737, самый продаваемый реактивный коммерческий авиалайнер, на 80% состоит из алюминия.