Metalle sind Stoffe, die eine kristalline Struktur haben. Beim Erhitzen können sie schmelzen, dh in einen flüssigen Zustand übergehen. Einige von ihnen haben einen niedrigen Schmelzpunkt: Sie können geschmolzen werden, indem man sie in einen gewöhnlichen Löffel gibt und sie über eine Kerzenflamme hält. Dies sind Blei und Zinn. Andere können nur in speziellen Öfen geschmolzen werden. Kupfer und Eisen sind hoch. Um es zu senken, werden Additive in das Metall eingebracht. Die resultierenden Legierungen (Stahl, Bronze, Gusseisen, Messing) haben einen niedrigeren Schmelzpunkt als das ursprüngliche Metall.

Wovon hängt der Schmelzpunkt von Metallen ab? Alle haben bestimmte Eigenschaften - die Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit von Metallen. Wärmekapazität ist die Fähigkeit, bei Erwärmung Wärme aufzunehmen. Sein numerischer Indikator ist die spezifische Wärmekapazität. Sie bezeichnet die Energiemenge, die eine um 1 °C erwärmte Masseneinheit Metall aufnehmen kann. Der Brennstoffverbrauch zum Erhitzen des Metallknüppels zu gewünschte Temperatur. Die Wärmekapazität der meisten Metalle liegt im Bereich von 300-400 J / (kg * K), Metalllegierungen - 100-2000 J / (kg * K).

Die Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist die Wärmeübertragung von heißeren Teilchen auf kältere nach dem Fourier-Gesetz mit ihrer makroskopischen Unbeweglichkeit. Sie hängt von der Struktur des Materials, seiner chemischen Zusammensetzung und der Art der interatomaren Bindung ab. Bei Metallen erfolgt die Wärmeübertragung bei anderen durch Elektronen harte Materialien- Phononen. Die Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist umso höher, je perfekter ihre kristalline Struktur ist. Je mehr Verunreinigungen das Metall aufweist, desto stärker ist das Kristallgitter verzerrt und desto geringer ist die Wärmeleitfähigkeit. Das Dotieren führt solche Verzerrungen in die Struktur von Metallen ein und senkt die Wärmeleitfähigkeit relativ zum Grundmetall.

Alle Metalle haben eine gute Wärmeleitfähigkeit, aber einige sind höher als andere. Ein Beispiel für solche Metalle ist Gold, Kupfer, Silber. Geringere Wärmeleitfähigkeit - in Zinn, Aluminium, Eisen. Die erhöhte Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist je nach Anwendungsbereich ein Vor- oder Nachteil. Zum Beispiel ist es für Metallutensilien notwendig, Speisen schnell zu erhitzen. Gleichzeitig erschwert die Verwendung von Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit zur Herstellung von Kochgeschirrgriffen die Verwendung - die Griffe erhitzen sich zu schnell und es ist unmöglich, sie anzufassen. Daher kommen hier wärmedämmende Materialien zum Einsatz.

Eine weitere Eigenschaft eines Metalls, die seine Eigenschaften beeinflusst, ist die Wärmeausdehnung. Es sieht aus wie eine Zunahme des Volumens des Metalls beim Erhitzen und eine Abnahme beim Abkühlen. Dieses Phänomen muss bei der Herstellung von Metallprodukten berücksichtigt werden. So werden beispielsweise Topfdeckel über Kopf gefertigt, auch Wasserkocher haben einen Spalt zwischen Deckel und Korpus, damit der Deckel beim Erhitzen nicht klemmt.

Für jedes Metall wird der Koeffizient berechnet, der durch Erhitzen um 1 ° C bestimmt wird Prototyp, mit einer Länge von 1 m. Blei, Zink und Zinn haben den größten Koeffizienten. Es ist kleiner in Kupfer und Silber. Noch niedriger - Eisen und Gold.

Metalle werden nach ihren chemischen Eigenschaften in mehrere Gruppen eingeteilt. Es gibt aktive Metalle (z. B. Kalium oder Natrium), die sofort mit Luft oder Wasser reagieren können. Die sechs aktivsten Metalle, die die erste Gruppe des Periodensystems bilden, werden alkalisch genannt. Sie haben einen niedrigen Schmelzpunkt und sind so weich, dass sie mit einem Messer geschnitten werden können. In Verbindung mit Wasser bilden sie sich alkalische Lösungen daher ihr Name.

Die zweite Gruppe besteht aus Erdalkalimetallen - Kalzium, Magnesium usw. Sie sind Teil vieler Mineralien, fester und feuerfester. Beispiele für Metalle der folgenden dritten und vierten Gruppe sind Blei und Aluminium. Dies sind ziemlich weiche Metalle und werden häufig in Legierungen verwendet. Übergangsmetalle (Eisen, Chrom, Nickel, Kupfer, Gold, Silber) sind weniger aktiv, formbarer und werden in der Industrie oft in Form von Legierungen verwendet.

Die Stellung jedes Metalls in der Aktivitätsreihe charakterisiert seine Reaktionsfähigkeit. Wie aktiveres Metall desto leichter nimmt es Sauerstoff auf. Sie sind sehr schwer aus Verbindungen zu isolieren, während inaktive in ihrer reinen Form gefunden werden können. Die aktivsten von ihnen - Kalium und Natrium - werden in Kerosin gespeichert, außerhalb davon werden sie sofort oxidiert. Von den in der Industrie verwendeten Metallen ist Kupfer das am wenigsten aktive. Es wird zur Herstellung von Tanks und Rohren verwendet heißes Wasser und elektrische Leitungen.

Einführung

Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Metallen spielt in einigen Bereichen eine wichtige Rolle, beispielsweise in der Metallurgie, der Funktechnik, dem Maschinenbau und dem Bauwesen. Derzeit gibt es viele verschiedene Methoden, mit denen es möglich ist, die Wärmeleitfähigkeit von Metallen zu bestimmen.

Diese Arbeit widmet sich der Untersuchung der Haupteigenschaft von Metallen - der Wärmeleitfähigkeit - sowie der Untersuchung von Methoden zur Untersuchung der Wärmeleitfähigkeit.

Gegenstand der Untersuchung ist die Wärmeleitfähigkeit von Metallen, sowie verschiedene Methoden Laborforschung.

Gegenstand der Forschung sind die Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Metallen.

Geplantes Ergebnis - Inszenierung Labor arbeit„Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Metallen“ nach dem kalorimetrischen Verfahren.

Um dieses Ziel zu erreichen, müssen folgende Aufgaben gelöst werden:

Studium der Theorie der Wärmeleitfähigkeit von Metallen;

Untersuchung von Methoden zur Bestimmung des Wärmeleitkoeffizienten;

Auswahl von Laborgeräten;

Experimentelle Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Metallen;

Erklärung zur Laborarbeit „Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Metallen“.

Die Arbeit besteht aus drei Kapitel in dem die übertragenen Aufgaben offengelegt werden.

Wärmeleitfähigkeit von Metallen

Fourier-Gesetz

Wärmeleitfähigkeit ist die molekulare Wärmeübertragung zwischen direkt berührenden Körpern oder Partikeln desselben Körpers mit unterschiedlichen Temperaturen, bei der die Energie der Bewegung von Strukturpartikeln (Molekülen, Atomen, freien Elektronen) ausgetauscht wird.

Die Wärmeleitfähigkeit wird durch die thermische Bewegung der Mikropartikel des Körpers bestimmt.

Das Grundgesetz der Wärmeübertragung durch Wärmeleitfähigkeit ist das Fourier-Gesetz. Danach ist die durch Wärmeleitung durch das Flächenelement dF senkrecht zum Wärmestrom während der Zeit df übertragene Wärmemenge dQ direkt proportional zum Temperaturgradienten, der Fläche dF und der Zeit df.

Der Proportionalitätskoeffizient l heißt Wärmeleitzahl. Der Wärmeleitkoeffizient ist eine thermophysikalische Eigenschaft eines Stoffes, er charakterisiert die Fähigkeit eines Stoffes Wärme zu leiten.

Das Minuszeichen in Formel (1) zeigt an, dass Wärme in Richtung abnehmender Temperatur übertragen wird.

Die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit durch eine Einheit isothermer Oberfläche getreten ist, wird als Wärmestrom bezeichnet:

Das Fouriersche Gesetz ist anwendbar, um die Wärmeleitfähigkeit von Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen zu beschreiben, der Unterschied besteht nur in den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Metallen und seine Abhängigkeit von den Parametern des Aggregatzustands

Der Wärmeleitkoeffizient ist eine thermophysikalische Eigenschaft eines Stoffes, er charakterisiert die Fähigkeit eines Stoffes Wärme zu leiten.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizient - die Wärmemenge, die pro Zeiteinheit durch einen einzelnen Bereich fließt, senkrecht zu Grad t.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient ist für verschiedene Stoffe unterschiedlich und hängt von Struktur, Dichte, Feuchtigkeit, Druck und Temperatur ab. Diese Umstände müssen bei der Verwendung von Nachschlagetabellen berücksichtigt werden.

Der größte Wert ist der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Metallen, für die. Das Metall mit der höchsten Wärmeleitfähigkeit ist Silber, gefolgt von reinem Kupfer, Gold, Aluminium usw. Bei den meisten Metallen führt eine Temperaturerhöhung zu einer Abnahme der Wärmeleitfähigkeit. Diese Abhängigkeit kann durch die Geradengleichung angenähert werden

hier l, l0 - bzw. die Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten bei einer bestimmten Temperatur t und bei 00C, in - Temperaturkoeffizient. Die Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist sehr empfindlich gegenüber Verunreinigungen.

Wenn beispielsweise in Kupfer sogar Spuren von Arsen auftreten, sinkt seine Wärmeleitfähigkeit von 395 auf 142; für Stahl bei 0,1% Kohlenstoff l \u003d 52, bei 1,0% - l \u003d 40, bei 1,5% Kohlenstoff l \u003d 36.

Die Wärmebehandlung beeinflusst auch die Wärmeleitfähigkeit. Bei gehärtetem Kohlenstoffstahl ist l also 10–25 % niedriger als bei weichem Stahl. Aus diesen Gründen können die Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten handelsüblicher Metallproben bei denselben Temperaturen erheblich variieren. Zu beachten ist, dass sich Legierungen im Gegensatz zu reinen Metallen durch eine Zunahme des Wärmeleitkoeffizienten mit steigender Temperatur auszeichnen. Leider ist es bisher nicht gelungen, allgemeine quantitative Muster festzulegen, die den Wärmeleitkoeffizienten von Legierungen bestimmen.

Der Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Bau- und Wärmedämmstoffen - Dielektrika ist um ein Vielfaches geringer als der von Metallen und beträgt 0,02 - 3,0. Bei den allermeisten von ihnen (Ausnahme Magnesitstein) steigt der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient mit steigender Temperatur. In diesem Fall kann Gleichung (3) verwendet werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass für Feststoffe - Dielektrika v>0.

Viele Bau- und Wärmedämmstoffe haben eine poröse Struktur (Ziegel, Beton, Asbest, Schlacke etc.). Bei ihnen und pulverförmigen Materialien hängt der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient maßgeblich von der Schüttdichte ab. Dies liegt daran, dass mit zunehmender Porosität Großer Teil Volumen ist mit Luft gefüllt, deren Wärmeleitfähigkeitskoeffizient sehr gering ist. Je höher jedoch die Porosität ist, desto geringer ist die Schüttdichte des Materials. So führt eine Abnahme der Rohdichte eines Materials ceteris paribus zu einer Abnahme von l.

Beispielsweise führt bei Asbest eine Verringerung der Rohdichte von 800 kg/m auf 400 kg/m zu einer Verringerung von 0,248 auf 0,105. Feuchtigkeitseinfluss ist sehr stark. Zum Beispiel für trockenen Ziegel l \u003d 0,35, für Flüssigkeit 0,6 und für nassen Ziegel l \u003d 1,0.

Diese Phänomene müssen bei der Bestimmung und technischen Berechnung der Wärmeleitfähigkeit beachtet werden. Der Wärmeleitkoeffizient von tropfenden Flüssigkeiten liegt im Bereich von 0,08 - 0,7. Gleichzeitig nimmt bei den allermeisten Flüssigkeiten der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient mit steigender Temperatur ab. Ausnahmen sind Wasser und Glycerin.

Der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Gasen ist sogar noch geringer.

Die Wärmeleitfähigkeit von Gasen nimmt mit steigender Temperatur zu. Im Bereich von 20 mmHg. bis 2000 at (bar), d.h. in dem in der praxis am häufigsten anzutreffenden bereich ist l druckunabhängig. Es ist zu beachten, dass es für ein Gasgemisch (Rauchgase, Atmosphäre von Wärmeöfen usw.) unmöglich ist, den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten durch Berechnung zu bestimmen. Daher kann ein zuverlässiger Wert von l in Ermangelung von Referenzdaten nur empirisch gefunden werden.

Bei einem Wert von l< 1 - вещество называют тепловым изолятором.

Um Probleme der Wärmeleitfähigkeit zu lösen, ist es notwendig, Informationen über einige makroskopische Eigenschaften (thermophysikalische Parameter) einer Substanz zu haben: den Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten, die Dichte, spezifische Wärme.

Erklärung der Wärmeleitfähigkeit von Metallen

Die Wärmeleitfähigkeit von Metallen ist sehr hoch. Sie wird nicht auf die Wärmeleitfähigkeit des Gitters reduziert, daher muss hier ein anderer Wärmeübertragungsmechanismus wirken. Es stellt sich heraus, dass bei reinen Metallen die Wärmeleitfähigkeit fast ausschließlich durch das Elektronengas erfolgt und nur bei stark verunreinigten Metallen und Legierungen, bei denen die Leitfähigkeit gering ist, der Beitrag der Wärmeleitfähigkeit des Gitters ausfällt von Bedeutung.

Die numerische Eigenschaft der Wärmeleitfähigkeit eines Materials kann durch die Wärmemenge bestimmt werden, die durch ein Material einer bestimmten Dicke hindurchgeht bestimmte Zeit. Die numerische Eigenschaft ist wichtig bei der Berechnung der Wärmeleitfähigkeit verschiedener Profilprodukte.

Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten verschiedener Metalle

Wärmeleitung erfordert direkte Physischer Kontakt zwischen zwei Körpern durchgeführt. Das bedeutet, dass Wärmeübertragung nur zwischen Festkörpern und ruhenden Flüssigkeiten möglich ist. Durch den direkten Kontakt kann sich kinetische Energie von den Molekülen der wärmsten Substanz zu den kältesten bewegen. Wärmeaustausch findet statt, wenn Körper mit unterschiedlichen Temperaturen in direktem Kontakt miteinander stehen.

Dabei ist zu beachten, dass die Moleküle eines warmen Körpers nicht in einen kalten Körper eindringen können. Es findet nur eine Übertragung kinetischer Energie statt, was zu einer gleichmäßigen Wärmeverteilung führt. Diese Energieübertragung wird fortgesetzt, bis die Kontaktkörper gleichmäßig warm werden. In diesem Fall wird ein thermisches Gleichgewicht erreicht. Basierend auf diesen Erkenntnissen lässt sich berechnen, welche Dämmstoffe für die Wärmedämmung eines Gebäudes benötigt werden.

Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Kupfer, zusammen mit anderen bemerkenswerten Eigenschaften, hat diesem Metall einen bedeutenden Platz in der Entwicklungsgeschichte der menschlichen Zivilisation eingeräumt. Produkte aus Kupfer und seinen Legierungen finden in nahezu allen Bereichen unseres Lebens Anwendung.

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Wärmeleitfähigkeit ist der Prozess der Übertragung der Energie von Teilchen (Elektronen, Atomen, Molekülen) von stärker erhitzten Teilen des Körpers auf Teilchen seiner weniger erhitzten Teile. Dieser Wärmeaustausch führt zu einem Temperaturausgleich. Nur Energie wird entlang des Körpers übertragen, Materie bewegt sich nicht. Ein Merkmal der Wärmeleitfähigkeit ist der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient, der numerisch gleich der Wärmemenge ist, die ein Material mit einer Fläche von 1 m 2 und einer Dicke von 1 m in 1 Sekunde bei einer Einheitstemperatur durchdringt Gradient.

Der Wärmeleitkoeffizient von Kupfer bei einer Temperatur von 20–100 °C beträgt 394 W/(m * K) - nur Silber ist höher. Kupfer in diesem Indikator um fast das 9-fache und Eisen um das 6-fache unterlegen. Verschiedene Verunreinigungen wirken sich unterschiedlich aus physikalische Eigenschaften Metalle. Bei Kupfer wird die Wärmeübertragungsrate verringert, wenn es dem Material hinzugefügt oder als Ergebnis aufgenommen wird technologischer Prozess Substanzen wie:

• Aluminium;
• Eisen;
• Sauerstoff;
• Arsen;
• Antimon;
• Schwefel;
• Selen;
• Phosphor.

Eine hohe Wärmeleitfähigkeit ist durch die schnelle Ausbreitung der Heizenergie im gesamten Volumen des Objekts gekennzeichnet. Diese Fähigkeit lieferte Kupfer Breite Anwendung in allen Wärmeaustauschsystemen. Es wird bei der Herstellung von Rohren und Kühlern von Kühlschränken, Klimaanlagen, Vakuumeinheiten und Autos verwendet, um überschüssige Wärme aus dem Kühlmittel zu entfernen. In Heizgeräten werden solche Kupferprodukte zum Heizen verwendet.

Die Fähigkeit von Kupfer, Wärme zu leiten, nimmt mit zunehmender Erwärmung ab. Der Wert des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten von Kupfer in Luft hängt von der Temperatur des letzteren ab, die die Wärmeübertragung (Kühlung) beeinflusst. Je höher die Temperatur Umfeld, desto langsamer kühlt das Metall ab und desto geringer ist seine Wärmeleitfähigkeit. Daher verwenden alle Wärmetauscher einen forcierten Luftstrom mit einem Lüfter - dies erhöht die Effizienz der Geräte und hält gleichzeitig die Wärmeleitfähigkeit auf einem optimalen Niveau.

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Die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium und Kupfer ist unterschiedlich - im ersten ist sie um das 1,5-fache geringer als im zweiten. Für Aluminium beträgt dieser Parameter 202–236 W / (m * K) und ist im Vergleich zu anderen Metallen ziemlich hoch, aber niedriger als die von Gold, Kupfer, Silber. Der Anwendungsbereich von Aluminium und Kupfer, wo eine hohe Wärmeleitfähigkeit erforderlich ist, hängt von einer Reihe weiterer Eigenschaften dieser Materialien ab.

Aluminium ist Kupfer in den Korrosionsschutzeigenschaften nicht unterlegen und in den folgenden Indikatoren überlegen:

• die Dichte (spezifisches Gewicht) von Aluminium ist dreimal geringer;
• Die Kosten sind 3,5-mal niedriger.

Ein ähnliches Produkt, aber aus Aluminium, ist viel leichter als Kupfer. Da das Gewicht des Metalls 3-mal weniger erfordert und sein Preis 3,5-mal niedriger ist, kann das Aluminiumteil etwa 10-mal billiger sein. Aufgrund dieser und der hohen Wärmeleitfähigkeit hat Aluminium eine breite Anwendung bei der Herstellung von Geschirr und Lebensmittelfolien für Öfen gefunden. Da dieses Metall weich ist, wird es nicht in seiner reinen Form verwendet - seine Legierungen sind hauptsächlich üblich (das bekannteste ist Duraluminium).

Bei verschiedenen Wärmetauschern ist die Hauptsache die Rückführung überschüssiger Energie in die Umgebung. Dieses Problem wird durch intensives Anblasen des Kühlers mittels eines Lüfters gelöst. Gleichzeitig beeinträchtigt die geringere Wärmeleitfähigkeit von Aluminium die Kühlqualität praktisch nicht, und Geräte und Geräte sind viel leichter und billiger (z Haushaltsgeräte). BEIM In letzter Zeit in der produktion geht die tendenz dazu, kupferrohre in klimaanlagen durch aluminiumrohre zu ersetzen.

Kupfer ist in der Funkindustrie, Elektronik als leitfähiges Material praktisch unverzichtbar. Aufgrund seiner hohen Duktilität können Drähte bis zu einem Durchmesser von 0,005 mm daraus gezogen und andere sehr dünne leitfähige Verbindungen hergestellt werden, die für elektronische Geräte verwendet werden. Eine höhere Leitfähigkeit als Aluminium sorgt für minimale Verluste und eine geringere Erwärmung der Funkelemente. Durch die Wärmeleitfähigkeit können Sie die während des Betriebs erzeugte Wärme effektiv an die externen Elemente von Geräten abführen - das Gehäuse, die Versorgungskontakte (z. B. Mikroschaltkreise, moderne Mikroprozessoren).

Kupferschablonen werden beim Schweißen verwendet, wenn es notwendig ist, eine Oberfläche mit der gewünschten Form auf einem Stahlteil herzustellen. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit verhindert, dass sich die Kupferschablone mit dem geschweißten Metall verbindet. Aluminium kann in solchen Fällen nicht verwendet werden, da es wahrscheinlich schmilzt oder durchbrennt. Kupfer wird auch beim Kohlelichtbogenschweißen verwendet - ein Stab aus diesem Material dient als nicht verbrauchende Kathode.

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Eine geringe Wärmeleitfähigkeit ist in vielen Fällen eine wünschenswerte Eigenschaft - dies ist die Grundlage der Wärmedämmung. Die Verwendung von Kupferrohren in Heizungsanlagen führt zu einem viel größeren Wärmeverlust als bei der Verwendung von Rohrleitungen und Leitungen aus anderen Materialien. Kupferleitungen erfordern eine gründlichere Wärmedämmung.

Kupfer hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, die ausreichend bewirkt schwieriger Prozess Installation und andere Arbeiten, die ihre eigenen Besonderheiten haben. Das Schweißen, Löten und Schneiden von Kupfer erfordert eine konzentriertere Erwärmung als bei Stahl und häufig eine Vorwärmung und gleichzeitige Erwärmung des Metalls.

Beim Gasschweißen von Kupfer müssen Brenner mit einer um 1-2 Zahlen höheren Leistung als für Stahlteile gleicher Dicke verwendet werden. Wenn Kupfer dicker als 8-10 mm ist, empfiehlt es sich, mit zwei oder sogar drei Brennern zu arbeiten (oft wird mit einem geschweißt, während die anderen erhitzt werden). Schweißarbeiten an Wechselstrom mit Elektroden gehen mit erhöhten Metallspritzern einher. Ein Schneidgerät, das 300 mm hochverchromten Stahl schneiden kann, eignet sich zum Schneiden von Messing, Bronze (Kupferlegierungen) bis zu 150 mm und reinem Kupfer bis zu 50 mm. Alle Arbeiten sind mit deutlich höheren Kosten für Verbrauchsmaterialien verbunden.

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Kupfer ist einer der Hauptbestandteile in der Elektronik und wird in allen Mikroschaltungen verwendet. Es führt die beim Stromdurchgang entstehende Wärme ab und leitet sie ab. Die Begrenzung der Geschwindigkeit von Computern ist auf eine Erhöhung der Erwärmung des Prozessors und anderer Schaltungselemente mit einer Erhöhung zurückzuführen Taktfrequenz. Die Aufteilung in mehrere gleichzeitig arbeitende Kerne und andere Möglichkeiten, mit Überhitzung umzugehen, haben sich erschöpft. Derzeit laufen Entwicklungen, die darauf abzielen, Leiter mit höherer elektrischer und thermischer Leitfähigkeit zu erhalten.

Kürzlich von Wissenschaftlern entdeckt, kann Graphen die Wärmeleitfähigkeit von Kupferleitern und ihre Fähigkeit, Wärme abzuleiten, erheblich erhöhen. Während des Experiments wurde die Kupferschicht von allen Seiten mit Graphen bedeckt. Dadurch verbesserte sich die Wärmeübertragung des Leiters um 25 %. Wie die Wissenschaftler erklärten, verändert der neue Stoff die Struktur der Wärmeübertragung und lässt Energie freier im Metall fließen. Die Erfindung befindet sich in der Entwicklung - das Experiment verwendete viel Kupferleiter große Größen als im Prozessor.

- die erste in Bezug auf Bedeutung und Verbreitung Strukturmaterial. Es ist seit der Antike bekannt und seine Eigenschaften sind so, dass, als man lernte, Eisen in beträchtlichen Mengen zu schmelzen, das Metall alle anderen Legierungen ersetzte. Das Zeitalter des Eisens ist angebrochen, und dem nach zu urteilen, wird diese Zeit nicht so schnell enden. In diesem Artikel erfahren Sie, wie hoch das spezifische Gewicht von Eisen ist und wie hoch sein Schmelzpunkt in seiner reinen Form ist.

Eisen ist ein typisches Metall und chemisch aktiv. Der Stoff reagiert mit normale Temperatur, und Erhitzen oder Erhöhen der Luftfeuchtigkeit erhöhen seine Reaktivität erheblich. Eisen korrodiert an der Luft, verbrennt in reiner Sauerstoffatmosphäre und kann sich als Feinstaub auch an der Luft entzünden.

Reines Eisen ist formbar, aber in dieser Form ist das Metall sehr selten. Tatsächlich ist Eisen eine Legierung mit geringen Anteilen an Verunreinigungen - bis zu 0,8%, die sich durch die Weichheit und Formbarkeit einer reinen Substanz auszeichnet. Bedeutung für nationale Wirtschaft hat Legierungen mit Kohlenstoffstahl, Gusseisen, Edelstahl.

Polymorphismus ist dem Eisen inhärent: Es gibt bis zu 4 Modifikationen, die sich in Struktur und Gitterparametern unterscheiden:

• α-Fe - existiert von 0 bis +769 C. Es hat ein kubisch-raumzentriertes Gitter und ist ein Ferromagnet, dh es behält die Magnetisierung in Abwesenheit eines Äußeren bei Magnetfeld. +769 С – Curie-Punkte für Metall;
• von +769 bis +917 C tritt β-Fe auf. Sie unterscheidet sich von der α-Phase nur in den Gitterparametern. In diesem Fall bleiben fast alle physikalischen Eigenschaften mit Ausnahme der magnetischen erhalten: Eisen wird paramagnetisch, dh es verliert seine Magnetisierungsfähigkeit und wird in ein Magnetfeld gezogen. Die Metallwissenschaft betrachtet die β-Phase nicht als separate Modifikation. Da wirkt sich der Übergang nicht wesentlich aus physikalische Eigenschaften;
• im Bereich von 917 bis 1394 C liegt eine γ-Modifikation vor, die durch ein kubisch flächenzentriertes Gitter gekennzeichnet ist;
• bei Temperaturen über +1394 C tritt eine δ-Phase auf, die durch ein kubisch-raumzentriertes Gitter gekennzeichnet ist.

Beim hoher Druck, und auch wenn das Metall mit einigen Zusätzen legiert wird, wird eine ε-Phase mit einem hexagonal dicht gepackten Gitter gebildet.

Die Temperatur der Phasenübergänge ändert sich merklich beim Dotieren mit dem gleichen Kohlenstoff. Tatsächlich dient die Fähigkeit des Eisens, so viele Modifikationen zu bilden, als Grundlage für die Verarbeitung von Stahl in verschiedenen Formen Temperaturbedingungen. Ohne solche Übergänge wäre das Metall nicht so weit verbreitet.

Jetzt sind die Eigenschaften von Eisenmetall an der Reihe.

Dieses Video erzählt über die Struktur von Eisen:

Eigenschaften und Eigenschaften von Metallen

Eisen ist ein ziemlich leichtes, mäßig feuerfestes Metall mit silbergrauer Farbe. Es reagiert leicht mit verdünnten Säuren und gilt daher als Element mittlerer Aktivität. In trockener Luft wird das Metall nach und nach mit einem Oxidfilm überzogen, der eine weitere Reaktion verhindert.

Aber bei der geringsten Feuchtigkeit tritt anstelle eines Films Rost auf - locker und heterogen in der Zusammensetzung. Rost verhindert keine weitere Korrosion von Eisen. Die physikalischen Eigenschaften des Metalls und vor allem seiner Legierungen mit Kohlenstoff sind jedoch derart, dass trotz der geringen Korrosionsbeständigkeit der Einsatz von Eisen mehr als gerechtfertigt ist.

Masse und Dichte

Das Molekulargewicht von Eisen beträgt 55,8, was auf die relative Leichtigkeit der Substanz hinweist. Welche Dichte hat Eisen? Dieser Indikator wird durch die Phasenmodifikation bestimmt:

• α-Fe - 7,87 g / cu. cm bei 20 ° C und 7,67 g / cu. cm bei 600 C;
• die γ-Phase zeichnet sich durch eine noch geringere Dichte aus - 7,59 g / cm³ bei 1000 ° C;
• die Dichte der δ-Phase beträgt 7,409 g/cm3.

Mit steigender Temperatur nimmt natürlich die Dichte von Eisen ab.

Und jetzt wollen wir herausfinden, was der Schmelzpunkt von Eisen in Celsius ist, indem wir ihn zum Beispiel mit oder Gusseisen vergleichen.

Temperaturbereich

Das Metall wird als mäßig feuerfest eingestuft, was eine relativ niedrige Temperatur der Aggregatzustandsänderung bedeutet:

• Schmelzpunkt - 1539 ° C;
• Siedepunkt - 2862 ° C;
• Curie-Temperatur, dh der Verlust der Magnetisierungsfähigkeit - 719 ° C.

Zu beachten ist, dass es sich beim Schmelz- oder Siedepunkt um die δ-Phase eines Stoffes handelt.

In diesem Video erfahren Sie mehr über das Physische und chemische Eigenschaften Drüse:

Mechanische Eigenschaften

Eisen und seine Legierungen sind so weit verbreitet, dass sie, obwohl sie zum Beispiel erst später verwendet wurden, zu einer Art Standard wurden. Wenn Metalle verglichen werden, weisen sie auf Eisen hin: stärker als Stahl, zweimal weicher als Eisen und so weiter.

Die Eigenschaften werden für ein Metall angegeben, das geringe Anteile an Verunreinigungen enthält:

• Härte auf der Mohs-Skala - 4–5;
• Brinellhärte - 350-450 Mn / sq. m. Darüber hinaus hat chemisch reines Eisen eine höhere Härte - 588–686;

Festigkeitsindikatoren sind extrem abhängig von der Menge und Art der Verunreinigungen. Dieser Wert wird von GOST für jede Marke von Legierung oder reinem Metall geregelt. Somit beträgt die endgültige Druckfestigkeit für unlegierten Stahl 400–550 MPa. Beim Härten dieser Sorte erhöht sich die Zugfestigkeit auf 700 MPa.

• die Schlagfestigkeit des Metalls beträgt 300 MN/m²;
• Streckgrenze –100 MN/sq. m.

Wir werden weiter lernen, was nötig ist, um die spezifische Wärmekapazität von Eisen zu bestimmen.

Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit

Wie jedes Metall leitet Eisen Wärme, obwohl seine Leistung in diesem Bereich gering ist: In Bezug auf die Wärmeleitfähigkeit ist das Metall Aluminium unterlegen - 2-mal weniger und - 5-mal.

Die Wärmeleitfähigkeit bei 25°C beträgt 74,04 W/(m·K). Der Wert hängt von der Temperatur ab;

• bei 100 K beträgt die Wärmeleitfähigkeit 132 [W/(m.K)];
• bei 300 K - 80,3 [W/(m.K)];
• bei 400 - 69,4 [W/(m.K)];
• und bei 1500 - 31,8 [W / (mK)].

• Der Wärmeausdehnungskoeffizient bei 20 C beträgt 11,7 · 10-6.
• Die Wärmekapazität eines Metalls wird durch seine Phasenstruktur bestimmt und hängt ziemlich eng mit der Temperatur zusammen. Bei einer Erhöhung auf 250 C steigt die Wärmekapazität langsam an, steigt dann stark an, bis der Curie-Punkt erreicht ist, und beginnt dann abzunehmen.
• Die spezifische Wärmekapazität im Temperaturbereich von 0 bis 100°C beträgt 640,57 J/(kg·K).

Elektrische Leitfähigkeit

Eisen leitet Strom, aber nicht annähernd so gut wie Kupfer und Silber. Der spezifische elektrische Widerstand des Metalls bei normale Bedingungen– 9,7 10-8 Ohm m.

Da Eisen ein Ferromagnet ist, ist seine Leistung in diesem Bereich wichtiger:

• die magnetische Sättigungsinduktion beträgt 2,18 T;
• magnetische Permeabilität - 1.45.106.

Toxizität

Metall stellt keine Gefahr für den menschlichen Körper dar. Stahl und die Herstellung von Eisenprodukten können gefährlich sein, aber nur aufgrund der hohen Temperaturen und der Zusatzstoffe, die bei der Herstellung verschiedener Legierungen verwendet werden. Eisenabfall - Altmetall, stellt eine Gefahr für die Umwelt dar, aber ziemlich moderat, da das Metall an der Luft rostet.

Eisen hat keine biologische Trägheit, daher wird es nicht als Material für Prothesen verwendet. Allerdings hinein menschlicher Körper Dieses Element spielt eine der wichtigsten Rollen: Eine Verletzung der Eisenaufnahme oder eine unzureichende Menge an Eisen in der Nahrung garantiert bestenfalls eine Anämie.

Eisen wird nur sehr schwer aufgenommen - 5-10% der dem Körper zugeführten Gesamtmenge oder 10-20% bei Mangel.

• Schmucklos täglicher Bedarf in Eisen beträgt 10 mg für Männer und 20 mg für Frauen.
• Die toxische Dosis beträgt 200 mg/Tag.
• Tödlich - 7-35 g Es ist fast unmöglich, eine solche Menge Eisen zu bekommen, daher ist eine Eisenvergiftung äußerst selten.

Eisen ist ein Metall, dessen physikalische Eigenschaften, insbesondere Festigkeit, durch den Rückgriff deutlich verändert werden können Bearbeitung oder die Zugabe einer sehr geringen Menge an Legierungselementen. Diese Eigenschaft, kombiniert mit der Verfügbarkeit und der einfachen Gewinnung von Metall, macht Eisen zum gefragtesten Konstruktionsmaterial.

Ein Spezialist wird Ihnen im folgenden Video mehr über die Eigenschaften von Eisen erzählen:

Die Wärmeleitfähigkeit ist eine physikalische Größe, die die Fähigkeit von Materialien bestimmt, Wärme zu leiten. Mit anderen Worten, Wärmeleitfähigkeit ist die Fähigkeit von Stoffen, die kinetische Energie von Atomen und Molekülen auf andere Stoffe zu übertragen, die in direktem Kontakt mit ihnen stehen. In SI wird dieser Wert in W/(K*m) (Watt pro Kelvinmeter) gemessen, was J/(s*m*K) (Joule pro Sekunde Kelvinmeter) entspricht.

Das Konzept der Wärmeleitfähigkeit

Es ist eine intensive physikalische Größe, das heißt eine Größe, die eine Eigenschaft der Materie beschreibt, die nicht von der Größe der Materie abhängt. Intensive Größen sind auch Temperatur, Druck, elektrische Leitfähigkeit, dh diese Eigenschaften sind an jeder Stelle des gleichen Stoffes gleich. Eine weitere Gruppe von physikalischen Größen sind umfangreiche, die durch die Menge der Materie bestimmt werden, beispielsweise Masse, Volumen, Energie und andere.

Der entgegengesetzte Wert für die Wärmeleitfähigkeit ist der Wärmewiderstand, der die Fähigkeit eines Materials widerspiegelt, die Übertragung von Wärme zu verhindern. Bei einem isotropen Material, also einem Material, dessen Eigenschaften in allen Raumrichtungen gleich sind, ist die Wärmeleitfähigkeit eine skalare Größe und definiert als das Verhältnis des Wärmestroms durch eine Flächeneinheit pro Zeiteinheit zum Temperaturgradienten. Eine Wärmeleitfähigkeit von einem Watt pro Meter-Kelvin bedeutet also, dass Wärmeenergie von einem Joule durch das Material übertragen wird:

• in einer Sekunde;
• durch eine Fläche von einem Quadratmeter;
• in einem Meter Entfernung;
• wenn der Temperaturunterschied zwischen ein Meter voneinander entfernten Oberflächen in einem Material ein Kelvin beträgt.

Es ist klar, dass was mehr Wert Wärmeleitfähigkeit, desto besser leitet das Material Wärme und umgekehrt. Beispielsweise beträgt der Wert dieses Werts für Kupfer 380 W / (m * K), und dieses Metall überträgt Wärme 10.000-mal besser als Polyurethan, dessen Wärmeleitfähigkeit 0,035 W / (m * K) beträgt.

Wärmeübertragung auf molekularer Ebene

Wenn Materie erhitzt wird, erhöht sich die durchschnittliche kinetische Energie ihrer konstituierenden Teilchen, das heißt, der Grad der Unordnung nimmt zu, Atome und Moleküle beginnen intensiver und mit größerer Amplitude um ihre Gleichgewichtspositionen in der Materie zu schwingen. Wärmeübertragung, die auf makroskopischer Ebene durch das Fourier-Gesetz beschrieben werden kann, ist auf molekularer Ebene ein Austausch kinetische Energie zwischen Teilchen (Atome und Moleküle) einer Substanz, ohne diese zu übertragen.

Diese Erklärung des Mechanismus der Wärmeleitung auf molekularer Ebene unterscheidet ihn vom Mechanismus der thermischen Konvektion, bei der die Wärmeübertragung aufgrund der Übertragung von Materie stattfindet. Alles feste Körper haben die Fähigkeit, Wärme zu leiten, während thermische Konvektion nur in Flüssigkeiten und Gasen möglich ist. Tatsächlich übertragen Feststoffe Wärme hauptsächlich aufgrund von Wärmeleitfähigkeit, während Flüssigkeiten und Gase, wenn in ihnen Temperaturgradienten vorhanden sind, Wärme hauptsächlich aufgrund von Konvektionsprozessen übertragen.

Wärmeleitfähigkeit von Materialien

Metalle haben eine ausgeprägte Wärmeleitfähigkeit. Polymere zeichnen sich durch eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus, und einige von ihnen leiten praktisch keine Wärme, beispielsweise Glasfaser. Solche Materialien werden als Wärmeisolatoren bezeichnet. Damit dieser oder jener Wärmefluss durch den Raum existieren kann, ist daher das Vorhandensein einer Substanz in diesem Raum notwendig Freifläche(Leerraum) Wärmeleitfähigkeit ist Null.

Jedes homogene (homogene) Material ist durch einen Wärmeleitkoeffizienten (mit dem griechischen Buchstaben Lambda bezeichnet) gekennzeichnet, also einen Wert, der bestimmt, wie viel Wärme durch eine Fläche von 1 m² übertragen werden muss, damit in einer Sekunde, beim Durchgang durch eine Materialdicke von einem Meter, ändert sich die Temperatur an seinen Enden pro 1 K. Diese Eigenschaft ist jedem Material eigen und variiert in Abhängigkeit von seiner Temperatur, daher wird dieser Koeffizient normalerweise bei Raumtemperatur (300 K) gemessen. die Eigenschaften verschiedener Substanzen zu vergleichen.

Wenn das Material heterogen ist, beispielsweise Stahlbeton, wird das Konzept eines nützlichen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten eingeführt, der anhand der Koeffizienten der homogenen Substanzen gemessen wird, aus denen dieses Material besteht.

Die folgende Tabelle zeigt die Wärmeleitfähigkeit einiger Metalle und Legierungen in W/(m*K) für eine Temperatur von 300 K (27 °C):

• Stahl 47-58;
• Aluminium 237;
• Kupfer 372,1–385,2;
• Bronze 116-186;
• Zink 106-140;
• Titan 21,9;
• Zinn 64,0;
• Blei 35,0;
• Eisen 80,2;
• Messing 81-116;
• Gold 308,2;
• Silber 406.1-418.7.

Die folgende Tabelle enthält Daten für nichtmetallische Feststoffe:

• Glasfaser 0,03–0,07;
• Glas 0,6–1,0;
• Asbest 0,04;
• Baum 0,13;
• Paraffin 0,21;
• Ziegel 0,80;
• Diamant 2300.

Aus den betrachteten Daten ist ersichtlich, dass die Wärmeleitfähigkeit von Metallen viel höher ist als die von Nichtmetallen. Die Ausnahme ist Diamant, der einen fünfmal höheren Wärmedurchgangskoeffizienten als Kupfer hat. Diese Eigenschaft von Diamant beruht auf den starken kovalenten Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen, die sein Kristallgitter bilden. Dank dieser Eigenschaft fühlt sich eine Person kalt, wenn sie einen Diamanten mit den Lippen berührt. Die Eigenschaft von Diamant ist gut verträglich Wärmeenergie Wird in der Mikroelektronik verwendet, um Wärme aus Mikroschaltkreisen abzuführen. Und auch diese Eigenschaft wird in speziellen Geräten verwendet, mit denen Sie einen echten Diamanten von einer Fälschung unterscheiden können.

In einigen industriellen Prozessen wird versucht, die Wärmeübertragungsfähigkeit zu erhöhen, was entweder durch gute Leiter oder durch eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen den Komponenten der Struktur erreicht wird. Beispiele für solche Strukturen sind Wärmetauscher und Wärmeableiter. In anderen Fällen versuchen sie dagegen, die Wärmeleitfähigkeit zu verringern, was durch die Verwendung von Wärmeisolatoren, Hohlräumen in Strukturen und einer Verringerung der Kontaktfläche der Elemente erreicht wird.

Wärmedurchgangskoeffizienten von Stählen

Die Wärmeübertragungsfähigkeit von Stählen hängt von zwei Hauptfaktoren ab: Zusammensetzung und Temperatur.

Einfache Kohlenstoffstähle mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt verringern ihr spezifisches Gewicht, wonach auch ihre Fähigkeit zur Wärmeübertragung von 54 auf 36 W / (m * K) abnimmt, wenn sich der Kohlenstoffanteil im Stahl von 0,5 auf 1,5% ändert .

Edelstähle enthalten Chrom (10 % oder mehr), das zusammen mit Kohlenstoff komplexe Carbide bildet, die die Oxidation des Materials verhindern und außerdem das Elektrodenpotential des Metalls erhöhen. Die Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl ist im Vergleich zu anderen Stählen gering und liegt je nach Zusammensetzung zwischen 15 und 30 W/(m*K). Hitzebeständige Chrom-Nickel-Stähle haben noch niedrigere Werte dieses Koeffizienten (11-19 W / (m * K).

Eine weitere Klasse sind verzinkte Stähle mit einem spezifischen Gewicht von 7.850 kg/m3, die durch Beschichten von Stahl mit Eisen und Zink erhalten werden. Da Zink Wärme besser leitet als Eisen, ist die Wärmeleitfähigkeit von verzinktem Stahl im Vergleich zu anderen Stahlsorten relativ hoch. Sie reicht von 47 bis 58 W / (m * K).

Wärmeleitfähigkeit von Stahl bei verschiedene Temperaturen normalerweise ändert sich nicht viel. Beispielsweise nimmt der Wärmeleitfähigkeitskoeffizient von Stahl 20 bei einem Temperaturanstieg von Raumtemperatur auf 1200 ° C von 86 auf 30 W / (m * K) und bei Stahlsorte 08X13 bei einem Temperaturanstieg von 100 auf 900 ° C ab C ändert seinen Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten nicht (27-28 W/(m*K).

Faktoren, die die physikalische Größe beeinflussen

Die Fähigkeit, Wärme zu leiten, hängt von einer Reihe von Faktoren ab, darunter Temperatur, Struktur und elektrische Eigenschaften der Substanz.

Materialtemperatur

Der Einfluss der Temperatur auf die Wärmeleitfähigkeit ist bei Metallen und Nichtmetallen unterschiedlich. In Metallen ist die Leitfähigkeit hauptsächlich mit freien Elektronen verbunden. Nach dem Wiedemann-Franz-Gesetz ist die Wärmeleitfähigkeit eines Metalls proportional zum Produkt aus der absoluten Temperatur, ausgedrückt in Kelvin, und seiner elektrischen Leitfähigkeit. Bei reinen Metallen nimmt die elektrische Leitfähigkeit mit steigender Temperatur ab, die Wärmeleitfähigkeit bleibt also annähernd konstant. Bei Legierungen ändert sich die elektrische Leitfähigkeit mit steigender Temperatur nur wenig, sodass die Wärmeleitfähigkeit von Legierungen proportional zur Temperatur zunimmt.

Andererseits ist die Wärmeübertragung in Nichtmetallen hauptsächlich mit Gitterschwingungen und dem Austausch von Gitterphononen verbunden. Außer Kristalle Hohe Qualität und niedrige Temperaturen, nimmt der Phononenweg im Gitter bei nicht wesentlich ab hohe Temperaturen, die Wärmeleitfähigkeit bleibt also über den gesamten Temperaturbereich konstant, also unbedeutend. Bei Temperaturen unterhalb der Debye-Temperatur ist die Fähigkeit von Nichtmetallen, Wärme zu leiten, zusammen mit ihrer Wärmekapazität stark reduziert.

Phasenübergänge und Struktur

Wenn ein Material einen Phasenübergang erster Ordnung erfährt, z. B. von einem Feststoff zu einer Flüssigkeit oder von einer Flüssigkeit zu einem Gas, kann sich seine Wärmeleitfähigkeit ändern. Ein markantes Beispiel für eine solche Änderung ist die Differenz dieser physikalischen Größe für Eis (2,18 W/(m*K) und Wasser (0,90 W/(m*K)).

Änderungen in der Kristallstruktur von Materialien beeinflussen auch die Wärmeleitfähigkeit, was durch die anisotropen Eigenschaften verschiedener allotroper Modifikationen einer Substanz gleicher Zusammensetzung erklärt wird. Anisotropie beeinflusst die unterschiedliche Intensität der Streuung von Gitterphononen, den Hauptwärmeträgern in Nichtmetallen, und in verschiedenen Richtungen im Kristall. Hier ein Paradebeispiel ist Saphir, dessen Leitfähigkeit je nach Richtung zwischen 32 und 35 W / (m * K) variiert.

elektrische Leitfähigkeit

Die Wärmeleitfähigkeit in Metallen ändert sich zusammen mit der elektrischen Leitfähigkeit nach dem Wiedemann-Franz-Gesetz. Dies liegt daran, dass Valenzelektronen, die sich frei entlang des Kristallgitters des Metalls bewegen, nicht nur elektrische, sondern auch thermische Energie transportieren. Bei anderen Materialien ist die Korrelation zwischen diesen Leitfähigkeitstypen aufgrund des unbedeutenden Beitrags der elektronischen Komponente zur Wärmeleitfähigkeit nicht ausgeprägt (bei Nichtmetallen spielen Gitterphononen die Hauptrolle im Wärmeübertragungsmechanismus).

Konvektionsprozess

Luft und andere Gase sind im Allgemeinen gute Wärmeisolatoren ohne Konvektion. Dieses Prinzip beruht auf der Arbeit vieler wärmedämmender Materialien große Menge kleine Hohlräume und Poren. Diese Struktur verhindert, dass sich Konvektion über große Entfernungen ausbreitet. Beispiele für solche künstlichen Materialien sind Polystyrol und Silizid-Aerogel. In der Natur funktionieren Wärmeisolatoren wie die Haut von Tieren und das Gefieder von Vögeln nach dem gleichen Prinzip.

Leichte Gase wie Wasserstoff und Gel haben hohe Wärmeleitfähigkeitswerte, während schwere Gase wie Argon, Xenon und Radon schlechte Wärmeleiter sind. Beispielsweise wird Argon, ein Edelgas, das schwerer als Luft ist, häufig als Isoliergasfüllstoff in Doppelfenstern und Glühbirnen verwendet. Ausnahme ist Schwefelhexafluorid (SF6), das ein schweres Gas ist und aufgrund seiner hohen Wärmekapazität eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt.