Hangat- Ini adalah salah satu bentuk energi yang terkandung dalam pergerakan atom dalam materi. Kami mengukur energi gerakan ini dengan termometer, meski tidak secara langsung.
Seperti semua jenis energi lainnya, panas dapat berpindah dari satu tubuh ke tubuh lainnya. Ini selalu terjadi bila ada mayat suhu yang berbeda. Selain itu, mereka bahkan tidak perlu bersentuhan, karena ada beberapa cara untuk memindahkan panas. Yaitu:
Konduktivitas termal. Ini adalah perpindahan panas melalui kontak langsung antara dua benda. (Hanya ada satu benda jika bagian-bagiannya mempunyai suhu yang berbeda.) Terlebih lagi, semakin besar perbedaan suhu antara benda dan benda tersebut. wilayah yang lebih besar kontak mereka - semakin banyak panas yang ditransfer setiap detik. Selain itu, jumlah panas yang dipindahkan bergantung pada bahannya - misalnya, sebagian besar logam menghantarkan panas dengan baik, tetapi kayu dan plastik jauh lebih buruk. Besaran yang mencirikan kemampuan perpindahan panas ini juga disebut konduktivitas termal (lebih tepatnya, koefisien konduktivitas termal), yang dapat menimbulkan kebingungan.
Jika perlu untuk mengukur konduktivitas termal suatu bahan, maka hal ini biasanya dilakukan dalam percobaan berikut: sebuah batang dibuat dari bahan yang diinginkan dan salah satu ujungnya dipertahankan pada satu suhu dan ujung lainnya pada suhu yang berbeda, misalnya lebih rendah, suhu. Misalkan, ujung yang dingin dimasukkan ke dalam air dengan es - dengan cara ini ujung yang dingin akan tetap terjaga suhu konstan, dan dengan mengukur laju pencairan es, seseorang dapat menilai jumlah panas yang diterima. Membagi jumlah panas (atau lebih tepatnya, daya) dengan perbedaan suhu dan penampang batang dan mengalikannya dengan panjangnya, kita memperoleh koefisien konduktivitas termal, diukur, sebagai berikut di atas, dalam J * m / K * m 2 * s, yaitu dalam W / K*m. Di bawah ini Anda melihat tabel konduktivitas termal beberapa bahan.
| Bahan | Konduktivitas termal, W/(m K) |
| Berlian | 1001—2600 |
| Perak | 430 |
| Tembaga | 401 |
| Berilium oksida | 370 |
| Emas | 320 |
| Aluminium | 202—236 |
| Silikon | 150 |
| Kuningan | 97—111 |
| Kromium | 107 |
| Besi | 92 |
| Platinum | 70 |
| Timah | 67 |
| Seng oksida | 54 |
| Baja | 47 |
| Aluminium oksida | 40 |
| Kuarsa | 8 |
| Granit | 2,4 |
| Beton padat | 1,75 |
| Basal | 1,3 |
| Kaca | 1-1,15 |
| Pasta termal KPT-8 | 0,7 |
| Air di kondisi normal | 0,6 |
| Bata konstruksi | 0,2—0,7 |
| Kayu | 0,15 |
| Minyak bumi | 0,12 |
| Salju segar | 0,10—0,15 |
| Benang halus dr kaca | 0,032-0,041 |
| Wol batu | 0,034-0,039 |
| Udara (300 K, 100 kPa) | 0,022 |
Seperti dapat dilihat, konduktivitas termal berbeda-beda beberapa kali lipat. Berlian dan beberapa oksida logam menghantarkan panas dengan sangat baik (dibandingkan dengan dielektrik lainnya);
Namun kita terbiasa berpikir bahwa udara menghantarkan panas dengan baik, tetapi kapas tidak, meskipun 99% terdiri dari udara. Intinya adalah konveksi. Udara panas lebih ringan dari udara dingin dan “mengambang” ke atas, menghasilkan sirkulasi udara yang konstan di sekitar benda yang panas atau sangat dingin. Konveksi meningkatkan perpindahan panas dengan urutan besarnya: tanpa konveksi, akan sangat sulit untuk merebus sepanci air tanpa terus mengaduknya. Dan berkisar antara 0°C hingga 4°C air saat dipanaskan menyusut, yang mengarah ke konveksi dalam arah yang berlawanan dari biasanya. Hal ini mengarah pada fakta bahwa, berapa pun suhu udaranya, di dasar danau yang dalam, suhunya selalu ditetapkan pada 4°C.
Untuk mengurangi perpindahan panas, udara dipompa keluar dari ruang antara dinding termos. Namun perlu dicatat bahwa konduktivitas termal udara sedikit bergantung pada tekanan hingga 0,01 mm Hg, yaitu batas vakum dalam. Fenomena ini dijelaskan oleh teori gas.
Metode perpindahan panas lainnya adalah radiasi. Semua benda mengeluarkan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik, namun hanya yang bersuhu cukup panas (~600°C) yang mengeluarkan emisi dalam rentang cahaya tampak. Kekuatan radiasi, bahkan pada suhu kamar, cukup tinggi - sekitar 40 mW per 1 cm 2. Dari segi luas permukaan tubuh manusia(~1m2) ini akan menjadi 400W. Satu-satunya anugrah adalah bahwa di lingkungan kita yang biasa, semua tubuh di sekitar kita juga memancarkan kekuatan yang kurang lebih sama. Omong-omong, kekuatan radiasi sangat bergantung pada suhu (seperti T 4), menurut hukum Stefan-Boltzmann. Perhitungan menunjukkan bahwa, misalnya, pada suhu 0°C kekuatan radiasi termal kira-kira satu setengah kali lebih lemah dibandingkan pada suhu 27°C.
Berbeda dengan konduktivitas termal, radiasi dapat merambat dalam ruang hampa - berkat itulah organisme hidup di Bumi menerima energi Matahari. Jika perpindahan panas melalui radiasi tidak diinginkan, maka perpindahan panas tersebut diminimalkan dengan menempatkan partisi buram antara benda dingin dan panas, atau penyerapan radiasi (dan emisi, pada tingkat yang sama persis) dikurangi dengan menutupi permukaan dengan lapisan tipis. lapisan cermin dari logam, misalnya perak.
- Data konduktivitas termal diambil dari Wikipedia, dan diperoleh dari buku referensi seperti:
- "Kuantitas fisis" ed. I.S.Grigorieva
- Buku Pegangan Kimia dan Fisika CRC
- Penjelasan lebih rinci mengenai konduktivitas termal dapat ditemukan dalam buku teks fisika, misalnya dalam “ Fisika umum»D.V.Sivukhina (Volume 2). Volume 4 memiliki bab yang didedikasikan untuk radiasi termal(termasuk hukum Stefan-Boltzmann)
Konduktivitas Termal - Baja Paduan
Halaman 1
Konduktivitas termal baja paduan jauh lebih rendah dibandingkan baja karbon. Oleh karena itu, pemanasan baja paduan, untuk menghindari terbentuknya retakan dan lengkungan, harus dilakukan dengan sangat lambat. Dalam beberapa kasus, ketika dipanaskan hingga suhu tinggi penghentian suhu dilakukan untuk menyamakan suhu di seluruh volume produk. Berkurangnya konduktivitas termal baja paduan juga memerlukan peningkatan waktu penahanan.
Konduktivitas termal baja paduan lebih kecil dibandingkan konduktivitas termal baja karbon, sehingga produk yang terbuat dari baja tersebut perlu dipanaskan lebih lambat.
Rendahnya konduktivitas listrik dan konduktivitas termal baja paduan yang mengandung unsur nikel, kromium, mangan, silikon dan lainnya dijelaskan oleh pembentukan unsur-unsur tersebut. solusi yang solid dengan besi.
Di samping itu komposisi kimia, konduktivitas termal baja paduan sangat dipengaruhi oleh kondisinya.
Konduktivitas termal titanium adalah -14 0 W/m derajat, yang sedikit lebih rendah dari konduktivitas termal baja paduan. Bahannya ditempa dengan baik, dicap, dan diproses dengan cara dipotong. Pengelasan produk titanium dilakukan dengan elektroda tungsten dalam atmosfer pelindung argon. DI DALAM akhir-akhir ini titanium digunakan untuk pembuatan berbagai macam pipa, lembaran, dan produk canai.
Konduktivitas termal titanium adalah -14 0 W / (m - K), yang sedikit lebih rendah dari konduktivitas termal baja paduan. Bahannya ditempa dengan baik, dicap, dan diproses dengan cara dipotong. Pengelasan produk titanium dilakukan dengan elektroda tungsten dalam atmosfer pelindung argon. Baru-baru ini, titanium telah digunakan untuk pembuatan berbagai macam pipa, lembaran, dan produk canai.
Kehilangan panas dapat ditentukan berdasarkan hukum konduktivitas termal, menghitung tinggi kerucut dan luas rata-rata penampang dalam bentuk cincin, masing-masing sesuai dengan panjang dan luas tempat panas dihantarkan. Konduktivitas termal baja paduan berubah seiring suhu.
Elemen paduan secara signifikan mengurangi konduktivitas termal baja. Konduktivitas termal baja paduan bisa beberapa kali lebih rendah dibandingkan baja karbon sederhana, sehingga baja paduan harus dipanaskan untuk perlakuan panas lebih lambat dan merata dibandingkan baja karbon. Jika tidak, produk dapat melengkung atau retak.
Konduktivitas termal baja paduan rendah berada pada level 33 - 35 W/(m-deg) pada suhu kamar dan menurun seiring dengan meningkatnya suhu. Jika konduktivitas termal baja paduan pada suhu kamar adalah 23 - 36 W/(m-derajat), maka perubahannya sedikit dengan meningkatnya suhu. Jika konduktivitas termal kurang dari 23 W/(m derajat), maka R meningkat dengan meningkatnya suhu. Jadi, pada suhu tinggi (800 - 1200 C), koefisien konduktivitas termal baja dari berbagai tingkatan praktis disamakan.
Perbedaan perlakuan panas baja paduan dan baja karbon terletak pada pilihan suhu dan laju pemanasan, waktu penahanan pada suhu tersebut dan metode pendinginan. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konduktivitas termal baja paduan jauh lebih kecil daripada baja karbon karena adanya unsur paduan pada baja paduan.
Tergantung ketersediaan berbagai jenis pengotor (paduan), koefisien konduktivitas termal logam menurun tajam. Misalnya, peningkatan kandungan karbon dalam baja menyebabkan penurunan konduktivitas termal. Koefisien konduktivitas termal baja paduan karena aditif bahkan lebih rendah. Pada suhu 100 C, koefisien konduktivitas termal besi armco (99 9% Fe) adalah 60, yaitu sekitar 5 kali lebih tinggi dari K baja austenitik paduan tinggi. Dalam hal ini, peningkatan suhu menyebabkan peningkatan koefisien konduktivitas termal baja paduan tinggi. Sebaliknya, koefisien konduktivitas termal karbon dan baja paduan rendah menurun seiring dengan meningkatnya suhu.
Perlakuan panas terhadap baja paduan memiliki fitur teknologi tersendiri. Perbedaan tersebut terdiri dari perbedaan suhu pemanasan dan laju pendinginan, penahanan pada suhu tertentu, dan metode pendinginan. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa konduktivitas termal baja paduan lebih rendah, sehingga harus dipanaskan dengan hati-hati, terutama jika mengandung tungsten. Poin kritis baja paduan juga tidak sama dan sangat berbeda dengan baja karbon.
Halaman: 1 2
www.ngpedia.ru
Kepadatan besi, panas spesifik, konduktivitas termal: tabel sifat
Tabel menunjukkan massa jenis besi d, serta nilai kapasitas panas spesifiknya Cp, difusivitas termal a, koefisien konduktivitas termal λ, resistivitas listrik ρ, fungsi Lorentz L/L0 pada suhu yang berbeda- dalam kisaran 100 hingga 2000 K.
Sifat-sifat besi sangat bergantung pada suhu: ketika logam ini dipanaskan, kepadatannya, konduktivitas termal dan difusivitas termal menurun, dan nilai kapasitas panas spesifik besi meningkat.
Massa jenis besi adalah 7870 kg/m3 pada suhu kamar. Ketika besi dipanaskan, massa jenisnya berkurang. Karena besi merupakan unsur utama dalam baja, maka massa jenis besi menentukan nilai massa jenis baja. Ketergantungan massa jenis besi pada suhu lemah - ketika dipanaskan, massa jenis logam berkurang dan mengambil nilai minimum 7040 kg/m3 pada titik leleh 1810 K atau 1537 °C.
Kapasitas kalor jenis besi menurut tabel adalah 450 J/(kg derajat) pada suhu 27°C. Tergantung pada strukturnya panas spesifik besi padat berubah secara berbeda dengan meningkatnya suhu. Nilai-nilai dalam tabel menunjukkan karakteristik maksimum kapasitas panas besi di dekat Tc dan lompatan selama transisi struktural dan selama peleburan.
Dalam keadaan cair, sifat-sifat besi mengalami perubahan. Dengan demikian, massa jenis besi cair berkurang menjadi sama dengan 7040 kg/m3. Kapasitas kalor jenis besi dalam keadaan cair adalah 835 J/(kg derajat), dan konduktivitas termal besi menurun hingga 39 W/(m derajat). Pada saat yang sama, yang spesifik hambatan listrik logam ini meningkat dan pada 2000 K bernilai 138·10-8 Ohm·m.
Konduktivitas termal besi pada suhu kamar adalah 80 W/(m derajat). Dengan meningkatnya suhu, konduktivitas termal besi menurun - ia memiliki nilai negatif koefisien suhu pada kisaran suhu 100-1042 K, dan kemudian mulai sedikit meningkat. Nilai minimal Konduktivitas termal besi adalah 25,4 W/(m derajat) di dekat titik Curie. Selama transisi β-γ ada sedikit perubahan konduktivitas termal, yang juga terjadi selama transisi γ-δ.
Konduktivitas termal besi turun tajam seiring dengan meningkatnya jumlah pengotor, terutama silikon dan belerang. Besi elektrolitik yang sangat murni memiliki konduktivitas termal tertinggi - konduktivitas termalnya pada 27°C adalah 95 W/(m derajat).
Ketergantungan koefisien konduktivitas termal besi pada suhu juga ditentukan oleh derajat kemurnian logam tersebut. Semakin murni besi, semakin tinggi konduktivitas termalnya dan semakin besar pula daya hantar panasnya nilai mutlak itu berkurang dengan meningkatnya suhu.
Sumber:
- V.E. Zinoviev. Hangat sifat fisik logam pada suhu tinggi.
- Chirkin V.S. Sifat termofisika bahan teknologi nuklir. M.: Atomizdat, 1967.
info termal.ru
Konduktivitas termal - baja - Ensiklopedia Besar Minyak dan Gas, artikel, halaman 1
Konduktivitas termal - baja
Halaman 1
Konduktivitas termal baja menurun seiring dengan meningkatnya kandungan kromium.
Konduktivitas termal baja RF1 kira-kira 2 kali lebih rendah dibandingkan konduktivitas termal baja karbon dengan kandungan karbon yang sama.
Konduktivitas termal baja berkurang karena adanya pengotor, terutama kromium dan nikel.
Konduktivitas termal baja, tergantung pada komposisinya, juga dapat ditentukan dengan menggunakan rumus R.E. Krzhizhanovsky, yang disusun berdasarkan asumsi bahwa dalam keadaan struktur setimbang, konduktivitas termal baja merupakan fungsi dari kandungan elemen paduan. di dalamnya dan suhu.
Konduktivitas termal baja dan besi tuang, selain komposisi kimianya, sangat bergantung pada kondisi perlakuan panas, yang dijelaskan oleh perbedaan konduktivitas termal dari struktur yang ada.
Konduktivitas termal baja: tergantung pada kandungan karbon dan unsur paduannya; semakin banyak unsur karbon dalam baja, semakin rendah konduktivitas termalnya. Akibatnya, produk yang terbuat dari baja karbon rendah atau baja paduan rendah lebih cepat panas dibandingkan produk yang terbuat dari baja karbon tinggi atau baja paduan tinggi.
Konduktivitas termal baja bergantung pada suhu, komposisi kimia, dan kondisi. Baja paduan memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah dibandingkan baja karbon, dan konduktivitas termal baja dalam keadaan cor lebih rendah dibandingkan dalam keadaan cacat. Oleh karena itu, baja paduan dan baja tuang (ingot) biasanya dipanaskan lebih lambat.
Karena konduktivitas termal baja menurun dengan meningkatnya paduan dan meningkat dengan meningkatnya suhu (Gbr. 2).
Masa pakai alat ini sangat bergantung pada konduktivitas termal baja, karena lapisan permukaannya dipanaskan hingga suhu tinggi. Dengan pembuangan panas yang lebih baik, baja mempertahankan kekerasan dan ketahanan ausnya dengan lebih baik: Masa pakai perkakas pembentuk panas yang beroperasi dalam kondisi yang keras telah meningkat beberapa kali lipat sejak material perkakas diganti dengan baja dengan konduktivitas termal yang tinggi. Konduktivitas termalnya tinggi signifikansi praktis untuk memanaskan dan mendinginkan perkakas besar dan blok perkakas. Pedalaman Blok perkakas, dalam kondisi yang sama, memanas dan mendingin lebih cepat, semakin tinggi konduktivitas termal material blok.
Koefisien konduktivitas termal baja adalah 40, dan aluminium adalah 175 - 200 kkal / m - derajat jam.
Koefisien konduktivitas termal baja adalah 40, dan aluminium adalah 175 - 200 kkal/m-jam-derajat.
Koefisien konduktivitas termal baja adalah Kc 39 kkal/m2 h C, besi tuang 54 kkal/m h C, udara R adalah 0 02 kkal/m h C.
www.ngpedia.ru
17. Kapasitas panas dan konduktivitas termal logam dan paduan
Kapasitas kalor adalah kemampuan suatu zat dalam menyerap kalor bila dipanaskan. Karakteristiknya adalah kapasitas panas spesifik - jumlah energi yang diserap oleh satuan massa ketika dipanaskan sebesar satu derajat. Kemungkinan terjadinya keretakan pada logam tergantung pada besarnya konduktivitas termal. Jika konduktivitas termal rendah, risiko retak meningkat. Dengan demikian, baja paduan memiliki konduktivitas termal lima kali lebih kecil dibandingkan konduktivitas termal tembaga dan aluminium. Besar kecilnya kapasitas panas mempengaruhi jumlah bahan bakar yang dikonsumsi untuk memanaskan benda kerja sampai suhu tertentu.
Untuk paduan logam, kapasitas panas spesifik berada pada kisaran 100-2000 J/(kg*K). Kebanyakan logam memiliki kapasitas panas 300–400 J/(kg*K). Kapasitas panas bahan logam meningkat seiring dengan meningkatnya suhu. Bahan polimer, pada umumnya, mempunyai kapasitas kalor jenis 1000 J/(kg? K) atau lebih.
Sifat kelistrikan suatu bahan dicirikan oleh adanya pembawa muatan elektron atau ion dan kebebasan bergeraknya di bawah pengaruh medan listrik.
Ikatan kovalen dan ionik berenergi tinggi memberikan bahan dengan jenis ikatan ini sifat dielektrik. Mereka lemah konduktivitas listrik disebabkan oleh pengaruh pengotor, dan di bawah pengaruh uap air, yang membentuk larutan konduktif dengan pengotor, konduktivitas listrik bahan tersebut meningkat.
Bahan dengan jenis yang berbeda ikatan memiliki koefisien temperatur hambatan listrik yang berbeda: untuk logam bernilai positif, untuk bahan dengan jenis ikatan kovalen dan ionik bernilai negatif. Ketika logam dipanaskan, konsentrasi pembawa muatan - elektron - tidak meningkat, dan resistensi terhadap pergerakannya meningkat karena peningkatan amplitudo getaran atom. Pada bahan dengan ikatan kovalen atau ionik, ketika dipanaskan, konsentrasi pembawa muatan meningkat sedemikian rupa sehingga pengaruh interferensi dari peningkatan getaran atom dapat dinetralkan.
Konduktivitas termal adalah perpindahan energi panas dalam benda padat, cair dan gas dengan imobilitas partikel makroskopik. Perpindahan panas terjadi dari partikel yang lebih panas ke partikel yang lebih dingin dan mengikuti hukum Fourier.
Konduktivitas termal bergantung pada jenis ikatan antar atom, suhu, komposisi kimia, dan struktur material. Panas dalam padatan ditransfer oleh elektron dan fonon.
Mekanisme perpindahan panas terutama ditentukan oleh jenis sambungan: pada logam, panas dipindahkan oleh elektron; dalam bahan dengan jenis ikatan kovalen atau ionik - fonon. Berlian adalah yang paling konduktif secara termal. Dalam semikonduktor, pada konsentrasi pembawa muatan yang sangat rendah, konduktivitas termal17b dilakukan terutama oleh fonon. Semakin sempurna kristalnya, semakin tinggi konduktivitas termalnya. Kristal tunggal menghantarkan panas lebih baik daripada polikristal, karena batas butir dan cacat lain pada struktur kristal menyebarkan fonon dan meningkatkan hambatan listrik. Kisi kristal menciptakan ruang energi periodik di mana perpindahan panas oleh elektron atau fonon difasilitasi dibandingkan dengan keadaan amorf.
Semakin banyak pengotor yang dikandung logam, semakin halus butirannya dan semakin terdistorsi kisi kristal, semakin rendah konduktivitas termalnya. Semakin besar ukuran butir, semakin tinggi konduktivitas termalnya. Paduan menimbulkan distorsi pada kisi kristal larutan padat dan mengurangi konduktivitas termal dibandingkan dengan logam murni - dasar paduan. Komponen struktural yang mewakili campuran terdispersi dari beberapa fase (eutektik, eutektoid) mengurangi konduktivitas termal. Struktur dengan distribusi seragam partikel fase memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah daripada basis paduan. Jenis utama dari struktur tersebut adalah bahan berpori. Dibandingkan dengan padatan gas adalah isolator panas.
Grafit memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Ketika panas dipindahkan sejajar dengan lapisan atom karbon pada bidang dasar, konduktivitas termal grafit melebihi konduktivitas termal tembaga lebih dari 2 kali lipat.
Pelat grafit bercabang pada besi cor kelabu memiliki struktur kristal tunggal sehingga memiliki konduktivitas termal yang tinggi. Besi ulet dengan grafit nodular secara bersamaan fraksi volume grafit memiliki konduktivitas termal 25...40 W/m*K, hampir setengah dari besi cor kelabu.
Saat dipanaskan, konduktivitas termal baja kelas yang berbeda semakin dekat. Kaca memiliki konduktivitas termal yang rendah. Bahan polimer menghantarkan panas dengan buruk; konduktivitas termal sebagian besar termoplastik tidak melebihi 1,5 W/(mOK).
Konduktivitas termal dapat berubah dengan cara yang sama seperti konduktivitas listrik jika konduktivitas termal elektronik logam adalah l e. Kemudian setiap perubahan yang terjadi pada komposisi kimia dan fasa serta struktur paduan mempengaruhi konduktivitas termal serta konduktivitas listrik (menurut aturan Wiedemann-Franz).
Ketika komposisi paduan menjauh dari komponen murni, konduktivitas termal menurun. Pengecualiannya adalah, misalnya, paduan tembaga-nikel, di mana fenomena sebaliknya terjadi.
Bab selanjutnya >
tech.wikireading.ru
| Logam | |||
| Aluminium | 20 | 0,538 | 225 |
| Berilium | 20 | 0,45 | 188 |
| Vanadium | 20 | 0,074 | 31,0 |
| Tungsten | 20 | 0,31 | 130 |
| Hafnium | 20 | 0,053 | 22,2 |
| Besi | 20 | 0,177 | 77 |
| Emas | 20 | 0,744 | 311 |
| Kuningan | 20 | 0,205–0,263 | 86–110 |
| Magnesium | 20 | 0,376 | 155 |
| Tembaga | 20 | 0,923 | 391 |
| Molibdenum | 20 | 0,340 | 145 |
| Nikel | 20 | 0,220 | 92,5 |
| Niobium | 20 | 0,125 | 52,5 |
| Paladium | 20 | 0,170 | 71,3 |
| Platinum | 20 | 0,174 | 72,8 |
| Air raksa | 20 | 0,069 | 29,1 |
| Memimpin | 20 | 0,083 | 34,7 |
| Perak | 20 | 1,01 | 423 |
| Baja | 20 | 0,048–0,124 | 20–52 |
| Tantalum | 20 | 0,130 | 54,5 |
| titanium | 20 | 0,036 | 15,1 |
| Kromium | 20 | 0,16 | 67,1 |
| Seng | 20 | 0,265 | 110 |
| Zirkonium | 20 | 0,050 | 21 |
| Besi cor | 20 | 0,134 | 56 |
| Plastik | |||
| Bakelit | 20 | 0,0006 | 0,23 |
| plastik vinil | 20 | 0,0003 | 0,126 |
| Dapatkaninax | 20 | 0,0006 | 0,24 |
| Mipora | 20 | 0,0002 | 0,085 |
| Polivinil klorida | 20 | 0,0005 | 0,19 |
| Busa polistiren PS-1 | 20 | 0,0001 | 0,037 |
| Polifoam PS-4 | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Plastik busa PVC-1 | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Busa membuka kembali FRP | 20 | 0,0001 | 0,045 |
| PS-B polistiren yang diperluas | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| PS-BS polistiren yang diperluas | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Lembaran busa poliuretan | 20 | 0,0001 | 0,035 |
| Panel busa poliuretan | 20 | 0,0001 | 0,025 |
| Kaca busa ringan | 20 | 0,0001 | 0,06 |
| Kaca busa tebal | 20 | 0,0002 | 0,08 |
| Penofenolplast | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Polistiren | 20 | 0,0002 | 0,082 |
| Polivinil klorida | 20 | 0,0011 | 0,44 |
| fiberglass | 20 | 0,0007 | 0,3 |
| Teksolit | 20 | 0,0005–0,0008 | 0,23–0,34 |
| Ftoroplas-3 | 20 | 0,0001 | 0,058 |
| Ftoroplas-4 | 20 | 0,0006 | 0,25 |
| Ebonit | 20 | 0,0004 | 0,16 |
| Ebonit yang diperluas | 20 | 0,0001 | 0,03 |
| Karet | |||
| Karet berbusa | 20 | 0,0001 | 0,03 |
| Karet alam | 20 | 0,0001 | 0,042 |
| Karet berfluorinasi | 20 | 0,0001 | 0,055 |
| Karet | 20 | 0,0003–0,0005 | 0,12–0,20 |
| Cairan | |||
| Anilin | 0 | 0,0005 | 0,19 |
| 50 | 0,0004 | 0,17 | |
| 100 | 0,0004 | 0,167 | |
| Aseton | 0 | 0,0004 | 0,17 |
| 50 | 0,0004 | 0,16 | |
| 100 | 0,0004 | 0,15 | |
| benzena | 50 | 0,0003 | 0,138 |
| 100 | 0,0003 | 0,126 | |
| Air | 0 | 0,0013 | 0,551 |
| 20 | 0,0014 | 0,600 | |
| 50 | 0,0016 | 0,648 | |
| 100 | 0,0016 | 0,683 | |
| Gliserin | 50 | 0,0007 | 0,283 |
| 100 | 0,0007 | 0,288 | |
| Ter | 20 | 0,0007 | 0,3 |
| Pernis Bakelit | 20 | 0,0007 | 0,29 |
| Minyak Vaseline | 0 | 0,0003 | 0,126 |
| 50 | 0,0003 | 0,122 | |
| 100 | 0,0003 | 0,119 | |
| Minyak jarak | 0 | 0,0004 | 0,184 |
| 50 | 0,0004 | 0,177 | |
| 100 | 0,0004 | 0,172 | |
| Metil alkohol | 0 | 0,0005 | 0,214 |
| 50 | 0,0005 | 0,207 | |
| Etil alkohol | 0 | 0,0004 | 0,188 |
| 50 | 0,0004 | 0,177 | |
| Toluena | 0 | 0,0003 | 0,142 |
| 50 | 0,0003 | 0,129 | |
| 100 | 0,0003 | 0,119 | |
| Gas | |||
| Nitrogen | 15 | 0,00006 | 0,0251 |
| Argon | 20 | 0,00004 | 0,0177 |
| 41 | 0,00004 | 0,0187 | |
| Vakum (mutlak) | 20 | 0 | 0 |
| Hidrogen | 15 | 0,00042 | 0,1754 |
| Udara | 20 | 0,00006 | 0,0257 |
| Helium | 43 | 0,00037 | 0,1558 |
| Oksigen | 20 | 0,00006 | 0,0262 |
| Xenon | 20 | 0,00001 | 0,0057 |
| metana | 0 | 0,00007 | 0,0307 |
| Karbon dioksida | 20 | 0,00004 | 0,0162 |
| Pohon | |||
| Kayu - papan | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Kayu - kayu lapis | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Kayu keras | 20 | 0,0005 | 0,2 |
| papan chip | 20 | 0,0005 | 0,2 |
| Ek di sepanjang butiran | 20 | 0,0008–0,001 | 0,35–0,43 |
| Ek melintasi gandum | 20 | 0,0004–0,0005 | 0,2–0,21 |
| Linden, birch, maple, oak (kelembaban 15%) | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Serbuk gergaji - penimbunan kembali | 20 | 0,0002 | 0,095 |
| Serbuk gergaji kering | 20 | 0,0002 | 0,065 |
| Pinus di sepanjang butiran | 20 | 0,0009 | 0,38 |
| Pinus melintasi gandum | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Pinus Skotlandia, cemara, cemara (450...550 kg/m3, kelembapan 15%) | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Pinus resin (600...750 kg/m3, kelembapan 15%) | 20 | 0,0006 | 0,23 |
| Mineral | |||
| Berlian | 20 | 2,15-5,50 | 900-2300 |
| Kuarsa | 20 | 0,019 | 8 |
| Batuan | |||
| Alumina | 20 | 0,006 | 2,33 |
| Kerikil | 20 | 0,0009 | 0,36 |
| Granit, basal | 20 | 0,008 | 3,5 |
| Tanah 10% air | 20 | 0,004 | 1,75 |
| Tanah 20% air | 20 | 0,005 | 2,1 |
| Tanah berpasir | 20 | 0,003 | 1,16 |
| Tanahnya kering | 20 | 0,0009 | 0,4 |
| Tanah yang dipadatkan | 20 | 0,003 | 1,05 |
| Batu kapur | 20 | 0,004 | 1,7 |
| Batu | 20 | 0,003 | 1,4 |
| Pasir dengan kadar air 0%. | 20 | 0,0008 | 0,33 |
| Pasir dengan kadar air 10%. | 20 | 0,002 | 0,97 |
| Pasir dengan kelembaban 20%. | 20 | 0,003 | 1,33 |
| Batu pasir yang terbakar | 20 | 0,004 | 1,5 |
| Batu tulis | 20 | 0,005 | 2,1 |
| Berbagai bahan | |||
| Lembaran pualam | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Asbes (batu tulis) | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Asbes berserat | 20 | 0,0003 | 0,15 |
| Semen asbes | 20 | 0,004 | 1,76 |
| Lembaran semen asbes | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Aspal | 20 | 0,002 | 0,72 |
| Aspal di lantai | 20 | 0,002 | 0,8 |
| Beton di atas batu pecah | 20 | 0,003 | 1,3 |
| Beton di atas pasir | 20 | 0,002 | 0,7 |
| Beton berpori | 20 | 0,003 | 1,4 |
| Beton dengan batu pecah | 20 | 0,003 | 1,28 |
| Beton padat | 20 | 0,004 | 1,75 |
| Beton isolasi termal | 20 | 0,0004 | 0,18 |
| Aspal | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Kertas | 20 | 0,0003 | 0,14 |
| Kertas yang diminyaki | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Kertas kering | 20 | 0,0002 | 0,1 |
| Wol mineral ringan | 20 | 0,0001 | 0,045 |
| Wol mineral berat | 20 | 0,0001 | 0,055 |
| Wol kapas | 20 | 0,0001 | 0,055 |
| Lembaran vermikulit | 20 | 0,0002 | 0,1 |
| Asbes terasa | 20 | 0,0001 | 0,052 |
| Bahan wol | 20 | 0,0001 | 0,045 |
| Konstruksi gipsum | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Kerikil (pengisi) | 20 | 0,002 | 0,93 |
| Beton bertulang | 20 | 0,004 | 1,7 |
| Abu kayu | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Mortar pasir kapur | 20 | 0,002 | 0,87 |
| Embun beku | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Iporka (resin berbusa) | 20 | 0,0001 | 0,038 |
| Buluh (lempengan) | 20 | 0,0003 | 0,105 |
| Kardus | 20 | 0,0003–0,0008 | 0,14–0,35 |
| Karton konstruksi multilayer | 20 | 0,0003 | 0,13 |
| Karton berinsulasi termal BTK-1 | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Beton tanah liat yang diperluas | 20 | 0,0005 | 0,2 |
| Batu bata silika | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Bata berongga | 20 | 0,001 | 0,44 |
| Bata silikat | 20 | 0,002 | 0,81 |
| Bata padat | 20 | 0,002 | 0,67 |
| Bata padat | 20 | 0,002 | 0,67 |
| Batu bata terak | 20 | 0,001 | 0,58 |
| Kulit | 20 | 0,0003 | 0,15 |
| Lakotkan | 20 | 0,0006 | 0,25 |
| Es | 0 | 0,005 | 2,21 |
| -20 | 0,006 | 2,44 | |
| -60 | 0,007 | 2,91 | |
| Gulungan yang tidak diresapi | 20 | 0,0005–0,0010 | 0,2–0,4 |
| Gulungan yang diresapi | 20 | 0,0003–0,0005 | 0,1–0,2 |
| Beton busa | 20 | 0,0007 | 0,3 |
| kaca | 20 | 0,0002 | 0,08 |
| Perlit | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Lembaran semen perlit | 20 | 0,0002 | 0,08 |
| Menghadapi ubin | 20 | 0,251 | 105 |
| Ubin isolasi termal PMTB-2 | 20 | 0,0001 | 0,036 |
| Karet busa | 20 | 0,0001 | 0,04 |
| Mortar semen portland | 20 | 0,001 | 0,47 |
| Papan gabus | 20 | 0,0001 | 0,043 |
| Lembaran gabus ringan | 20 | 0,0001 | 0,035 |
| Lembaran gabus itu berat | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| bahan atap | 20 | 0,0004 | 0,17 |
| Salju sudah mulai mencair | 20 | 0,0015 | 0,64 |
| Salju yang baru turun | 20 | 0,0003 | 0,105 |
| Salju memadat | 20 | 0,0008 | 0,35 |
| Kaca | 20 | 0,003 | 1,15 |
| Benang halus dr kaca | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| fiberglass | 20 | 0,0001 | 0,036 |
| Atap kertas terasa | 20 | 0,0006 | 0,23 |
| Lempengan gambut | 20 | 0,0001 | 0,065 |
| Papan semen | 20 | 0,005 | 1,92 |
| Mortar semen-pasir | 20 | 0,003 | 1,2 |
| Wol | 20 | 0,0001 | 0,05 |
| Terak butiran | 20 | 0,0004 | 0,15 |
| Terak ketel | 20 | 0,0007 | 0,29 |
| Beton abu | 20 | 0,0014 | 0,6 |
| Plester kering | 20 | 0,0005 | 0,21 |
| Plester semen | 20 | 0,002 | 0,9 |
| Karton listrik | 20 | 0,0004 | 0,17 |
dunia las.ru
Konduktivitas termal - baja - Ensiklopedia Besar Minyak dan Gas, artikel, halaman 2
Konduktivitas termal - baja
Halaman 2
Bagaimana konduktivitas termal baja berubah ketika dipanaskan?
Kc - konduktivitas termal baja; bs - jarak dari permukaan ke sambungan termokopel; e - lebar pemotongan punggungan auger; Tts adalah suhu silinder di lokasi pemasangan termokopel; T c - suhu pada antarmuka antara silinder dan lapisan butiran, merupakan nilai penentu untuk menghitung koefisien gesekan.
Saat mengukur konduktivitas termal baja pada suhu 400 - 500 C, sampel komposit dikelilingi oleh kompor listrik 11; pada suhu - 400 - 500 C digunakan water jacket.
Untuk menentukan konduktivitas termal baja, mode reguler jenis ketiga (metode gelombang suhu Angström) digunakan untuk batang semi-terbatas.
Elemen paduan mengurangi konduktivitas termal baja, dan oleh karena itu baja paduan memerlukan pemanasan yang lambat dan seragam. Pendinginannya juga tidak boleh terjadi secara tiba-tiba untuk menghindari munculnya tekanan internal, retakan, dan lengkungan. Pergeseran ke kanan kurva awal dan akhir dekomposisi isotermal austenit memastikan pengerasan yang dalam pada baja paduan, terutama baja paduan dengan mangan, silikon, kromium, nikel, tungsten, dll. Dalam hal ini, menjadi mungkin untuk gunakan pengerasan isotermal dan bertahap untuk bagian berpenampang besar yang terbuat dari baja paduan
Elemen paduan semakin mengurangi konduktivitas termal baja, semakin kompleks komposisi baja tersebut. Berdasarkan data yang ada, sulit untuk menetapkan hubungan yang konsisten antara konduktivitas termal suatu elemen paduan dan tingkat pengaruh elemen ini terhadap konduktivitas termal baja yang termasuk di dalamnya; kita hanya dapat mengatakan bahwa kobalt memiliki pengaruh paling kecil, kromium, nikel, dan tungsten memiliki pengaruh paling besar.
Elemen paduan mengurangi konduktivitas termal baja dan oleh karena itu baja paduan memerlukan pemanasan yang lambat dan seragam. Pendinginannya juga tidak boleh tiba-tiba agar tidak bocor tekanan internal, retak dan tidak terjadi lengkungan. Dengan memasukkan elemen paduan, pengerasan baja yang dalam dapat dicapai; terutama baja yang dicampur dengan mangan, kromium, molibdenum, nikel, silikon, dll. Menjadi mungkin untuk melakukan pengerasan isotermal dan bertahap pada bagian penampang besar yang terbuat dari baja paduan.
Kehadiran kromium mengurangi konduktivitas termal baja dan mengganggu kemampuan lasnya.
Nilai yang bagus memiliki konduktivitas termal baja. Baja dengan struktur austenitik memiliki konduktivitas termal yang rendah. Panas yang dihasilkan selama pemotongan sedikit diserap oleh produk, tetapi sebagian besar terkonsentrasi pada titik pemotongan dan memanaskan ujung tombak alat, sehingga mengurangi daya tahannya. Oleh karena itu, meskipun kekerasannya rendah, baja austenitik diproses dengan buruk.
Konduktivitas termal baja sangat penting. Baja dengan struktur austenitik memiliki konduktivitas termal yang rendah. Panas yang dihasilkan selama pemotongan sedikit diserap oleh produk, tetapi sebagian besar terkonsentrasi pada titik pemotongan dan memanaskan ujung tombak alat, sehingga mengurangi daya tahannya. Oleh karena itu, meskipun kekerasannya rendah, baja austenitik diproses dengan buruk.
Dengan meningkatnya suhu, konduktivitas termal baja menurun; namun, semakin banyak bahan paduan yang dilarutkan dalam larutan padat, reduksinya semakin berkurang.
Dalam kedua kasus tersebut, konduktivitas termal baja pipa diasumsikan A.
Halaman: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Konduktivitas termal - baja - Ensiklopedia Besar Minyak dan Gas, artikel, halaman 3
Konduktivitas termal - baja
Halaman 3
Ketika kandungan karbon meningkat, konduktivitas termal baja menurun. Baja paduan memiliki konduktivitas termal yang lebih rendah.
Perlu diingat bahwa konduktivitas termal baja hampir sepuluh kali lebih rendah dibandingkan tembaga, sehingga sisipan baja harus setipis mungkin.
Dengan transisi ke austenit, konduktivitas termal baja mulai meningkat lagi.
Elemen paduan secara signifikan mengurangi konduktivitas termal baja. Konduktivitas termal baja paduan bisa beberapa kali lebih rendah daripada konduktivitas termal baja karbon sederhana, oleh karena itu baja paduan harus dipanaskan selama perlakuan panas lebih lambat dan merata dibandingkan baja karbon. Jika tidak, produk dapat melengkung atau retak.
Di sini diasumsikan konduktivitas termal baja pada arah x dan y adalah sama. Ketergantungan suhu pada dan cetakan ditunjukkan pada Gambar.
Beberapa elemen paduan mengurangi konduktivitas termal baja, sehingga ketika dipanaskan dan didinginkan, tekanan internal yang besar terbentuk pada baja paduan. Laju pemanasan baja ini harus lebih kecil dari baja karbon. Beberapa elemen paduan mengurangi laju difusi, oleh karena itu, ketika memanaskan baja paduan, perlu untuk memberikan paparan yang lama, cukup untuk terjadinya proses difusi yang diperlukan untuk menyamakan komposisi kimia.
Konduktivitas termal plastik grafit ATM-1 mendekati konduktivitas termal baja, grade St.
Perlu dicatat bahwa koefisien konduktivitas termal baja sangat tinggi, sehingga suhu permukaan bagian dalam pipa sedikit berbeda dari suhu permukaan luarnya.
Sebelum melakukan percobaan untuk menentukan konduktivitas termal baja 1Х18Н9Т, instalasi diuji dengan menentukan tembaga X. Nilai ini juga menentukan kesalahan saat mengukur fluks radiasi.
Perlu dicatat bahwa karena konduktivitas termal yang rendah dari baja (terutama baja austenitik), penurunan suhu yang nyata hanya diamati di dasar bilah; lebih jauh ke pinggiran, suhu bilah meningkat, dengan cepat mencapai stagnasi suhu gas yang mengalir.
Halaman: 1 2 3 4
Tabel menunjukkan massa jenis besi D, serta nilai kapasitas panas spesifiknya C hal, difusivitas termal A, koefisien konduktivitas termal λ , resistivitas listrik ρ , fungsi Lorentz II 0 pada suhu berbeda - dalam kisaran 100 hingga 2000 K.
Sifat-sifat besi sangat bergantung pada suhu: ketika logam ini dipanaskan, kepadatannya, konduktivitas termal dan difusivitas termal menurun, dan nilai kapasitas panas spesifik besi meningkat.
Massa jenis besi adalah 7870 kg/m3 pada suhu kamar. Ketika besi dipanaskan, massa jenisnya berkurang. Karena besi merupakan unsur utama dalam baja, maka massa jenis besi juga menentukan nilainya. Ketergantungan massa jenis besi pada suhu lemah - ketika dipanaskan, massa jenis logam berkurang dan mengambil nilai minimum 7040 kg/m 3 pada titik leleh 1810 K atau 1537 °C.
Kapasitas kalor jenis besi menurut tabel adalah 450 J/(kg derajat) pada suhu 27°C. Tergantung pada strukturnya, kapasitas panas spesifik besi padat berubah secara berbeda seiring dengan peningkatan suhu. Nilai-nilai dalam tabel menunjukkan karakteristik maksimum kapasitas panas besi di dekat T c dan melonjak selama transisi struktural dan selama peleburan.
Dalam keadaan cair, sifat-sifat besi mengalami perubahan. Dengan demikian, massa jenis besi cair berkurang menjadi 7040 kg/m 3. Kapasitas kalor jenis besi dalam keadaan cair adalah 835 J/(kg derajat), dan konduktivitas termal besi menurun hingga 39 W/(m derajat). Dalam hal ini, resistivitas listrik logam ini meningkat dan pada 2000 K bernilai 138·10 -8 Ohm·m.
Konduktivitas termal besi pada suhu kamar adalah 80 W/(m derajat). Dengan meningkatnya suhu, konduktivitas termal besi menurun - ia memiliki koefisien suhu negatif pada kisaran suhu 100-1042 K, dan kemudian mulai sedikit meningkat. Nilai minimum konduktivitas termal besi adalah 25,4 W/(m derajat) di dekat titik Curie. Selama transisi β-γ, sedikit perubahan konduktivitas termal diamati, yang juga terjadi selama transisi γ-δ.
Konduktivitas termal besi turun tajam seiring dengan meningkatnya jumlah pengotor, khususnya dan . Besi elektrolitik yang sangat murni memiliki konduktivitas termal tertinggi - konduktivitas termalnya pada 27°C adalah 95 W/(m derajat).
Ketergantungan koefisien konduktivitas termal besi pada suhu juga ditentukan oleh derajat kemurnian logam tersebut. Semakin murni besi, semakin tinggi konduktivitas termalnya dan semakin besar nilai absolutnya menurun seiring dengan meningkatnya suhu.
Logam adalah zat yang memiliki struktur kristal. Ketika dipanaskan, mereka mampu meleleh, yaitu berubah menjadi cairan. Beberapa di antaranya memiliki titik leleh yang rendah: dapat dicairkan dengan memasukkannya ke dalam sendok biasa dan meletakkannya di atas nyala lilin. Ini timah dan timah. Lainnya hanya bisa dicairkan di tungku khusus. Tembaga dan besi tinggi. Untuk menguranginya, bahan tambahan dimasukkan ke dalam logam. Paduan yang dihasilkan (baja, perunggu, besi tuang, kuningan) memiliki titik leleh lebih rendah dari logam aslinya.
Apa yang menentukan titik leleh logam? Semuanya memiliki karakteristik tertentu - kapasitas panas dan konduktivitas termal logam. Kapasitas panas adalah kemampuan menyerap panas bila dipanaskan. Indikator numeriknya adalah kapasitas panas spesifik. Ini mengacu pada jumlah energi yang dapat diserap oleh satu satuan massa logam yang dipanaskan sebesar 1°C. Konsumsi bahan bakar untuk memanaskan benda kerja logam hingga suhu yang diperlukan bergantung pada indikator ini. Kapasitas panas sebagian besar logam berada pada kisaran 300-400 J/(kg*K), paduan logam - 100-2000 J/(kg*K).
Konduktivitas termal logam adalah perpindahan panas dari partikel yang lebih panas ke partikel yang lebih dingin menurut hukum Fourier ketika partikel tersebut tidak bergerak secara makroskopis. Itu tergantung pada struktur material, komposisi kimianya dan jenis ikatan antar atom. Pada logam, perpindahan panas dilakukan oleh elektron, pada logam lain bahan keras- fonon. Semakin sempurna struktur kristalnya, semakin tinggi konduktivitas termal logam. Semakin banyak pengotor yang dimiliki suatu logam, semakin terdistorsi kisi kristalnya, dan semakin rendah konduktivitas termalnya. Paduan menimbulkan distorsi pada struktur logam dan mengurangi konduktivitas termal relatif terhadap logam dasar.
Semua logam memiliki konduktivitas termal yang baik, namun ada pula yang lebih tinggi dari yang lain. Contoh logam tersebut adalah emas, tembaga, perak. Lagi konduktivitas termal yang rendah- dalam timah, aluminium, besi. Peningkatan konduktivitas termal logam merupakan keuntungan atau kerugian, tergantung pada ruang lingkup penggunaannya. Misalnya, peralatan logam diperlukan untuk memanaskan makanan dengan cepat. Pada saat yang sama, penggunaan logam dengan konduktivitas termal yang tinggi untuk pembuatan gagang peralatan masak menyulitkan penggunaannya - gagang menjadi terlalu cepat panas dan tidak mungkin disentuh. Oleh karena itu, bahan isolasi panas digunakan di sini.
Ciri-ciri lain suatu logam yang mempengaruhi sifat-sifatnya adalah ekspansi termal. Bentuknya seperti bertambahnya volume logam saat dipanaskan dan mengecil saat didinginkan. Fenomena ini harus diperhitungkan ketika membuat produk logam. Misalnya tutup teko dibuat di atas; teko juga memiliki celah antara tutup dan badannya agar tutupnya tidak macet saat dipanaskan.
Koefisien telah dihitung untuk setiap logam. Hal ini ditentukan dengan memanaskan sampel uji sepanjang 1 m sebesar 1°C koefisien besar memiliki timbal, seng, timah. Nilainya lebih rendah untuk tembaga dan perak. Bahkan lebih rendah lagi - besi dan emas.
Oleh sifat kimia logam dibagi menjadi beberapa kelompok. Ada logam aktif (seperti kalium atau natrium) yang dapat langsung bereaksi dengan udara atau air. Enam logam paling aktif yang termasuk dalam kelompok pertama tabel periodik, disebut basa. Mereka memiliki titik leleh yang rendah dan sangat lembut sehingga bisa dipotong dengan pisau. Ketika dikombinasikan dengan air, mereka membentuk larutan basa, itulah namanya.
Kelompok kedua terdiri logam alkali tanah- kalsium, magnesium, dll. Mereka adalah bagian dari banyak mineral, lebih keras dan lebih tahan api. Contoh logam golongan berikut, ketiga dan keempat adalah timbal dan aluminium. Itu cantik logam lunak dan mereka sering digunakan dalam paduan. Logam transisi (besi, kromium, nikel, tembaga, emas, perak) kurang aktif, lebih mudah ditempa dan sering digunakan dalam industri dalam bentuk paduan.
Posisi masing-masing logam dalam rangkaian aktivitas mencirikan kemampuannya untuk bereaksi. Bagaimana logam lebih aktif, semakin mudah dibutuhkan oksigen. Mereka sangat sulit diisolasi dari senyawa, sedangkan senyawa dengan aktivitas rendah dapat ditemukan dalam bentuk murni. Yang paling aktif di antaranya - kalium dan natrium - disimpan dalam minyak tanah; di luarnya, mereka segera teroksidasi. Dari logam yang digunakan dalam industri, tembaga adalah yang paling tidak aktif. Ini digunakan untuk membuat tangki dan pipa air panas, serta kabel listrik.
Konduktivitas termal yang tinggi dari tembaga bersama dengan lainnya sifat yang luar biasa menentukan logam ini tempat penting dalam sejarah perkembangan peradaban manusia. Produk yang terbuat dari tembaga dan paduannya digunakan di hampir semua bidang kehidupan kita.
1
Konduktivitas termal adalah proses perpindahan energi partikel (elektron, atom, molekul) dari bagian tubuh yang lebih panas ke partikel di bagian tubuh yang kurang panas. Pertukaran panas ini menyebabkan pemerataan suhu. Hanya energi yang ditransfer ke seluruh tubuh; materi tidak bergerak. Ciri-ciri kemampuan menghantarkan panas adalah koefisien konduktivitas termal, yang secara numerik sama dengan jumlah panas yang melewati suatu bahan dengan luas 1 m2, ketebalan 1 m, dalam 1 detik dengan gradien suhu satuan.
Koefisien konduktivitas termal tembaga pada suhu 20–100 °C adalah 394 W/(m * K) – lebih tinggi hanya untuk perak. lebih rendah dari tembaga dalam indikator ini hampir 9 kali lipat, dan besi - sebesar 6. Pengotor yang berbeda memiliki efek berbeda pada sifat fisik logam. Dengan tembaga, laju perpindahan panas menurun ketika ditambahkan atau terkena suatu bahan. proses teknologi zat seperti:
- aluminium;
- besi;
- oksigen;
- arsenik;
- antimon;
- sulfur;
- selenium;
- fosfor.
Konduktivitas termal yang tinggi ditandai dengan penyebaran energi panas yang cepat ke seluruh volume benda. Kemampuan ini telah membuat tembaga digunakan secara luas dalam sistem perpindahan panas apa pun. Ini digunakan dalam pembuatan tabung dan radiator lemari es, AC, unit vakum, dan mobil untuk menghilangkan kelebihan panas dari cairan pendingin. Pada peralatan pemanas, produk tembaga serupa digunakan untuk pemanasan.
Kemampuan tembaga dalam menghantarkan panas berkurang bila dipanaskan. Nilai koefisien konduktivitas termal tembaga di udara bergantung pada suhu udara, yang mempengaruhi perpindahan panas (pendinginan). Semakin tinggi suhu lingkungan, semakin lambat logam mendingin dan semakin rendah konduktivitas termalnya. Oleh karena itu, semua penukar panas menggunakan aliran udara paksa melalui kipas - ini meningkatkan efisiensi perangkat dan pada saat yang sama menjaga konduktivitas termal pada tingkat optimal.
2
Konduktivitas termal aluminium dan tembaga berbeda - yang pertama 1,5 kali lebih kecil daripada yang kedua. Untuk aluminium parameter ini adalah 202–236 W/(m * K) dan cukup tinggi dibandingkan logam lain, namun lebih rendah dibandingkan emas, tembaga, dan perak. Ruang lingkup penerapan aluminium dan tembaga, yang memerlukan konduktivitas termal yang tinggi, bergantung pada sejumlah sifat lain dari bahan ini.
Aluminium tidak kalah dengan tembaga dalam sifat anti korosi dan unggul dalam indikator berikut:
- kepadatan ( berat jenis) aluminium 3 kali lebih sedikit;
- biayanya 3,5 kali lebih rendah.
Produk serupa, tetapi terbuat dari aluminium, jauh lebih ringan dibandingkan tembaga. Karena berat logam yang dibutuhkan 3 kali lebih sedikit, dan harganya 3,5 kali lebih rendah, harga komponen aluminium bisa sekitar 10 kali lebih murah. Berkat ini dan konduktivitas termalnya yang tinggi, aluminium banyak digunakan dalam produksi peralatan makan dan kertas makanan untuk oven. Karena logam ini lunak, ia tidak digunakan dalam bentuk murni - paduannya sebagian besar umum (yang paling terkenal adalah duralumin).
Di berbagai penukar panas, yang utama adalah laju pelepasan energi berlebih ke dalamnya lingkungan. Masalah ini diatasi dengan meniup radiator secara intensif menggunakan kipas angin. Pada saat yang sama, konduktivitas termal aluminium yang lebih rendah praktis tidak mempengaruhi kualitas pendinginan, dan peralatan serta perangkat jauh lebih ringan dan lebih murah (misalnya, komputer dan peralatan rumah tangga). Baru-baru ini, ada kecenderungan dalam produksi untuk mengganti tabung tembaga pada sistem pendingin udara dengan yang aluminium.
Tembaga praktis tidak tergantikan dalam industri radio dan elektronik sebagai bahan konduktif. Karena keuletannya yang tinggi, dapat digunakan untuk menarik kawat dengan diameter hingga 0,005 mm dan membuat sambungan konduktif sangat tipis lainnya yang digunakan untuk perangkat elektronik. Konduktivitas yang lebih tinggi daripada yang diberikan aluminium kerugian minimal dan lebih sedikit pemanasan elemen radio. Konduktivitas termal memungkinkan Anda menghilangkan panas secara efektif yang dihasilkan selama pengoperasian ke elemen eksternal perangkat - rumahan, kontak suplai (misalnya, sirkuit mikro, mikroprosesor modern).
Templat tembaga digunakan dalam pengelasan bila perlu melapisi bagian baja. bentuk yang diinginkan. Konduktivitas termal yang tinggi tidak akan memungkinkan templat tembaga terhubung ke logam yang dilas. Aluminium tidak dapat digunakan dalam kasus seperti itu, karena kemungkinan besar aluminium akan meleleh atau terbakar. Tembaga juga digunakan dalam pengelasan busur karbon - batang yang terbuat dari bahan ini berfungsi sebagai katoda yang tidak dapat dikonsumsi.
3
Konduktivitas termal yang rendah dalam banyak kasus adalah properti yang diinginkan– inilah dasar isolasi termal. Penggunaan pipa tembaga dalam sistem pemanas menghasilkan banyak hal kerugian besar panas dibandingkan saat menggunakan listrik dan distribusi yang terbuat dari bahan lain. Pipa tembaga memerlukan isolasi termal yang lebih hati-hati.
Tembaga memiliki konduktivitas termal yang tinggi, yang menyediakan cukup proses yang kompleks instalasi dan pekerjaan lain yang memiliki kekhasan tersendiri. Pengelasan, penyolderan, dan pemotongan tembaga memerlukan pemanasan yang lebih terkonsentrasi dibandingkan baja, dan seringkali pemanasan awal dan bersamaan pada logam.
Saat mengelas tembaga dengan gas, perlu menggunakan obor dengan kekuatan 1-2 angka lebih tinggi daripada bagian baja dengan ketebalan yang sama. Jika tembaga lebih tebal dari 8–10 mm, disarankan untuk bekerja dengan dua atau bahkan tiga obor (pengelasan sering dilakukan dengan satu obor, dan pemanasan dilakukan dengan obor lainnya). Pengelasan sedang berlangsung arus bolak-balik elektroda disertai dengan peningkatan percikan logam. Pemotong yang cukup untuk ketebalan baja kromium tinggi 300 mm cocok untuk memotong kuningan, perunggu (paduan tembaga) dengan ketebalan hingga 150 mm, dan tembaga murni dengan ketebalan hanya 50 mm. Semua pekerjaan melibatkan biaya bahan habis pakai yang jauh lebih tinggi.
4
Tembaga adalah salah satu komponen utama dalam elektronik dan digunakan di semua sirkuit mikro. Ini menghilangkan dan menghilangkan panas yang dihasilkan oleh aliran arus. Batasan kecepatan komputer disebabkan oleh peningkatan pemanasan prosesor dan elemen sirkuit lainnya seiring dengan peningkatan frekuensi clock. Pemisahan menjadi beberapa inti yang bekerja secara bersamaan dan metode lain untuk mengatasi panas berlebih telah habis. Saat ini, pengembangan sedang dilakukan untuk mendapatkan konduktor dengan konduktivitas listrik dan termal yang lebih tinggi.
Graphene, yang baru-baru ini ditemukan oleh para ilmuwan, dapat secara signifikan meningkatkan konduktivitas termal konduktor tembaga dan kemampuannya untuk menghilangkan panas. Selama percobaan, lapisan tembaga dilapisi dengan graphene di semua sisinya. Ini meningkatkan perpindahan panas konduktor sebesar 25%. Seperti yang dijelaskan para ilmuwan, zat baru ini mengubah struktur perpindahan panas dan memungkinkan energi bergerak lebih bebas di dalam logam. Penemuan ini berada pada tahap finalisasi - selama percobaan, lebih banyak konduktor tembaga yang digunakan ukuran besar daripada di prosesor.
