Metalllar kristalli tuzilishga ega bo'lgan moddalardir. Qizdirilganda ular erishi mumkin, ya'ni suyuq holatga o'tadi. Ulardan ba'zilari past erish nuqtasiga ega: ularni oddiy qoshiqqa solib, sham alangasi ustida ushlab, eritish mumkin. Bular qo'rg'oshin va qalaydir. Boshqalar faqat maxsus pechlarda eritilishi mumkin. Mis va temir yuqori. Uni tushirish uchun metallga qo'shimchalar kiritiladi. Olingan qotishmalar (po'lat, bronza, quyma temir, guruch) asl metalldan pastroq erish nuqtasiga ega.

Metalllarning erish nuqtasi nimaga bog'liq? Ularning barchasi ma'lum xususiyatlarga ega - metallarning issiqlik quvvati va issiqlik o'tkazuvchanligi. Issiqlik sig'imi - qizdirilganda issiqlikni yutish qobiliyati. Uning raqamli ko'rsatkichi o'ziga xos issiqlik quvvatidir. Bu 1 ° C ga qizdirilgan metall massasi o'zlashtira oladigan energiya miqdorini anglatadi. ga qadar metall ignabargli isitish uchun yoqilg'i sarfi istalgan harorat. Ko'pgina metallarning issiqlik sig'imi 300-400 J / (kg * K), metall qotishmalari - 100-2000 J / (kg * K) oralig'ida.

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi - bu Furye qonuniga ko'ra issiqroq zarrachalardan sovuqroqlarga issiqlikni ularning makroskopik harakatsizligi bilan o'tkazish. Bu materialning tuzilishiga, uning kimyoviy tarkibiga va atomlararo bog'lanish turiga bog'liq. Metalllarda issiqlik almashinuvi elektronlar, boshqalarda amalga oshiriladi qattiq materiallar- fononlar. Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi qanchalik yuqori bo'lsa, ularning kristalli tuzilishi shunchalik mukammal bo'ladi. Metallning aralashmalari qanchalik ko'p bo'lsa, kristall panjara shunchalik buziladi va issiqlik o'tkazuvchanligi shunchalik past bo'ladi. Doping metallarning tuzilishiga bunday buzilishlarni keltirib chiqaradi va asosiy metallga nisbatan issiqlik o'tkazuvchanligini pasaytiradi.

Barcha metallar yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, ammo ba'zilari boshqalardan yuqori. Bunday metallarga oltin, mis, kumush misol bo'la oladi. Pastroq issiqlik o'tkazuvchanligi - qalay, alyuminiy, temirda. Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligining oshishi ulardan foydalanish doirasiga qarab afzallik yoki kamchilikdir. Misol uchun, metall idishlar uchun ovqatni tezda isitish uchun zarur. Shu bilan birga, kostryulkalar tutqichlarini ishlab chiqarish uchun yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan metallardan foydalanish foydalanishni qiyinlashtiradi - tutqichlar juda tez qiziydi va ularga tegib bo'lmaydi. Shuning uchun bu erda issiqlik o'tkazmaydigan materiallar qo'llaniladi.

Metallning xususiyatlariga ta'sir qiladigan yana bir xususiyat - bu termal kengayish. Bu qizdirilganda metall hajmining oshishi va soviganida kamayishi kabi ko'rinadi. Ushbu hodisa metall buyumlar ishlab chiqarishda hisobga olinishi kerak. Shunday qilib, masalan, qozon qopqoqlari tepada qilingan, choynaklarda ham qopqoq va korpus o'rtasida bo'shliq mavjud, shunda qopqoq qizdirilganda siqilib qolmaydi.

Har bir metall uchun koeffitsient hisoblanadi 1 ° S ga qizdirish bilan aniqlanadi prototip, uzunligi 1 m bo'lgan qo'rg'oshin, sink va qalay eng katta koeffitsientga ega. U mis va kumushda kichikroq. Bundan ham pastroq - temir va oltin.

Kimyoviy xossalariga ko'ra metallar bir necha guruhlarga bo'linadi. Havo yoki suv bilan bir zumda reaksiyaga kirishadigan faol metallar (masalan, kaliy yoki natriy) mavjud. Davriy sistemaning birinchi guruhini tashkil etuvchi oltita eng faol metallar ishqoriy deb ataladi. Ular past erish nuqtasiga ega va juda yumshoq bo'lib, ularni pichoq bilan kesish mumkin. Suv bilan birlashganda ular hosil bo'ladi ishqoriy eritmalar shuning uchun ularning nomi.

Ikkinchi guruh gidroksidi tuproq metallaridan iborat - kaltsiy, magniy va boshqalar. Ular ko'plab minerallarning bir qismi bo'lib, yanada qattiq va o'tga chidamli. Quyidagi uchinchi va toʻrtinchi guruhlardagi metallarga qoʻrgʻoshin va alyuminiy misol boʻla oladi. Bu juda yumshoq metallar va ko'pincha qotishmalarda qo'llaniladi. Oʻtish metallari (temir, xrom, nikel, mis, oltin, kumush) kamroq faol, egiluvchan boʻlib, sanoatda koʻpincha qotishma holida qoʻllaniladi.

Har bir metalning faollik seriyasidagi holati uning reaksiyaga kirishish qobiliyatini tavsiflaydi. Qanday faolroq metall kislorodni qanchalik oson qabul qiladi. Ularni birikmalardan ajratib olish juda qiyin, faol bo'lmaganlarni esa sof shaklda topish mumkin. Ularning eng faollari - kaliy va natriy - kerosinda saqlanadi, uning tashqarisida ular darhol oksidlanadi. Sanoatda ishlatiladigan metallar ichida mis eng kam faol hisoblanadi. Tanklar va quvurlarni tayyorlash uchun ishlatiladi issiq suv va elektr simlari.

Kirish

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlash metallurgiya, radiotexnika, mashinasozlik, qurilish kabi ba'zi sohalarda muhim rol o'ynaydi. Hozirgi vaqtda metallarning issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlash mumkin bo'lgan juda ko'p turli xil usullar mavjud.

Ushbu ish metallarning asosiy xususiyati - issiqlik o'tkazuvchanligini o'rganish, shuningdek, issiqlik o'tkazuvchanligini o'rganish usullarini o'rganishga bag'ishlangan.

Tadqiqot ob'ekti metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi, shuningdek turli usullar laboratoriya tadqiqoti.

Tadqiqot predmeti - metallarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari.

Rejalashtirilgan natija - sahnalashtirish laboratoriya ishi Kalorimetrik usul asosida "Metallarning issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlash".

Ushbu maqsadga erishish uchun quyidagi vazifalarni hal qilish kerak:

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi nazariyasini o'rganish;

Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientini aniqlash usullarini o'rganish;

Laboratoriya jihozlarini tanlash;

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligini eksperimental aniqlash;

“Metallarning issiqlik o‘tkazuvchanligini aniqlash” laboratoriya ishining bayoni.

Ish quyidagilardan iborat uch bob unda belgilangan vazifalar ochib beriladi.

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi

Furye qonuni

Issiqlik o'tkazuvchanligi - bu to'g'ridan-to'g'ri aloqa qiladigan jismlar yoki har xil haroratli bir jismning zarralari o'rtasida issiqlikning molekulyar almashinuvi, bunda strukturaviy zarralar (molekulalar, atomlar, erkin elektronlar) harakatining energiyasi almashinadi.

Issiqlik o'tkazuvchanligi tananing mikropartikullarining issiqlik harakati bilan belgilanadi.

Issiqlik o'tkazuvchanligi bilan issiqlik uzatishning asosiy qonuni Furye qonunidir. Bu qonunga muvofiq df vaqt ichida issiqlik oqimiga perpendikulyar bo'lgan dF sirt elementi orqali issiqlik o'tkazuvchanligi orqali o'tkaziladigan dQ issiqlik miqdori harorat gradienti, sirt dF va df vaqtga to'g'ridan-to'g'ri proporsionaldir.

Proportsionallik koeffitsienti l issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti deb ataladi. Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti moddaning termofizik xarakteristikasi bo'lib, u moddaning issiqlik o'tkazish qobiliyatini tavsiflaydi.

Formuladagi (1) minus belgisi issiqlikning haroratni pasaytirish yo'nalishi bo'yicha uzatilishini ko'rsatadi.

Izotermik sirt birligidan vaqt birligida o'tgan issiqlik miqdori issiqlik oqimi deb ataladi:

Gazlar, suyuqliklar va qattiq moddalarning issiqlik o'tkazuvchanligini tavsiflash uchun Furye qonuni qo'llaniladi, farq faqat issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlarida bo'ladi.

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti va uning moddaning holati parametrlariga bog'liqligi

Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti moddaning termofizik xarakteristikasi bo'lib, u moddaning issiqlik o'tkazish qobiliyatini tavsiflaydi.

Issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti - grad t ga perpendikulyar bo'lgan yagona maydon orqali vaqt birligida o'tadigan issiqlik miqdori.

Turli moddalar uchun issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti har xil bo'lib, struktura, zichlik, namlik, bosim va haroratga bog'liq. Qidiruv jadvallarini qo'llashda ushbu holatlar hisobga olinishi kerak.

Eng katta qiymat - bu metallarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti. Eng issiqlik o'tkazuvchanligi kumush, undan keyin sof mis, oltin, alyuminiy va boshqalar. Ko'pgina metallar uchun haroratning oshishi issiqlik o'tkazuvchanligining pasayishiga olib keladi. Ushbu bog'liqlikni to'g'ri chiziq tenglamasi bilan taxmin qilish mumkin

bu erda l, l0 - mos ravishda, ma'lum bir haroratda t va 00C da issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari, in - harorat koeffitsienti. Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi aralashmalarga juda sezgir.

Masalan, misda hatto mishyak izlari ham paydo bo'lganda, uning issiqlik o'tkazuvchanligi 395 dan 142 gacha kamayadi; po'lat uchun 0,1% uglerod l \u003d 52, 1,0% da - l \u003d 40, 1,5% uglerod l \u003d 36.

Issiqlik bilan ishlov berish issiqlik o'tkazuvchanligiga ham ta'sir qiladi. Shunday qilib, qotib qolgan karbonli po'lat uchun l yumshoq po'latdan 10-25% past. Shu sabablarga ko'ra, bir xil haroratlarda tijorat metall namunalarining issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Shuni ta'kidlash kerakki, qotishmalar, sof metallardan farqli o'laroq, harorat oshishi bilan issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientining ortishi bilan tavsiflanadi. Afsuski, qotishmalarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientini boshqaradigan umumiy miqdoriy naqshlarni o'rnatish hali mumkin emas.

Qurilish va issiqlik izolyatsiya qiluvchi materiallar - dielektriklarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti qiymati metallarga qaraganda bir necha baravar kam va 0,02 - 3,0 ni tashkil qiladi. Ularning aksariyati uchun (magnezit g'isht bundan mustasno), issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti harorat oshishi bilan ortadi. Bunda qattiq jismlar uchun - dielektriklar v>0 ekanligini hisobga olib, (3) tenglamadan foydalanish mumkin.

Ko'pgina qurilish va issiqlik izolyatsiya qiluvchi materiallar gözenekli tuzilishga ega (g'isht, beton, asbest, cüruf va boshqalar). Ular va kukunli materiallar uchun issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti sezilarli darajada massa zichligiga bog'liq. Buning sababi shundaki, g'ovaklikning ortishi bilan, katta qism hajmi havo bilan to'ldiriladi, uning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti juda past. Biroq, porozlik qanchalik yuqori bo'lsa, materialning massa zichligi shunchalik past bo'ladi. Shunday qilib, materialning massa zichligining pasayishi, ceteris paribus, l ning pasayishiga olib keladi.

Masalan, asbest uchun massa zichligi 800 kg / m dan 400 kg / m gacha kamayishi 0,248 dan 0,105 gacha pasayishiga olib keladi. Namlikning ta'siri juda yuqori. Masalan, quruq g'isht uchun l \u003d 0,35, suyuqlik uchun 0,6 va ho'l g'isht uchun l \u003d 1,0.

Issiqlik o'tkazuvchanligini aniqlash va texnik hisob-kitoblarni amalga oshirishda ushbu hodisalarga e'tibor berish kerak. To'kiladigan suyuqliklarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti 0,08 - 0,7 oralig'ida. Shu bilan birga, suyuqliklarning katta qismi uchun issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti harorat oshishi bilan kamayadi. Istisnolar suv va glitserindir.

Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti undan ham past.

Gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligi harorat oshishi bilan ortadi. 20 mm Hg oralig'ida. (barda) 2000 gacha, ya'ni. amaliyotda eng ko'p uchraydigan sohada l bosimga bog'liq emas. Shuni yodda tutish kerakki, gazlar aralashmasi (tutun gazlari, issiqlik pechlarining atmosferasi va boshqalar) uchun issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientini hisoblash yo'li bilan aniqlash mumkin emas. Shuning uchun, mos yozuvlar ma'lumotlari mavjud bo'lmaganda, l ning ishonchli qiymatini faqat empirik tarzda topish mumkin.

l qiymati bilan< 1 - вещество называют тепловым изолятором.

Issiqlik o'tkazuvchanligi muammolarini hal qilish uchun moddaning ba'zi makroskopik xususiyatlari (termofizik parametrlari) haqida ma'lumotga ega bo'lish kerak: issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti, zichlik, o'ziga xos issiqlik.

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligini tushuntirish

Metalllarning issiqlik o'tkazuvchanligi juda yuqori. Bu panjaraning issiqlik o'tkazuvchanligiga kamaytirilmaydi, shuning uchun bu erda boshqa issiqlik uzatish mexanizmi ishlashi kerak. Ma'lum bo'lishicha, sof metallarda issiqlik o'tkazuvchanligi deyarli to'liq elektron gaz hisobiga amalga oshiriladi va faqat o'tkazuvchanligi past bo'lgan juda ifloslangan metallar va qotishmalarda panjaraning issiqlik o'tkazuvchanligi hissasi bo'ladi. ahamiyatli.

Materialning issiqlik o'tkazuvchanligining raqamli xarakteristikasi ma'lum bir qalinlikdagi materialdan o'tadigan issiqlik miqdori bilan aniqlanishi mumkin. ma'lum vaqt. Turli xil profilli mahsulotlarning issiqlik o'tkazuvchanligini hisoblashda raqamli xarakteristikasi muhim ahamiyatga ega.

Turli metallarning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari

Issiqlik o'tkazuvchanligi to'g'ridan-to'g'ri talab qiladi jismoniy aloqa ikki organ o'rtasida amalga oshiriladi. Bu shuni anglatadiki, issiqlik uzatish faqat qattiq va harakatsiz suyuqliklar o'rtasida amalga oshirilishi mumkin. To'g'ridan-to'g'ri aloqa kinetik energiyani eng issiq moddaning molekulalaridan eng sovuqqa o'tkazish imkonini beradi. Har xil haroratli jismlar bir-biri bilan bevosita aloqa qilganda issiqlik almashinuvi sodir bo'ladi.

Bu erda issiq tananing molekulalari sovuq tanaga kira olmasligiga e'tibor qaratishimiz kerak. Faqat kinetik energiyaning uzatilishi mavjud bo'lib, bu issiqlikning bir xil taqsimlanishini ta'minlaydi. Energiyaning bunday uzatilishi aloqa qiluvchi jismlar bir tekis isinmaguncha davom etadi. Bunday holda, issiqlik muvozanatiga erishiladi. Ushbu bilimlarga asoslanib, binoning issiqlik izolatsiyasi uchun qanday izolyatsiya materiali kerakligini hisoblash mumkin.

Misning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, boshqa ajoyib xususiyatlar bilan bir qatorda, bu metallga insoniyat tsivilizatsiyasining rivojlanish tarixida muhim o'rin egalladi. Mis va uning qotishmalaridan tayyorlangan mahsulotlar hayotimizning deyarli barcha sohalarida qo'llaniladi.

1

Issiqlik o'tkazuvchanligi - tananing ko'proq qizdirilgan qismlarining zarralari (elektronlar, atomlar, molekulalar) energiyasini uning kamroq isitiladigan qismlari zarralariga o'tkazish jarayoni. Bu issiqlik almashinuvi haroratni tenglashtirishga olib keladi. Tana bo'ylab faqat energiya uzatiladi, materiya harakat qilmaydi. Issiqlik o'tkazish qobiliyatining xarakteristikasi issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti bo'lib, son jihatidan 1 m 2, qalinligi 1 m bo'lgan materialdan birlik haroratda 1 soniyada o'tadigan issiqlik miqdoriga teng. gradient.

20-100 ° S haroratda misning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti 394 Vt / (m) ni tashkil qiladi. * K) - faqat kumush yuqoriroq. Bu ko'rsatkich bo'yicha misdan deyarli 9 baravar, temirdan - 6 baravar kam. jismoniy xususiyatlar metallar. Mis bilan issiqlik uzatish tezligi materialga qo'shilganda yoki natijada yutilganda kamayadi texnologik jarayon kabi moddalar:

• alyuminiy;
• temir;
• kislorod;
• mishyak;
• surma;
• oltingugurt;
• selen;
• fosfor.

Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi issiqlik energiyasining ob'ekt hajmi bo'ylab tez tarqalishi bilan tavsiflanadi. Bu qobiliyat misni ta'minladi keng qo'llanilishi har qanday issiqlik almashinuvi tizimlarida. Sovutgichlardan ortiqcha issiqlikni olib tashlash uchun sovutgichlar, konditsionerlar, vakuum agregatlari, avtomashinalarning quvurlari va radiatorlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Issiqlik moslamalarida bunday mis mahsulotlari isitish uchun ishlatiladi.

Misning issiqlik o'tkazish qobiliyati qizdirilganda pasayadi. Havodagi misning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientining qiymati ikkinchisining haroratiga bog'liq bo'lib, bu issiqlik uzatishga (sovutish) ta'sir qiladi. Harorat qanchalik baland bo'lsa muhit, metall sekinroq soviydi va uning issiqlik o'tkazuvchanligi past bo'ladi. Shuning uchun barcha issiqlik almashinuvchilari fan bilan majburiy havo oqimidan foydalanadilar - bu qurilmalarning samaradorligini oshiradi va ayni paytda issiqlik o'tkazuvchanligini optimal darajada saqlaydi.

2

Alyuminiy va misning issiqlik o'tkazuvchanligi har xil - birinchisida u ikkinchisiga qaraganda 1,5 baravar kam. Alyuminiy uchun bu parametr 202–236 Vt / (m * K) va boshqa metallarga nisbatan ancha yuqori, lekin oltin, mis, kumushdan past. Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi talab qilinadigan alyuminiy va misning ko'lami ushbu materiallarning bir qator boshqa xususiyatlariga bog'liq.

Alyuminiy korroziyaga qarshi xususiyatlarda misdan kam emas va quyidagi ko'rsatkichlardan ustundir:

• alyuminiyning zichligi (o'ziga xos og'irligi) 3 barobar kamroq;
• narxi 3,5 baravar kam.

Shunga o'xshash mahsulot, lekin alyuminiydan tayyorlangan, misdan ancha engilroq. Metallning og'irligi 3 baravar kam talab qilinadiganligi va uning narxi 3,5 baravar past bo'lganligi sababli, alyuminiy qismi taxminan 10 baravar arzon bo'lishi mumkin. Bu va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli alyuminiy idish-tovoqlar, pechlar uchun oziq-ovqat folga ishlab chiqarishda keng qo'llanilishini topdi. Ushbu metall yumshoq bo'lgani uchun u sof shaklda ishlatilmaydi - uning qotishmalari asosan keng tarqalgan (eng mashhuri duralumin).

Turli xil issiqlik almashtirgichlarda asosiy narsa ortiqcha energiyani atrof-muhitga qaytarish tezligi. Bu muammo radiatorni fan yordamida intensiv puflash orqali hal qilinadi. Shu bilan birga, alyuminiyning past issiqlik o'tkazuvchanligi deyarli sovutish sifatiga ta'sir qilmaydi va uskunalar va qurilmalar ancha engilroq va arzonroqdir (masalan, kompyuter va Maishiy texnika). DA yaqin vaqtlar ishlab chiqarishda konditsioner tizimlaridagi mis quvurlarni alyuminiy bilan almashtirish tendentsiyasi kuzatildi.

Mis radio sanoatida, elektr o'tkazuvchan material sifatida deyarli ajralmas hisoblanadi. Yuqori egiluvchanligi tufayli undan diametri 0,005 mm gacha bo'lgan simlarni tortib olish va elektron qurilmalar uchun ishlatiladigan boshqa juda nozik o'tkazuvchan ulanishlarni amalga oshirish mumkin. Alyuminiyga qaraganda yuqori o'tkazuvchanlik minimal yo'qotishlarni va radioelementlarning kamroq isitilishini ta'minlaydi. Issiqlik o'tkazuvchanligi qurilmalarning tashqi elementlariga - korpusga, ta'minot kontaktlariga (masalan, mikrosxemalar, zamonaviy mikroprotsessorlar) ish paytida hosil bo'lgan issiqlikni samarali ravishda olib tashlashga imkon beradi.

Mis shablonlari payvandlashda po'latdan yasalgan qismga kerakli shakldagi sirtni yasash zarur bo'lganda qo'llaniladi. Yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi mis shablonini payvandlangan metallga ulashga imkon bermaydi. Bunday hollarda alyuminiydan foydalanish mumkin emas, chunki u erishi yoki yonib ketishi mumkin. Mis uglerodli payvandlashda ham qo'llaniladi - bu materialning tayog'i iste'mol qilinmaydigan katod bo'lib xizmat qiladi.

3

Ko'p hollarda past issiqlik o'tkazuvchanligi kerakli xususiyatdir - bu issiqlik izolatsiyasining asosidir. Isitish tizimlarida mis quvurlaridan foydalanish quvurlarni va boshqa materiallardan simlarni ishlatishdan ko'ra ko'proq issiqlik yo'qotilishiga olib keladi. Mis quvurlari chuqurroq issiqlik izolatsiyasini talab qiladi.

Mis yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega, bu etarli darajada sabab bo'ladi qiyin jarayon o'rnatish va o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan boshqa ishlar. Payvandlash, lehimlash, misni kesish po'latdan ko'ra ko'proq konsentratsiyali isitishni talab qiladi va ko'pincha metallni oldindan isitish va bir vaqtning o'zida isitish.

Misni gaz bilan payvandlashda bir xil qalinlikdagi po'lat qismlarga qaraganda 1-2 raqamdan yuqori quvvatga ega mash'allardan foydalanish kerak. Mis 8-10 mm dan qalinroq bo'lsa, ikki yoki hatto uchta yondirgich bilan ishlash tavsiya etiladi (ko'pincha payvandlash bitta bilan amalga oshiriladi, boshqalari esa isitiladi). Elektrodlar bilan o'zgaruvchan tokda payvandlash ishlari metallning ko'payishi bilan birga keladi. 300 mm yuqori xromli po'latni kesishga qodir bo'lgan to'sar guruch, bronza (mis qotishmalari) 150 mm gacha va sof misni 50 mm gacha kesish uchun javob beradi. Barcha ishlar sarf materiallari uchun sezilarli darajada yuqori xarajatlar bilan bog'liq.

4

Mis elektronikaning asosiy komponentlaridan biri bo'lib, barcha mikrosxemalarda qo'llaniladi. U oqimning o'tishi paytida hosil bo'lgan issiqlikni olib tashlaydi va tarqatadi. Kompyuterlar tezligining cheklanishi protsessor va boshqa kontaktlarning zanglashiga olib keladigan elementlarini isitishning oshishi bilan bog'liq. soat chastotasi. Bir vaqtning o'zida ishlaydigan bir nechta yadrolarga bo'linish va haddan tashqari issiqlik bilan kurashishning boshqa usullari o'zlarini charchatdi. Hozirgi vaqtda yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega o'tkazgichlarni olishga qaratilgan ishlanmalar olib borilmoqda.

Yaqinda olimlar tomonidan kashf etilgan grafen mis o'tkazgichlarning issiqlik o'tkazuvchanligini va ularning issiqlikni tarqatish qobiliyatini sezilarli darajada oshirishi mumkin. Tajriba davomida mis qatlami har tomondan grafen bilan qoplangan. Bu o'tkazgichning issiqlik o'tkazuvchanligini 25% ga yaxshiladi. Olimlar tushuntirganidek, yangi modda issiqlik uzatish tuzilishini o'zgartiradi va energiyaning metallda erkinroq harakatlanishiga imkon beradi. Ixtiro ishlab chiqilmoqda - tajribada mis o'tkazgich ko'p ishlatilgan katta o'lchamlar protsessorga qaraganda.

- ahamiyati va tarqalishi bo'yicha birinchi strukturaviy material. Bu qadim zamonlardan beri ma'lum bo'lib, uning xususiyatlari shundan iboratki, temirni katta miqdorda eritish o'rganilganda, metall boshqa barcha qotishmalarni almashtirdi. Temir asri keldi va bu vaqt yaqinda tugamaydi. Ushbu maqola sizga temirning o'ziga xos og'irligi nima ekanligini, uning sof shaklda erish nuqtasi nima ekanligini aytib beradi.

Temir odatiy metall bo'lib, kimyoviy jihatdan faoldir. Modda bilan reaksiyaga kirishadi normal harorat, va isitish yoki namlikni oshirish uning reaktivligini sezilarli darajada oshiradi. Temir havoda korroziyaga uchraydi, toza kislorodli atmosferada yonadi va mayda chang shaklida ham havoda yonishi mumkin.

Sof temir egiluvchan, ammo bu shaklda metall juda kam uchraydi. Darhaqiqat, temir kichik miqdordagi aralashmalarga ega bo'lgan qotishmadir - 0,8% gacha, bu toza moddaning yumshoqligi va egiluvchanligi bilan ajralib turadi. uchun ma'nosi Milliy iqtisodiyot uglerodli qotishmalarga ega - po'lat, quyma temir, zanglamaydigan po'lat.

Polimorfizm temirga xosdir: tuzilishi va panjara parametrlarida farq qiluvchi 4 ta modifikatsiya mavjud:

• a-Fe - noldan +769 S gacha mavjud. U jismga yoʻnaltirilgan kubik panjaraga ega va ferromagnitdir, yaʼni tashqi taʼsir boʻlmaganda magnitlanishni saqlaydi. magnit maydon. +769 S - Metall uchun Kyuri nuqtalari;
• +769 dan +917 C gacha, b-Fe paydo bo'ladi. U a-fazadan faqat panjara parametrlari bilan farq qiladi. Bunday holda, magnitdan tashqari deyarli barcha jismoniy xususiyatlar saqlanib qoladi: temir paramagnit bo'ladi, ya'ni magnitlanish qobiliyatini yo'qotadi va magnit maydonga tortiladi. Metall fan b-fazani alohida modifikatsiya deb hisoblamaydi. Chunki o'tish sezilarli ta'sir qilmaydi jismoniy xususiyatlar;
• 917 dan 1394 S gacha bo'lgan oraliqda g-modifikatsiya mavjud bo'lib, u yuzga markazlashtirilgan kubik panjara bilan tavsiflanadi;
• +1394 C dan yuqori haroratlarda d-faza paydo bo'lib, u tanaga markazlashtirilgan kubik panjara bilan tavsiflanadi.

Da Yuqori bosim, shuningdek, metallni ba'zi qo'shimchalar bilan qotishganda, olti burchakli yaqin o'ralgan panjarali e-faza hosil bo'ladi.

Fazali o'tishlarning harorati bir xil uglerod bilan doping paytida sezilarli darajada o'zgaradi. Aslida, temirning juda ko'p modifikatsiyalarni hosil qilish qobiliyati po'latni turli xil ishlov berish uchun asos bo'lib xizmat qiladi. harorat sharoitlari. Bunday o'tishlarsiz metall bu qadar keng tarqalmagan bo'lardi.

Endi navbat temir metallning xususiyatlari.

Ushbu video temirning tuzilishi haqida gapirib beradi:

Metallning xususiyatlari va xususiyatlari

Temir juda engil, o'rtacha darajada o'tga chidamli metall, kumush-kulrang rangga ega. U suyultirilgan kislotalar bilan oson reaksiyaga kirishadi va shuning uchun o'rta faollik elementi hisoblanadi. Quruq havoda metall asta-sekin oksidli plyonka bilan qoplanadi, bu esa keyingi reaktsiyaga to'sqinlik qiladi.

Ammo eng kichik namlikda, plyonka o'rniga zang paydo bo'ladi - bo'shashmasdan va tarkibida heterojen. Zang temirning keyingi korroziyasini oldini olmaydi. Biroq, metallning jismoniy xususiyatlari va eng muhimi, uning uglerod bilan qotishmalari shundayki, korroziyaga chidamliligi past bo'lishiga qaramay, temirdan foydalanish ko'proq oqlanadi.

Massa va zichlik

Temirning molekulyar og'irligi 55,8 ga teng, bu moddaning nisbatan engilligini ko'rsatadi. Temirning zichligi qanday? Ushbu ko'rsatkich fazani o'zgartirish bilan belgilanadi:

• a-Fe - 7,87 g / kub. sm 20 C da va 7,67 g / kub. sm 600 S da;
• g-faza yanada pastroq zichlik bilan ajralib turadi - 1000C da 7,59 g / cc;
• d-fazaning zichligi 7,409 g/sm3 ni tashkil qiladi.

Harorat ko'tarilgach, temirning zichligi tabiiy ravishda kamayadi.

Va endi keling, masalan, quyma temir yoki temir bilan taqqoslab, Tselsiy bo'yicha temirning erish nuqtasi nima ekanligini bilib olaylik.

Harorat diapazoni

Metall o'rtacha darajada o'tga chidamli deb tasniflanadi, bu agregatsiya holatining o'zgarishining nisbatan past haroratini bildiradi:

• erish nuqtasi - 1539 S;
• qaynash nuqtasi - 2862 S;
• Kyuri harorati, ya'ni magnitlanish qobiliyatini yo'qotish - 719 S.

Shuni yodda tutish kerakki, erish yoki qaynash nuqtasi haqida gapirganda, ular moddaning d-fazasi bilan shug'ullanadi.

Ushbu video sizga jismoniy va haqida gapirib beradi kimyoviy xossalari bez:

Mexanik xususiyatlar

Temir va uning qotishmalari shunchalik keng tarqalganki, ular, masalan, keyinroq ishlatila boshlagan bo'lsalar ham, ular o'ziga xos standartga aylandi. Metalllarni solishtirganda ular temirga ishora qiladilar: po'latdan kuchliroq, temirdan 2 marta yumshoqroq va hokazo.

Kichik miqdordagi aralashmalarni o'z ichiga olgan metall uchun xarakteristikalar berilgan:

• Mohs shkalasi bo'yicha qattiqlik - 4-5;
• Brinell qattiqligi - 350-450 Mn / sq. m Bundan tashqari, kimyoviy toza temir yuqori qattiqlikka ega - 588–686;

Kuchlilik ko'rsatkichlari iflosliklarning miqdori va tabiatiga juda bog'liq. Ushbu qiymat qotishma yoki sof metallning har bir markasi uchun GOST tomonidan tartibga solinadi. Shunday qilib, qotishmagan po'lat uchun yakuniy bosim kuchi 400-550 MPa ni tashkil qiladi. Ushbu sinfni qattiqlashtirganda, kuchlanish kuchi 700 MPa ga oshadi.

• metallning zarba kuchi 300 MN/sq m;
• hosildorlik -100 MN/kv. m.

Temirning o'ziga xos issiqlik sig'imini aniqlash uchun nima kerakligi haqida ko'proq bilib olamiz.

Issiqlik sig'imi va issiqlik o'tkazuvchanligi

Har qanday metall singari, temir ham issiqlikni o'tkazadi, garchi uning bu sohadagi ko'rsatkichlari past bo'lsa-da: issiqlik o'tkazuvchanligi bo'yicha metall alyuminiydan - 2 barobar kamroq va - 5 barobar.

25 ° S haroratda issiqlik o'tkazuvchanligi 74,04 Vt / (m · K). Qiymat haroratga bog'liq;

• 100 K da issiqlik o'tkazuvchanligi 132 [Vt / (m.K)];
• 300 K da - 80,3 [Vt / (m.K)];
• 400 da - 69,4 [Vt / (m.K)];
• va 1500 da - 31,8 [Vt / (m.K)].

• 20 S haroratda termal kengayish koeffitsienti 11,7 10-6 ga teng.
• Metallning issiqlik sig'imi uning fazaviy tuzilishi bilan belgilanadi va haroratga juda bog'liq. 250 C gacha ko'tarilishi bilan issiqlik sig'imi asta-sekin o'sib boradi, so'ngra Kyuri nuqtasiga yetguncha keskin ortadi va keyin pasayishni boshlaydi.
• 0 dan 1000C gacha bo'lgan harorat oralig'ida solishtirma issiqlik sig'imi 640,57 J/(kg K) ni tashkil qiladi.

Elektr o'tkazuvchanligi

Temir oqim o'tkazadi, lekin mis va kumush kabi deyarli emas. At metallning o'ziga xos elektr qarshiligi normal sharoitlar– 9,7 10-8 ohm.

Temir ferromagnit bo'lganligi sababli, uning ushbu sohadagi ishlashi muhimroqdir:

• to'yinganlik magnit induksiyasi 2,18 T;
• magnit o'tkazuvchanligi - 1.45.106.

Toksiklik

Metall inson tanasi uchun xavf tug'dirmaydi. po'lat va temir mahsulotlarini ishlab chiqarish xavfli bo'lishi mumkin, lekin faqat yuqori haroratlar va turli qotishmalarni ishlab chiqarishda ishlatiladigan qo'shimchalar tufayli. Temir chiqindilari - metallolom, atrof-muhit uchun xavf tug'diradi, lekin juda o'rtacha, chunki metall havoda zanglaydi.

Temir biologik inertlikka ega emas, shuning uchun u protezlash uchun material sifatida ishlatilmaydi. Biroq, ichida inson tanasi bu element eng muhim rollardan birini o'ynaydi: temirning so'rilishining buzilishi yoki dietada uning etarli emasligi anemiyani eng yaxshi tarzda kafolatlaydi.

Temir juda qiyinchilik bilan so'riladi - tanaga etkazib beriladigan umumiy miqdorning 5-10% yoki agar u etishmasa 10-20%.

• Oddiy kundalik ehtiyoj temirda erkaklar uchun 10 mg va ayollar uchun 20 mg.
• Toksik doza kuniga 200 mg ni tashkil qiladi.
• O'limga olib keladigan - 7-35 g.Bunday miqdorda temirni olish deyarli mumkin emas, shuning uchun temir bilan zaharlanish juda kam uchraydi.

Temir - bu jismoniy xususiyatlari, xususan, kuchi, murojaat qilish orqali sezilarli darajada o'zgarishi mumkin bo'lgan metalldir ishlov berish yoki juda oz miqdorda qotishma elementlarning qo'shilishi. Bu xususiyat metallni olishning mavjudligi va qulayligi bilan birgalikda temirni eng ko'p talab qilinadigan strukturaviy materialga aylantiradi.

Mutaxassis sizga quyidagi videoda temirning xususiyatlari haqida ko'proq ma'lumot beradi:

Issiqlik o'tkazuvchanligi - bu materiallarning issiqlik o'tkazish qobiliyatini belgilaydigan jismoniy miqdor. Boshqacha qilib aytganda, issiqlik o'tkazuvchanligi - bu moddalarning atomlar va molekulalarning kinetik energiyasini ular bilan bevosita aloqada bo'lgan boshqa moddalarga o'tkazish qobiliyati. SIda bu qiymat Vt/(K*m) (Kelvin metr uchun vatt) bilan o'lchanadi, bu J/(s*m*K) (Joule/soniya Kelvin metr) ga teng.

Issiqlik o'tkazuvchanligi haqida tushuncha

Bu intensiv jismoniy miqdor, ya'ni materiyaning ikkinchi miqdoriga bog'liq bo'lmagan xususiyatini tavsiflovchi miqdor. Intensiv miqdorlar ham harorat, bosim, elektr o'tkazuvchanlikdir, ya'ni bu xususiyatlar bir xil moddaning istalgan nuqtasida bir xil bo'ladi. Jismoniy miqdorlarning yana bir guruhi ekstensiv bo'lib, ular moddaning miqdori, masalan, massa, hajm, energiya va boshqalar bilan belgilanadi.

Issiqlik o'tkazuvchanligining qarama-qarshi qiymati issiqlik qarshiligi bo'lib, u materialning u orqali o'tadigan issiqlik o'tkazilishini oldini olish qobiliyatini aks ettiradi. Izotrop material, ya'ni barcha fazoviy yo'nalishlarda xossalari bir xil bo'lgan material uchun issiqlik o'tkazuvchanligi skalyar kattalik bo'lib, vaqt birligida birlik maydoni bo'ylab issiqlik oqimining harorat gradientiga nisbati sifatida aniqlanadi. Shunday qilib, bir metrga bir vatt issiqlik o'tkazuvchanligi - Kelvin bir Joulning issiqlik energiyasi material orqali uzatilishini anglatadi:

• bir soniyada;
• bir kvadrat metr maydon orqali;
• bir metr masofada;
• materialda bir metr masofada joylashgan sirtlar orasidagi harorat farqi bir Kelvin bo'lganda.

Nima ekanligi aniq ko'proq qiymat issiqlik o'tkazuvchanligi, material issiqlikni yaxshiroq o'tkazadi va aksincha. Misol uchun, mis uchun bu qiymatning qiymati 380 Vt / (m * K) ni tashkil qiladi va bu metall issiqlik o'tkazuvchanligi 0,035 Vt / (m * K) bo'lgan poliuretanga qaraganda issiqlikni 10 000 marta yaxshi o'tkazadi.

Molekulyar darajada issiqlik uzatish

Modda qizdirilganda uning tarkibidagi zarrachalarning o'rtacha kinetik energiyasi ortadi, ya'ni tartibsizlik darajasi oshadi, atomlar va molekulalar materialdagi muvozanat pozitsiyalari atrofida kuchliroq va kattaroq amplituda tebranishni boshlaydi. Makroskopik darajada Furye qonuni bilan tavsiflanishi mumkin bo'lgan issiqlik almashinuvi molekulyar darajada almashinuvdir. kinetik energiya moddaning zarralari (atomlari va molekulalari) o'rtasida, ikkinchisini o'tkazmasdan.

Molekulyar darajadagi issiqlik o'tkazuvchanligi mexanizmining bunday tushuntirishi uni issiqlik konvektsiya mexanizmidan ajratib turadi, bunda issiqlik almashinuvi moddalarning o'tkazilishi tufayli sodir bo'ladi. Hammasi qattiq jismlar issiqlik o'tkazish qobiliyatiga ega, termal konvektsiya faqat suyuqlik va gazlarda mumkin. Darhaqiqat, qattiq jismlar issiqlikni asosan issiqlik o'tkazuvchanligi tufayli, suyuqliklar va gazlar, agar ularda harorat gradientlari bo'lsa, issiqlikni asosan konveksiya jarayonlari tufayli uzatadi.

Materiallarning issiqlik o'tkazuvchanligi

Metalllar issiqlikni o'tkazish qobiliyatiga ega. Polimerlar past issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi va ularning ba'zilari amalda issiqlik o'tkazmaydi, masalan, shisha tolali, bunday materiallar issiqlik izolyatorlari deb ataladi. Kosmosda u yoki bu issiqlik oqimi mavjud bo'lishi uchun bu bo'shliqda qandaydir moddaning mavjudligi zarur, shuning uchun ochiq joy(bo'sh joy) issiqlik o'tkazuvchanligi nolga teng.

Har bir bir hil (bir hil) material issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti (yunoncha lambda harfi bilan belgilanadi), ya'ni 1 m² maydon orqali qancha issiqlik o'tkazilishi kerakligini aniqlaydigan qiymat bilan tavsiflanadi. bir soniyada bir metr qalinlikdagi materialdan o'tib, uning uchlaridagi harorat 1 K ga o'zgaradi. Bu xususiyat har bir materialga xosdir va uning haroratiga qarab o'zgaradi, shuning uchun bu koeffitsient odatda xona haroratida (300 K) o'lchanadi. turli moddalarning xususiyatlarini solishtirish.

Agar material heterojen bo'lsa, masalan, temir-beton, unda foydali issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti tushunchasi kiritiladi, bu materialni tashkil etuvchi bir hil moddalarning koeffitsientlari bo'yicha o'lchanadi.

Quyidagi jadvalda 300 K (27 ° C) harorat uchun ba'zi metallar va qotishmalarning Vt / (m * K) issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientlari ko'rsatilgan:

• po'lat 47-58;
• alyuminiy 237;
• mis 372,1-385,2;
• bronza 116-186;
• sink 106-140;
• titan 21,9;
• qalay 64,0;
• qo'rg'oshin 35,0;
• temir 80,2;
• guruch 81-116;
• oltin 308,2;
• kumush 406,1-418,7.

Quyidagi jadvalda metall bo'lmagan qattiq moddalar bo'yicha ma'lumotlar keltirilgan:

• shisha tolasi 0,03-0,07;
• shisha 0,6-1,0;
• asbest 0,04;
• daraxt 0,13;
• kerosin 0,21;
• g'isht 0,80;
• olmos 2300.

Ko'rib chiqilgan ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi metall bo'lmaganlarga qaraganda ancha yuqori. Istisno olmos bo'lib, u misdan besh marta issiqlik uzatish koeffitsientiga ega. Olmosning bu xossasi uning kristall panjarasini tashkil etuvchi uglerod atomlari orasidagi kuchli kovalent bog‘lanish bilan bog‘liq. Aynan shu xususiyat tufayli odam olmosni lablari bilan tegizganda sovuqni his qiladi. Olmosning xususiyati yaxshi muhosaba qilinadi issiqlik energiyasi mikroelektronikada mikrosxemalardan issiqlikni olib tashlash uchun ishlatiladi. Va shuningdek, bu xususiyat haqiqiy olmosni soxtadan ajratishga imkon beruvchi maxsus qurilmalarda qo'llaniladi.

Ba'zi sanoat jarayonlarida yaxshi o'tkazgichlar yoki strukturaning tarkibiy qismlari orasidagi aloqa maydonini oshirish orqali erishiladigan issiqlikni uzatish qobiliyatini oshirishga harakat qilinadi. Bunday tuzilmalarga issiqlik almashinuvchilari va issiqlik dissipatorlari misol bo'la oladi. Boshqa hollarda, aksincha, ular issiqlik izolyatorlaridan foydalanish, tuzilmalardagi bo'shliqlar va elementlarning aloqa maydonini kamaytirish orqali erishiladigan issiqlik o'tkazuvchanligini kamaytirishga harakat qilishadi.

Cheliklarning issiqlik uzatish koeffitsientlari

Chelik uchun issiqlikni uzatish qobiliyati ikkita asosiy omilga bog'liq: tarkibi va harorat.

Uglerod miqdori ko'paygan oddiy uglerodli po'latlar ularning solishtirma og'irligini pasaytiradi, unga ko'ra ularning issiqlik uzatish qobiliyati ham po'latdagi uglerod ulushi 0,5 dan 1,5% gacha o'zgarishi bilan 54 dan 36 Vt / (m * K) gacha kamayadi. .

Zanglamaydigan po'latlar tarkibida xrom (10% yoki undan ko'p) mavjud bo'lib, u uglerod bilan birgalikda materialning oksidlanishiga to'sqinlik qiluvchi murakkab karbidlarni hosil qiladi, shuningdek, metallning elektrod potentsialini oshiradi. Zanglamaydigan po'latdan issiqlik o'tkazuvchanligi boshqa po'latlarga nisbatan past va uning tarkibiga qarab 15 dan 30 Vt / (m * K) gacha. Issiqlikka chidamli xrom-nikel po'latlari ushbu koeffitsientning (11-19 Vt / (m * K) qiymatidan ham pastroq qiymatlarga ega.

Boshqa bir sinf o'ziga xos og'irligi 7850 kg / m3 bo'lgan galvanizli po'latdir, ular temir va sink bilan po'latni qoplash orqali olinadi. Sink issiqlikni temirga qaraganda osonroq o'tkazganligi sababli, galvanizli po'latning issiqlik o'tkazuvchanligi boshqa po'lat navlariga nisbatan nisbatan yuqori bo'ladi. U 47 dan 58 Vt / (m * K) gacha.

Po'latning issiqlik o'tkazuvchanligi at har xil haroratlar odatda ko'p o'zgarmaydi. Masalan, 20 po'latning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti haroratning xona haroratidan 1200 ° C gacha ko'tarilishi bilan 86 dan 30 Vt / (m * K) gacha kamayadi va 08X13 po'lat sinfi uchun harorat 100 dan 900 ° gacha ko'tariladi. C issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsientini o'zgartirmaydi (27-28 Vt / (m * K).

Jismoniy miqdorga ta'sir qiluvchi omillar

Issiqlik o'tkazish qobiliyati moddaning harorati, tuzilishi va elektr xususiyatlari kabi bir qator omillarga bog'liq.

Materialning harorati

Haroratning issiqlik o'tkazish qobiliyatiga ta'siri metallar va metall bo'lmaganlar uchun farq qiladi. Metallarda o'tkazuvchanlik asosan erkin elektronlar bilan bog'liq. Wiedemann-Franz qonuniga ko'ra, metallning issiqlik o'tkazuvchanligi Kelvinda ifodalangan mutlaq harorat va uning elektr o'tkazuvchanligi mahsulotiga proportsionaldir. Sof metallarda haroratning oshishi bilan elektr o'tkazuvchanligi pasayadi, shuning uchun issiqlik o'tkazuvchanligi taxminan doimiy bo'lib qoladi. Qotishmalarda harorat oshishi bilan elektr o'tkazuvchanligi kam o'zgaradi, shuning uchun qotishmalarning issiqlik o'tkazuvchanligi haroratga mutanosib ravishda ortadi.

Boshqa tomondan, metall bo'lmaganlarda issiqlik uzatish, asosan, panjara tebranishlari va panjara fononlarining almashinuvi bilan bog'liq. Kristallardan tashqari Yuqori sifat va past haroratlar, da to'rdagi fonon yo'li sezilarli darajada kamaymaydi yuqori haroratlar, shuning uchun issiqlik o'tkazuvchanligi butun harorat oralig'ida doimiy bo'lib qoladi, ya'ni ahamiyatsiz. Debay haroratidan past haroratlarda metall bo'lmaganlarning issiqlik sig'imi bilan birga issiqlik o'tkazish qobiliyati sezilarli darajada kamayadi.

Fazali o'tishlar va tuzilishi

Agar material qattiqdan suyuqlikka yoki suyuqlikdan gazga birinchi darajali fazaga o'tishni boshdan kechirsa, uning issiqlik o'tkazuvchanligi o'zgarishi mumkin. Bunday o'zgarishning yorqin misoli muz (2,18 Vt / (m * K) va suv (0,90 Vt / (m * K)) uchun bu jismoniy miqdorning farqidir.

Materiallarning kristall tuzilishidagi o'zgarishlar issiqlik o'tkazuvchanligiga ham ta'sir qiladi, bu bir xil tarkibdagi moddaning turli xil allotropik modifikatsiyalarining anizotropik xususiyatlari bilan izohlanadi. Anizotropiya panjara fononlari, metall bo'lmaganlarda asosiy issiqlik tashuvchilar va kristallda turli yo'nalishlarda tarqalishining turli intensivligiga ta'sir qiladi. Bu yerda asosiy misol sapfir bo'lib, uning o'tkazuvchanligi yo'nalishga qarab 32 dan 35 Vt / (m * K) gacha o'zgarib turadi.

elektr o'tkazuvchanligi

Wiedemann-Franz qonuniga ko'ra metallardagi issiqlik o'tkazuvchanligi elektr o'tkazuvchanligi bilan birga o'zgaradi. Buning sababi shundaki, valent elektronlar metallning kristall panjarasi bo'ylab erkin harakatlanib, nafaqat elektr, balki issiqlik energiyasini ham tashiydi. Boshqa materiallar uchun elektron komponentning issiqlik o'tkazuvchanligiga ahamiyatsiz hissa qo'shganligi sababli, ushbu turdagi o'tkazuvchanlik o'rtasidagi bog'liqlik aniq emas (metall bo'lmaganlarda, panjara fononlari issiqlik uzatish mexanizmida asosiy rol o'ynaydi).

konveksiya jarayoni

Havo va boshqa gazlar odatda konveksiya bo'lmaganda yaxshi issiqlik izolyatorlari hisoblanadi. Ushbu tamoyil o'z ichiga olgan ko'plab issiqlik izolyatsion materiallarning ishiga asoslangan ko'p miqdorda kichik bo'shliqlar va teshiklar. Ushbu struktura konvektsiyaning uzoq masofalarga tarqalishiga imkon bermaydi. Bunday sun'iy materiallarga misollar polistirol va silitsid aerogeldir. Tabiatda hayvonlarning terisi va qushlarning patlari kabi issiqlik izolyatorlari bir xil printsip asosida ishlaydi.

Vodorod va gel kabi engil gazlar yuqori issiqlik o'tkazuvchanlik ko'rsatkichlariga ega, argon, ksenon va radon kabi og'ir gazlar esa yomon issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Misol uchun, havodan og'irroq bo'lgan inert gaz ko'pincha er-xotin derazalar va lampochkalarda issiqlik o'tkazmaydigan gaz to'ldiruvchisi sifatida ishlatiladi. Istisno - bu og'ir gaz bo'lgan va yuqori issiqlik sig'imi tufayli nisbatan yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan oltingugurt geksaflorid (SF6).