Toplotna prevodnost kovin in njegova uporaba

Kovine so snovi, ki imajo kristalno strukturo. Ko se segrejejo, se lahko talijo, to je, pojdite v fluidno stanje. Nekateri od njih imajo nizko tališče: jih je mogoče stopiti, tako da jih položijo v običajno žlico in držijo sveče nad plamenom. To je svinec in kositer. Druge se lahko topijo samo v posebnih pečicah. Visoka tališče imajo baker in železo. Da bi ga zmanjšali, dodamo k kovinam aditive. Nastale zlitine (jeklo, bronasta, litoželezna, medenina) imajo tališče nižje od matične kovine.

Na kaj je odvisno tališče kovin? Vsi imajo določene lastnosti - toplotna kapaciteta in toplotna prevodnost kovin. Toplotna kapaciteta se nanaša na zmožnost absorpcije toplote pri segrevanju. Številčni indeks je specifična toplota. To pomeni količino energije, ki lahko absorbira enoto mase kovine, segreva za 1 ° C. Od tega indikatorja je odvisna poraba goriva za segrevanje kovinske predoblike na želeno temperaturo. Toplotna kapaciteta večine kovin je v območju 300-400 J / (kg * K), kovinske zlitine - 100-2000 J / (kg * K).

Toplotna prevodnost kovin je prenos toplote iz bolj vročih delcev na hladnejše po Fourierovem zakonu z njihovo makroskopsko nepremostljivostjo. Odvisno je od strukture materiala, njegove kemične sestave in vrste medatomske vezi. V kovinah toplota prenaša elektrone v druge trdne snovi s pomočjo fononov. Toplotna prevodnost kovin je višja, bolj popolna je kristalna struktura, ki jo imajo. Več kovin ima nečistoče, bolj izkrivljeno kristalno mrežo in nižjo toplotno prevodnost. Doping uvaja taka izkrivljanja v strukturo kovin in zmanjša toplotno prevodnost glede na osnovno kovino.

Vse kovine imajo dobro toplotno prevodnost, nekateri pa so višje od ostalih. Primer takšnih kovin je zlato, baker, srebro. Nižja toplotna prevodnost najdemo v kositru, aluminiju in železu. Povečana toplotna prevodnost kovin je vrlina ali pomanjkljivost, odvisno od obsega njihove uporabe. Na primer, za hitrejše segrevanje hrane potrebujemo kovinske jedi. Hkrati je uporaba kovin z visoko toplotno prevodnostjo, da se ročaji posod težko uporabljajo - gumbi segrevajo prehitro in jih ni mogoče dotakniti. Zato se tukaj uporabljajo toplotnoizolacijski materiali.

Druga značilnost kovine, ki vpliva na njegove lastnosti, je toplotna ekspanzija. Izgleda kot povečanje volumna kovine, ko se segreje in se zmanjša s hlajenjem. Ta pojav je treba upoštevati pri proizvodnji kovinskih izdelkov. Na primer, pokrovi loncev so narejeni nad glavo, grelniki vode pa imajo tudi odprtino med pokrovom in ohišjem, tako da se pokrov ne zaganja pri segrevanju.

Za vsako kovino, koeficient toplotna širitev. Določi se s segrevanjem na 1 ° C prototipa, ki ima dolžino 1 m. Največji koeficient ima svinec, cink in kositer. Manj je z bakrom in srebrom. Še nižje - železo in zlato.

S kemičnimi lastnostmi so kovine razdeljene v več skupin. Obstajajo aktivne kovine (npr. Kalij ali natrij), ki lahko takoj reagirajo z zrakom ali vodo. Šest najbolj aktivnih kovin, ki sestavljajo prvo skupino periodične tabele, se imenujejo alkalne. Imajo majhno tališče in so tako mehke, da jih je mogoče rezati z nožem. Povezovanje z vodo, tvorijo alkalne rešitve, torej njihovo ime.

Druga skupina sestavljajo zemeljskoalkalijske kovine - kalcij, magnezij itd. So del mnogih mineralov, bolj trdni in odporni. Primeri kovin naslednje, tretje in četrte skupine so svinec in aluminij. To so precej mehke kovine in se pogosto uporabljajo v zlitinah. Prehodne kovine (železo, krom, nikelj, baker, zlato, srebro) so manj aktivne, več kovanja in se pogosto uporabljajo v industriji v obliki zlitin.

Položaj vsake kovine v vrsti dejavnosti je značilen za njegovo sposobnost reagiranja. Bolj aktivna je kovina, lažje potrebuje kisik. Iz spojin je zelo težko izolirati, medtem ko je neaktivna vrste kovin lahko najdemo v čisti obliki. Najbolj aktivni med njimi - kalij in natrij - so shranjeni v kerozin, zunaj nje se takoj oksidirajo. Med kovinami, ki se uporabljajo v industriji, je najmanj aktiven baker. Omogoča rezervoarje in cevi za vročo vodo, pa tudi električne žice.