Tepelná vodivost kovů a jejich aplikace

Kovy jsou látky, které mají krystalickou strukturu. Při zahřátí se mohou roztavit, tj. Do tekutého stavu. Některé z nich mají nízkou teplotu tání: mohou se roztavit tím, že je umístí do pravidelné lžičky a drží nad svíčkami svíčky. Je to olovo a plechovka. Jiné mohou být roztaveny pouze ve speciálních troubách. Vysoká teplota tání mít měď a železo. K jejich snížení se přidávají přísady do kovu. Výsledné slitiny (ocel, bronz, litina, mosaz) mají teplotu tání nižší než základní kov.

Na co závisí teplota tání kovů? Všechny mají určité vlastnosti - tepelnou kapacitu a tepelnou vodivost kovů. Tepelná kapacita se vztahuje na schopnost absorbovat teplo po zahřátí. Jeho číselný index je specifické teplo. To znamená množství energie, které může absorbovat jednotku hmotnosti kovu, zahřáté o 1 ° C. Z tohoto indikátoru závisí spotřeba paliva pro ohřev kovového předlisku na požadovanou teplotu. Tepelná kapacita většiny kovů je v rozsahu 300-400 J / (kg * K), kovové slitiny - 100-2000 J / (kg * K).

Tepelná vodivost kovů - je přenos tepla z teplejší na chladnější částice Fourierův zákon v jejich makroskopické nehybnosti. Závisí to na struktuře materiálu, jeho chemickém složení a typu interatomické vazby. V kovu se teplo přenáší elektrony, v jiných pevných materiálech fonony. Tepelná vodivost kovů je vyšší, tím je dokonalejší krystalová struktura, kterou mají. Čím více kovů mají nečistoty, tím více je zkreslená krystalová mřížka a tím nižší tepelná vodivost. Doping zavádí takové zkreslení do struktury kovů a snižuje tepelnou vodivost vzhledem k základnímu kovu.

Všechny kovy mají dobrou tepelnou vodivost, ale některé mají vyšší než ostatní. Příkladem takových kovů je zlato, měď, stříbro. Nižší tepelná vodivost se nalézá v plechu, hliníku a železa. Zvýšená tepelná vodivost kovů je cností nebo nevýhoda v závislosti na rozsahu jejich použití. Například je nutné, aby kovové nádobí pro rychlé zahřívání potravin. Současně je použití kovů s vysokou tepelnou vodivostí pro výrobu misek obtížně použitelné - knoflíky se ohřívají příliš rychle a nelze je dotýkat. Proto se zde používají tepelně izolační materiály.

Další charakteristikou kovu, která ovlivňuje jeho vlastnosti, je tepelná roztažnost. Zdá se, jako zvýšení objemu kovu, kdy se ohřívá a klesá - v průběhu chlazení. Tento jev musí být zohledněn při výrobě kovových výrobků. Například pánev víčka, aby faktury, z konvice také mezeru mezi krytem a pouzdrem tak, že při zahřátí kryt nejsou zablokovány.

Pro každý kov, koeficient tepelná roztažnost. Je určen zahříváním na 1 ° C, zkušební vzorek o délce 1 m. Největší koeficient jsou olovo, zinek, cín. Je menší s mědí a stříbrem. Ještě nižší - železo a zlato.

Chemickými vlastnostmi jsou kovy rozděleny do několika skupin. Existují aktivní kovy (například draslík nebo sodík) schopné okamžitě reagovat se vzduchem nebo vodou. Šest nejaktivnějších kovů tvořících první skupinu periodické tabulky se nazývá alkalické. Mají malou teplotu tání a jsou tak měkké, že je lze řezat nožem. Spojením s vodou vytvářejí alkalická řešení, tudíž jejich jméno.

Druhá skupina se skládá z kovů alkalických zemin - vápníku, hořčíku atd. Jsou součástí mnoha minerálů, pevnější a žáruvzdornější. Příklady kovů příští, třetí a čtvrté skupiny mohou být olovo a hliník. Jedná se o poměrně měkké kovy a často se používají ve slitinách. Přechodové kovy (železo, chrom, nikl, měď, zlato, stříbro) jsou méně aktivní, více kování a jsou často používány v průmyslu ve formě slitin.

Poloha každého kovu v sérii aktivit charakterizuje jeho schopnost reagovat. Čím aktivnější je kov, tím jednodušší je kyslík. Je velmi obtížné izolovat od sloučenin, zatímco neaktivní druhy kovů lze nalézt v jeho čisté podobě. Nejaktivnější z nich - draslík a sodík - jsou uloženy v kerosenu, mimo něj jsou okamžitě oxidovány. Z kovů používaných v průmyslu je měď nejméně aktivní. To dělá nádrže a potrubí pro horkou vodu, stejně jako elektrické dráty.