Халуун- энэ бол бодис дахь атомуудын хөдөлгөөнд агуулагдах энергийн нэг хэлбэр юм. Бид энэ хөдөлгөөний энергийг шууд биш ч гэсэн термометрээр хэмждэг.
Бусад бүх төрлийн энергийн нэгэн адил дулааныг биеэс бие рүү шилжүүлэх боломжтой. Энэ нь бие махбодтой байх үед үргэлж тохиолддог өөр өөр температур. Түүнээс гадна дулаан дамжуулах хэд хэдэн арга байдаг тул тэд холбоо барих шаардлагагүй болно. Тухайлбал:

Дулаан дамжуулалтын.Энэ нь хоёр биетэй шууд харьцах замаар дулаан дамжуулах явдал юм. (Хэрэв түүний хэсгүүд өөр өөр температуртай бол зөвхөн нэг бие байж болно.) Түүнээс гадна, бие болон биет хоорондын температурын зөрүү их байх болно. илүү том талбайтэдний холбоо барих - секунд тутамд илүү их дулаан дамждаг. Үүнээс гадна, дамжуулсан дулааны хэмжээ нь материалаас хамаардаг - жишээлбэл, ихэнх металлууд дулааныг сайн дамжуулдаг боловч мод, хуванцар нь илүү муу байдаг. Дулаан дамжуулах чадварыг тодорхойлдог хэмжигдэхүүнийг дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (илүү зөв бол дулаан дамжилтын коэффициент) гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь зарим төөрөгдөл үүсгэж болзошгүй юм.

Хэрэв материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг хэмжих шаардлагатай бол үүнийг ихэвчлэн дараахь туршилтаар хийдэг: сонирхсон материалаас саваа хийж, нэг үзүүрийг нэг температурт, нөгөөг нь өөр температурт байлгана. бага, температур. Жишээлбэл, хүйтэн төгсгөлийг мөстэй усанд хийнэ - ийм байдлаар үүнийг хадгалах болно тогтмол температур, мөн мөсний хайлах хурдыг хэмжих замаар хүлээн авсан дулааны хэмжээг шүүж болно. Дулааны хэмжээг (эсвэл хүч чадлыг) температурын зөрүүгээр хуваана хөндлөн огтлолсаваа ба түүний уртаар үржүүлснээр бид дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг дээр дурдсанчлан J * м / К * м 2 * с, өөрөөр хэлбэл В / К * м -ээр хэмждэг. Доор та зарим материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн хүснэгтийг харна уу.

Гэхдээ бид агаар дулааныг сайн дамжуулдаг гэж бодож дассан, харин хөвөн ноос нь 99% агаараас бүрддэг ч тийм биш юм. Гол нь конвекц.Халуун агаар нь хүйтэн агаараас хөнгөн бөгөөд дээд тал руу "хөвдөг" бөгөөд халсан эсвэл маш хөргөсөн биеийн эргэн тойронд тогтмол агаарын эргэлтийг бий болгодог. Конвекц нь дулаан дамжуулалтыг дарааллаар нь сайжруулдаг: үүнгүйгээр савтай усыг байнга хутгахгүйгээр буцалгах нь маш хэцүү байх болно. Мөн халах үед ус 0 ° C-аас 4 ° C хүртэл байна агшдаг, энэ нь ердийнхөөс эсрэг чиглэлд конвекцид хүргэдэг. Энэ нь агаарын температураас үл хамааран гүн нуурын ёроолд температурыг үргэлж 4 ° C-д тохируулдаг болохыг харуулж байна.

Дулаан дамжуулалтыг багасгахын тулд термосуудын хананы хоорондох зайнаас агаарыг шахдаг. Гэхдээ агаарын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 0.01 мм м.у.б хүртэлх даралтаас, өөрөөр хэлбэл гүн вакуумын хязгаараас бага зэрэг хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ үзэгдлийг хийн онолоор тайлбарладаг.

Дулаан дамжуулах өөр нэг арга бол цацраг юм. Бүх бие нь энергийг хэлбэрээр ялгаруулдаг цахилгаан соронзон долгион, гэхдээ зөвхөн хангалттай халсан (~600 ° C) нь харагдахуйц мужид ялгардаг. Өрөөний температурт ч гэсэн цацрагийн хүч нэлээд өндөр байдаг - 1 см 2 тутамд 40 мВт. Гадаргуугийн талбайн хувьд Хүний бие(~1м2) энэ нь 400Вт болно. Цорын ганц авралын ач ивээл бол бидний ердийн орчинд бидний эргэн тойрон дахь бүх бие нь ойролцоогоор ижил хүчээр ялгардаг. Цацрагийн хүч нь хуульд заасны дагуу температураас ихээхэн хамаардаг (T 4 гэх мэт). Стефан-Больцманн. Тооцоолол нь жишээлбэл, 0 ° C-д дулааны цацрагийн хүч 27 ° C-аас ойролцоогоор нэг хагас дахин сул байгааг харуулж байна.

Дулаан дамжуулалтаас ялгаатай нь цацраг нь бүрэн вакуум орчинд тархаж чаддаг - үүний ачаар дэлхий дээрх амьд организм нарны энергийг хүлээн авдаг. Хэрэв цацраг туяагаар дулаан дамжуулах нь хүсээгүй бол хүйтэн ба халуун объектуудын хооронд тунгалаг бус хуваалт байрлуулах замаар багасгах, эсвэл цацрагийн шингээлтийг (мөн ялгаруулалтыг яг ижил хэмжээгээр) гадаргууг нимгэн бүрхэх замаар бууруулдаг. металлын толин тусгал давхарга, жишээлбэл, мөнгө.

• Дулаан дамжилтын талаархи мэдээллийг Википедиагаас авсан бөгөөд тэдгээр нь дараахь лавлах номноос олж авсан болно.

• "Физик хэмжигдэхүүн" хэвлэл. I. S. Григорьева
• ХХЗХ-ны хими, физикийн гарын авлага

• Дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг илүү нарийвчилсан тайлбарыг физикийн сурах бичгээс олж болно, жишээлбэл " Ерөнхий физик» D.V.Sivukhina (2-р боть). 4-р ботид дулааны цацрагт зориулсан бүлэг байдаг (Стефан-Больцманы хуулийг оруулаад)

Өндөр дулаан дамжуулалтзэс болон бусад ашигтай шинж чанаруудЭнэ металлыг хүн төрөлхтөн эрт хөгжүүлэх нэг шалтгаан болсон. Өнөөдрийг хүртэл тэдгээрийг бидний амьдралын бараг бүх салбарт ашигладаг.

Дулаан дамжилтын талаар бага зэрэг

Физикийн хувьд дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь объект дахь энергийн дулаанаас шилжих хөдөлгөөн гэж ойлгогддог. жижиг хэсгүүдбага халсан хүмүүст. Энэ процессын ачаар тухайн объектын температур бүхэлдээ тэнцүү болдог. Дулаан дамжуулах чадварын хэмжээ нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүрээр тодорхойлогддог. Энэ параметр нь температурын зөрүүтэй үед 1 метр зузаантай материал 1 м2 гадаргууг нэг секундын турш дамжин өнгөрөх дулааны хэмжээтэй тэнцүү байна.

Зэс нь 20-100 ° C температурт 394 Вт / (м*К) дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй байдаг. Зөвхөн мөнгө л түүнтэй өрсөлдөх боломжтой. Ган, төмрийн хувьд энэ үзүүлэлт 9 ба 6 дахин бага байна (хүснэгтийг үз). Зэсээр хийсэн бүтээгдэхүүний дулаан дамжилтын чанар нь хольцоос ихээхэн хамаардаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй (гэхдээ энэ нь бусад металлуудад ч хамаатай). Жишээлбэл, дараахь бодисууд байвал дулаан дамжуулах хурд буурдаг.

• төмөр;
• хүнцэл;
• хүчилтөрөгч;
• селен;
• хөнгөн цагаан;
• сурьма;
• фосфор;
• хүхэр.

Хэрэв та зэсэнд цайр нэмбэл дулаан дамжилтын илтгэлцүүр хамаагүй бага гуулин болно. Үүний зэрэгцээ бусад бодисыг зэсэнд нэмснээр эцсийн бүтээгдэхүүний өртөг мэдэгдэхүйц буурч, бат бөх, элэгдэлд тэсвэртэй гэх мэт шинж чанаруудыг өгдөг. Жишээлбэл, гууль нь илүү өндөр технологи, механик болон үрэлтийн эсрэг шинж чанартай байдаг.

Өндөр дулаан дамжуулалт нь дулааны энергийг бүхэл бүтэн объектод хурдан хуваарилах замаар тодорхойлогддог тул зэсийг дулаан солилцооны системд өргөн ашигладаг. Асаалттай Энэ мөчЭнэ нь хөргөгч, вакуум төхөөрөмж, машины дулааныг хурдан арилгах радиатор, хоолой хийхэд хэрэглэгддэг. Зэсийн элементүүдийг мөн халаалтын суурилуулалтанд ашигладаг боловч халаахад ашигладаг.

Металлын дулаан дамжуулалтыг хадгалахын тулд өндөр түвшин(энэ нь зэсийн төхөөрөмжийг аль болох үр ашигтай ажиллуулах гэсэн үг юм) бүх дулааны солилцооны систем нь фенүүдийн хүчээр агаарын урсгалыг ашигладаг. Энэ шийдвэр нь хүрээлэн буй орчны температур нэмэгдэхийн хэрээр дулаан дамжуулалт удааширдаг тул аливаа материалын дулаан дамжуулалт мэдэгдэхүйц буурч байгаатай холбоотой юм.

Хөнгөн цагаан ба зэс - аль нь дээр вэ?

Хөнгөн цагаан нь зэстэй харьцуулахад нэг сул талтай: дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 1.5 дахин бага, тухайлбал 201-235 Вт/(м*К). Гэсэн хэдий ч бусад металлуудтай харьцуулахад энэ нь нэлээд юм өндөр үнэ цэнэ. Хөнгөн цагаан нь зэсийн нэгэн адил зэврэлтээс хамгаалах өндөр шинж чанартай байдаг. Үүнээс гадна энэ нь дараахь давуу талуудтай.

• бага нягтралтай ( тодорхой татах хүчзэсээс 3 дахин бага);
• бага зардал(зэсээс 3.5 дахин бага).

Энгийн тооцооллын ачаар хөнгөн цагаан эд анги нь зэс хэсгээс бараг 10 дахин хямд байх боломжтой, учир нь энэ нь хамаагүй бага жинтэй, хямд материалаар хийгдсэн байдаг. Энэ баримт нь өндөр дулаан дамжуулалттай хамт хөнгөн цагааныг аяга таваг, зууханд хүнсний тугалган цаас болгон ашиглах боломжийг олгодог. Гол сул талхөнгөн цагаан нь илүү зөөлөн тул зөвхөн хайлш (жишээлбэл, duralumin) ашиглах боломжтой.

Үр ашигтай дулаан солилцооны хувьд чухал үүрэгдулаан дамжуулах хурдыг гүйцэтгэдэг орчин, мөн энэ нь радиаторыг хөргөх замаар идэвхтэй хөнгөвчилдөг. Үүний үр дүнд хөнгөн цагааны дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (зэстэй харьцуулахад) багасч, төхөөрөмжийн жин, өртөг буурдаг. Эдгээр чухал давуу талууд нь хөнгөн цагааныг агааржуулалтын системд ашиглахаас зэсийг аажмаар орлуулах боломжийг олгодог.

Зарим үйлдвэрүүдэд, жишээлбэл, радио үйлдвэрлэл, электроникийн салбарт зэс зайлшгүй шаардлагатай. Баримт нь энэ металл нь маш хуванцар шинж чанартай байдаг: үүнийг маш нимгэн утас (0.005 мм) болгон татах боломжтой, түүнчлэн бусад тусгай дамжуулагч элементүүдийг үүсгэж болно. электрон тоног төхөөрөмж. Өндөр дулаан дамжуулалт нь зэс нь цахилгаан хэрэгслийг ажиллуулах явцад үүсэх дулааныг маш үр дүнтэй арилгах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь орчин үеийн өндөр нарийвчлалтай, гэхдээ нэгэн зэрэг авсаархан төхөөрөмжид маш чухал юм.

Зэсийн хэрэглээ нь гадаргуутай байх шаардлагатай тохиолдолд хамааралтай тодорхой хэлбэрган хэсэг дээр. Энэ тохиолдолд гагнаж буй элементтэй холбоогүй зэсийн загварыг ашигладаг. Хөнгөн цагааныг эдгээр зорилгоор ашиглах боломжгүй, учир нь энэ нь хайлж эсвэл шатах болно. Мөн нүүрстөрөгчийн нумаар гагнах үед зэс нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг гэдгийг дурдах нь зүйтэй.

1 - араа, 2 - загвар бэхэлгээ, 3 - гагнасан араа шүд, 4 - зэс загвар

Зэс ба түүний хайлшийн өндөр дулаан дамжилтын сул тал

Зэсээс илүү их зүйл бий өндөр үнэгууль эсвэл хөнгөн цагаанаас илүү. Үүний зэрэгцээ энэ металл нь сул талуудтай бөгөөд энэ нь түүний давуу талуудтай шууд холбоотой байдаг. Өндөр дулаан дамжуулалт нь үүсгэх хэрэгцээнд хүргэдэг онцгой нөхцөлзэсийн элементүүдийг зүсэх, гагнах, гагнах үед. Зэсийн элементүүдийг гантай харьцуулахад илүү их төвлөрсөн байдлаар халаах шаардлагатай байдаг. Түүнчлэн, тухайн хэсгийн урьдчилсан болон дагалдах халаалт ихэвчлэн шаардлагатай байдаг.

Зэс хоолой нь халаалтын системийн гол шугам эсвэл түгээлтийг бүрдүүлдэг бол болгоомжтой дулаалга шаарддаг гэдгийг бүү мартаарай. Энэ нь бусад материалыг ашиглахтай харьцуулахад сүлжээний суурилуулалтын өртөг нэмэгдэхэд хүргэдэг.

Зэстэй холбоотой бэрхшээлүүд бас гарч ирдэг: энэ процесс нь илүү хүчтэй шатаагч шаарддаг. 8-10 мм зузаантай металлыг гагнах үед хоёр буюу гурван бамбар шаардлагатай болно. Нэг бамбарыг гагнахад ашигладаг бол нөгөө нь хэсгийг халааж байна. Ерөнхийдөө зэстэй гагнуурын ажил нь хэрэглээний материалын зардлыг нэмэгдүүлэхийг шаарддаг.

Үүнийг ашиглах хэрэгцээний талаар бас хэлэх хэрэгтэй тусгай хэрэгсэл. Тиймээс 15 см хүртэл зузаантай зүсэхийн тулд 30 см-ийн зузаантай өндөр хромтой гангаар ажиллах чадвартай таслагч хэрэгтэй болно. Түүнээс гадна ижил хэрэгсэл нь ердөө 5 см зузаантай ажиллахад хангалттай.

Олон салбарт орчин үеийн үйлдвэрлэлЗэс зэрэг материалыг маш өргөн ашигладаг. Энэ металлын цахилгаан дамжуулах чанар маш өндөр байдаг. Энэ нь түүнийг цахилгаан инженерчлэлд ашиглах нь зүйтэй гэдгийг тайлбарлаж байна. Зэс нь маш сайн гүйцэтгэлийн шинж чанартай дамжуулагчийг үйлдвэрлэдэг. Мэдээжийн хэрэг, энэ металлыг зөвхөн цахилгаан инженерчлэлд төдийгүй бусад салбарт ашигладаг. Түүний эрэлт хэрэгцээг бусад зүйлсээс гадна хэд хэдэн түрэмгий орчинд зэврэлтэнд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй, уян хатан чанар гэх мэт чанаруудаар тайлбарладаг.

Түүхийн лавлагаа

Зэс бол металл танигдсан хүнэрт дээр үеэс. Хүмүүсийн энэ материалтай эрт танилцах нь юуны түрүүнд байгальд бөөм хэлбэрээр өргөн тархсантай холбоотой юм. Хүчилтөрөгчийн нэгдлээс хүний ​​олж авсан анхны металл бол зэс гэж олон эрдэмтэд үздэг. Эрт урьдын цагт чулуулагТэд зүгээр л гал дээр халааж, огцом хөргөсний үр дүнд хагарсан. Хожим нь зэсийг бууруулах ажлыг нүүрс нэмж, хөөрөгөөр үлээж галд хийж эхэлсэн. Энэ аргыг боловсронгуй болгосноор хожим энэ металлыг хүдрийг исэлдүүлэн хайлуулах аргаар үйлдвэрлэж эхэлсэн.

Зэс: материалын цахилгаан дамжуулах чанар

Бүх зүйл тайван байдалд байна чөлөөт электронуудаливаа металл цөмийг тойрон эргэдэг. Холбогдсон үед гадаад эх үүсвэрнөлөөлөл, тэд тодорхой дарааллаар жагсаж, одоогийн тээвэрлэгч болдог. Металл өөрөө дамжин өнгөрөх түвшинг цахилгаан дамжуулах чанар гэж нэрлэдэг. Олон улсын SI-д түүний хэмжих нэгж нь 1 см = 1 ом -1 гэж тодорхойлсон Siemens юм.

Зэсийн цахилгаан дамжуулах чанар маш өндөр. Энэ үзүүлэлтээрээ өнөөдөр мэдэгдэж байгаа бүх үндсэн металлуудаас давж гарсан байна. Түүнээс илүүЗөвхөн мөнгө нь гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог. Зэсийн цахилгаан дамжуулах чанар нь +20 ° C-ийн температурт 57x104 см -1 байна. Энэ өмчийн ачаар энэ металл нь одоогоор үйлдвэрлэлийн болон ахуйн зориулалтаар ашиглагддаг бүх дамжуулагч юм.

Зэс нь байнгын нөхцөлд маш сайн тэсвэрлэх чадвартай бөгөөд найдвартай, удаан эдэлгээтэй байдаг. Бусад зүйлсээс гадна энэ металл нь өндөр хайлах цэгээр тодорхойлогддог (1083.4 ° C). Мөн энэ нь эргээд зэсийг зөвшөөрдөг урт хугацаандхалуун байдалд ажиллах. Одоогийн дамжуулагчийн хувьд тархалтын хувьд зөвхөн хөнгөн цагаан л энэ металлтай өрсөлдөх боломжтой.

Зэсийн цахилгаан дамжуулах чанарт үзүүлэх хольцын нөлөө

Мэдээжийн хэрэг, бидний үед энэ улаан металлыг хайлуулахын тулд эрт дээр үеэс хамаагүй илүү дэвшилтэт арга техникийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр ч бүрэн цэвэр Cu авах бараг боломжгүй юм. Зэс үргэлж байдаг төрөл бүрийнхольц. Энэ нь жишээлбэл, цахиур, төмөр эсвэл бериллий байж болно. Үүний зэрэгцээ зэс дэх хольц их байх тусам бага үзүүлэлттүүний цахилгаан дамжуулах чанар. Жишээлбэл, утас үйлдвэрлэхэд зөвхөн хангалттай цэвэр металл тохиромжтой. Дүрэм журмын дагуу 0.1% -иас ихгүй хольцтой зэсийг энэ зорилгоор ашиглаж болно.

Ихэнхдээ энэ металл нь хүхэр, хүнцэл, сурьмагийн тодорхой хувийг агуулдаг. Эхний бодис нь материалын уян хатан чанарыг ихээхэн бууруулдаг. Зэс ба хүхрийн цахилгаан дамжуулах чанар нь маш өөр юм. Энэ хольц нь гүйдэл огт дамжуулдаггүй. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь сайн тусгаарлагч юм. Гэсэн хэдий ч хүхэр нь зэсийн цахилгаан дамжуулах чанарт бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Дулаан дамжуулалтад мөн адил хамаарна. Сурьма ба хүнцлийн хувьд эсрэг дүр зураг ажиглагдаж байна. Эдгээр элементүүд нь зэсийн цахилгаан дамжуулах чанарыг мэдэгдэхүйц бууруулж чаддаг.

Хайлш

Зэс гэх мэт уян хатан материалын бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд янз бүрийн төрлийн нэмэлтүүдийг тусгайлан ашиглаж болно. Тэд мөн түүний цахилгаан дамжуулах чанарыг бууруулдаг. Гэхдээ тэдгээрийн хэрэглээ нь янз бүрийн төрлийн бүтээгдэхүүний ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгах боломжтой.

Ихэнхдээ Cd (0.9%) нь зэсийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэх нэмэлт бодис болгон ашигладаг. Үр дүн нь кадми хүрэл юм. Түүний дамжуулах чанар нь зэсийн 90% байдаг. Заримдаа хөнгөн цагааныг кадмигийн оронд нэмэлт болгон ашигладаг. Энэ металлын дамжуулалт нь зэсийн 65% байна. Утасны бат бөх чанарыг нэмэгдүүлэхийн тулд бусад материал, бодисуудыг нэмэлт хэлбэрээр ашиглаж болно - цагаан тугалга, фосфор, хром, бериллий. Үр дүн нь тодорхой зэрэглэлийн хүрэл юм. Зэс, цайрын хослолыг гууль гэж нэрлэдэг.

Хайлшийн шинж чанар

Энэ нь зөвхөн тэдгээрт агуулагдах хольцын хэмжээнээс гадна бусад үзүүлэлтээс хамаарна. Жишээлбэл, халаалтын температур нэмэгдэхийн хэрээр зэсийн гүйдэл өөрөө дамжих чадвар буурдаг. Үүнийг үйлдвэрлэх арга нь хүртэл ийм утасны цахилгаан дамжуулах чанарт нөлөөлдөг. Өдөр тутмын амьдрал болон үйлдвэрлэлд зөөлөн зөөлрүүлсэн зэс дамжуулагч ба хатуу татсан дамжуулагчийг хоёуланг нь ашиглаж болно. Эхний сорт нь өөрөө гүйдэл дамжуулах чадвартай байдаг.

Гэсэн хэдий ч ашигласан нэмэлтүүд болон тэдгээрийн тоо хэмжээ нь зэсийн цахилгаан дамжуулах чанарт хамгийн их нөлөө үзүүлдэг. Доорх хүснэгтэд энэ металлын хамгийн түгээмэл хайлшуудын одоогийн даацын талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг уншигчдад хүргэж байна.

Гуулин ба зэсийн цахилгаан дамжуулах чанарыг харьцуулж болно. Гэсэн хэдий ч эхний металлын хувьд энэ үзүүлэлт мэдээжийн хэрэг арай бага байна. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцэн хүрэлээс өндөр байдаг. Гуулыг дамжуулагчийн хувьд нэлээд өргөн ашигладаг. Энэ нь зэсээс муу гүйдэл дамжуулдаг боловч үүнтэй зэрэгцэн бага зардалтай байдаг. Ихэнхдээ контакт, хавчаар, радио төхөөрөмжийн төрөл бүрийн эд ангиудыг гуулинаар хийдэг.

Өндөр эсэргүүцэлтэй зэсийн хайлш

Ийм дамжуулагч материалыг голчлон резистор, реостат, хэмжих хэрэгсэл, цахилгаан халаалтын төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ зорилгоор хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг зэсийн хайлш нь константан ба манганин юм. Эсэргүүцэлэхний (86% Cu, 12% Mn, 2% Ni) нь 0.42-0.48 мкОм/м, хоёр дахь (60% Cu, 40% Ni) нь 0.48-0.52 мкОм/м байна.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй хамаарал

Зэс - 59,500,000 С/м. Энэ үзүүлэлт нь аль хэдийн дурьдсанчлан зөв боловч зөвхөн +20 o С-ийн температурт ямар ч металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр болон тодорхой дамжуулалтын хооронд тодорхой холболт байдаг. Энэ нь Wiedemann-Franz хуулиар тогтоогдсон. Энэ нь металлын хувьд хийгддэг өндөр температурба дараах томъёогоор илэрхийлэгдэнэ: K/γ = π 2 / 3 (k/e) 2 T, энд y нь дамжуулах чанар, к - Больцман тогтмол, e нь энгийн цэнэг юм.

Мэдээжийн хэрэг, ижил төстэй холболт нь зэс гэх мэт металлын хувьд байдаг. Түүний дулаан дамжуулалт, цахилгаан дамжуулах чанар нь маш өндөр байдаг. Энэ хоёр үзүүлэлтээрээ мөнгөний дараа хоёрдугаарт ордог.

Зэс, хөнгөн цагаан утсыг холбох

IN Сүүлийн үедӨсөн нэмэгдэж буй хүчин чадалтай цахилгаан төхөөрөмжийг өдөр тутмын амьдрал, үйлдвэрлэлд ашиглаж эхэлсэн. ЗХУ-ын үед утсыг ихэвчлэн хямд хөнгөн цагаанаар хийдэг байв. Түүний шинэ шаардлага гүйцэтгэлийн шинж чанар, харамсалтай нь харьцахаа больсон. Тиймээс өнөөдөр өдөр тутмын амьдрал, үйлдвэрлэлд тэд ихэвчлэн зэс болж өөрчлөгддөг. Сүүлчийн гол давуу тал нь галд тэсвэртэй байдлаас гадна хэзээ исэлдэлтийн процесстэдгээрийн дамжуулагч шинж чанар буурахгүй.

Ихэнхдээ цахилгааны сүлжээг шинэчлэх үед хөнгөн цагаан ба зэс утаснуудхолбогдох хэрэгтэй. Үүнийг шууд хийх боломжгүй. Үнэн хэрэгтээ хөнгөн цагаан ба зэсийн цахилгаан дамжуулах чанар нь тийм ч их ялгаатай биш юм. Гэхдээ зөвхөн эдгээр металлын хувьд. Хөнгөн цагаан ба зэсийн исэлдүүлэгч хальс нь өөр өөр шинж чанартай байдаг. Үүнээс болж уулзвар дахь цахилгаан дамжуулах чанар мэдэгдэхүйц буурдаг. Хөнгөн цагааны исэлдэлтийн хальс нь зэсээс хамаагүй их эсэргүүцэлтэй байдаг. Тиймээс эдгээр хоёр төрлийн дамжуулагчийн холболтыг зөвхөн тусгай адаптераар дамжуулан хийх ёстой. Эдгээр нь жишээлбэл, металыг исэлдүүлэхээс хамгаалдаг зуурмаг агуулсан хавчаарууд байж болно. Энэ адаптерийн сонголтыг ихэвчлэн гадаа ашигладаг. Салбарын компрессорыг ихэвчлэн дотоод орчинд ашигладаг. Тэдний дизайн нь хөнгөн цагаан ба зэсийн шууд холбоог арилгадаг тусгай хавтанг агуулдаг. Ийм дамжуулагч байхгүй тохиолдолд амьдралын нөхцөлУтаснуудыг шууд мушгихын оронд угаагч, самарыг завсрын "гүүр" болгон ашиглахыг зөвлөж байна.

Физик шинж чанар

Тиймээс бид зэс ямар цахилгаан дамжуулах чадвартай болохыг олж мэдсэн. Энэ үзүүлэлт нь метал дахь хольцоос хамаарч өөр өөр байж болно. Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн зэсийн эрэлт хэрэгцээ нь түүний бусад ашигтай шинж чанараар тодорхойлогддог. физик шинж чанар, аль тухай мэдээллийг доорх хүснэгтээс авч болно.

Химийн шинж чанар

Эдгээр шинж чанаруудын дагуу цахилгаан болон дулаан дамжуулалт нь маш өндөр байдаг зэсийг жагсаадаг завсрын байрлал 8-р бүлгийн эхний гурвалын элементүүд ба үелэх системийн эхний бүлгийн шүлтийн элементүүдийн хооронд. Гол нь химийн шинж чанарҮүнд:

цогцолбор үүсгэх хандлага;

өнгөт нэгдлүүд болон уусдаггүй сульфид үүсгэх чадвар.

Зэсийн хамгийн онцлог нь хоёр валент төлөв юм. Үүнтэй ижил төстэй байдал шүлтлэг металлуудтүүнд бараг байхгүй. Түүний химийн идэвхжил ч бага байдаг. CO 2 буюу чийг байгаа тохиолдолд зэсийн гадаргуу дээр ногоон карбонатын хальс үүсдэг. Бүх зэсийн давсууд байдаг хорт бодис. Моно ба хоёр валент төлөвт энэ металл маш тогтвортой байдаг Хамгийн өндөр үнэ цэнэүйлдвэрийн хувьд аммиактай.

Хэрэглэх хүрээ

Зэсийн өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалт нь түүний өргөн хэрэглээг тодорхойлдог янз бүрийн үйлдвэрүүдаж үйлдвэр. Мэдээжийн хэрэг, энэ металлыг ихэвчлэн цахилгаан инженерчлэлд ашигладаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь түүний хэрэглээний цорын ганц талбараас хол байна. Бусад зүйлсийн дотор зэсийг ашиглаж болно:

үнэт эдлэлд;

архитектурт;

сантехник, халаалтын системийг угсрах үед;

хий дамжуулах хоолойд.

Зэс, алтны хайлшийг ихэвчлэн янз бүрийн үнэт эдлэл хийхэд ашигладаг. Энэ нь үнэт эдлэлийн хэв гажилт, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Архитектурт зэсийг дээврийн болон фасадны өнгөлгөө хийхэд ашиглаж болно. Энэхүү өнгөлгөөний гол давуу тал нь бат бөх чанар юм. Жишээлбэл, алдартай архитектурын дурсгалт газар болох Католик сүмийн дээвэр Герман хотХильдешхайм. Энэ барилгын зэс дээвэр нь найдвартай хамгаалдаг дотоод орон зайбараг 700 жилийн турш.

Инженерийн харилцаа холбоо

Зэсийн ус дамжуулах хоолойн гол давуу тал нь бат бөх, найдвартай байдал юм. Нэмж дурдахад энэ металл нь усанд онцгой өвөрмөц шинж чанарыг өгөх чадвартай бөгөөд энэ нь биед ашигтай байдаг. Зэс хоолой нь голчлон зэврэлтэнд тэсвэртэй, уян хатан чанараараа хийн хоолой, халаалтын системийг угсрахад тохиромжтой. Даралт яаралтай нэмэгдсэн тохиолдолд ийм шугамууд нь гангаас хамаагүй их ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай. Зэс дамжуулах хоолойн цорын ганц сул тал бол өндөр өртөг юм.

Оршил

Металлын дулаан дамжуулалтыг тодорхойлох нь зарим салбарт, жишээлбэл, металлурги, радио инженерчлэл, механик инженерчлэл, барилгын салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Одоогийн байдлаар металлын дулаан дамжуулалтыг тодорхойлох олон янзын аргууд байдаг.

Энэхүү ажил нь металын гол шинж чанар болох дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, түүнчлэн дулаан дамжуулалтыг судлах аргуудыг судлахад зориулагдсан болно.

Судалгааны объект нь металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, түүнчлэн янз бүрийн аргалабораторийн судалгаа.

Судалгааны сэдэв нь металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр юм.

Төлөвлөсөн үр дүн - үйлдвэрлэл лабораторийн ажилКалориметрийн аргад үндэслэн “Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тодорхойлох”.

Энэ зорилгод хүрэхийн тулд дараахь ажлуудыг шийдвэрлэх шаардлагатай байна.

Металлын дулаан дамжилтын онолыг судлах;

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тодорхойлох аргуудыг судлах;

Лабораторийн тоног төхөөрөмжийг сонгох;

Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг туршилтаар тодорхойлох;

“Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тодорхойлох” лабораторийн ажлыг зохион байгуулах.

ажил нь бүрдэнэ гурван бүлэг, түүнд өгсөн үүрэг даалгаврыг тодруулсан болно.

Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Фурьегийн хууль

Дулаан дамжуулалт нь молекулын шилжүүлэгшууд холбогдох бие эсвэл нэг биеийн хэсгүүдийн хоорондох дулаан өөр өөр температур, үүнд бүтцийн хэсгүүдийн хөдөлгөөний энерги (молекул, атом, чөлөөт электронууд) солилцдог.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь биеийн бичил хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог.

Дулаан дамжуулалтаар дулаан дамжуулах үндсэн хууль бол Фурьегийн хууль юм. Энэ хуулийн дагуу перпендикуляр гадаргуугийн элемент dF дулаан дамжуулалтаар дамжих дулааны хэмжээ dQ дулааны урсгал, хугацааны туршид df нь температурын градиент, гадаргуугийн dF ба хугацаа df-тай шууд пропорциональ байна.

Пропорциональ коэффициент l нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүр гэж нэрлэгддэг. Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь бодисын дулаан дамжуулах чадварыг тодорхойлдог бодисын термофизик шинж чанар юм.

Томъёоны (1) хасах тэмдэг нь температур буурах чиглэлд дулааныг дамжуулж байгааг харуулж байна.

Нэгж изотерм гадаргуугийн нэгжээр дамжин өнгөрөх дулааны хэмжээг дулааны урсгал гэж нэрлэдэг.

Fourier-ийн хуулийг хий, шингэн ба хатуу бодисын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь зөвхөн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрт хамаарна.

Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр ба түүний бодисын төлөв байдлын параметрүүдээс хамаарах хамаарал

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь тухайн бодисын дулаан дамжуулах чадварыг тодорхойлдог бодисын термофизик шинж чанар юм.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь grad t-тай перпендикуляр нэгж талбайгаар нэгж хугацаанд өнгөрөх дулааны хэмжээ юм.

Учир нь янз бүрийн бодисуудДулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь өөр өөр бөгөөд бүтэц, нягтрал, чийгшил, даралт, температураас хамаарна. Хайлтын хүснэгтийг ашиглахдаа эдгээр нөхцөл байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай.

Хамгийн чухал ач холбогдолтой металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр. Хамгийн дулаан дамжуулагч металл бол мөнгө, дараа нь цэвэр зэс, алт, хөнгөн цагаан гэх мэт. Ихэнх металлын хувьд температурын өсөлт нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүр буурахад хүргэдэг. Энэ хамаарлыг ойролцоогоор шулуун шугамын тэгшитгэлээр тодорхойлж болно

энд l, l0 нь өгөгдсөн температурт t ба 00С-ийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрүүд юм. температурын коэффициент. Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь хольцод маш мэдрэмтгий байдаг.

Жишээлбэл, зэсэнд хүнцлийн ул мөр гарч ирэхэд түүний дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 395-аас 142 хүртэл буурдаг; гангийн хувьд 0.1% нүүрстөрөгчийн l = 52, 1.0% -д - l = 40, 1.5% нүүрстөрөгчийн l = 36.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь дулааны боловсруулалтанд мөн нөлөөлдөг. Тиймээс хатуурсан нүүрстөрөгчийн гангийн хувьд l нь зөөлөн гангаас 10-25% бага байна. Эдгээр шалтгааны улмаас ижил температурт арилжааны металлын дээжийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр ихээхэн ялгаатай байж болно. Хайлш нь цэвэр металлаас ялгаатай нь температур нэмэгдэхийн хэрээр дулаан дамжилтын илтгэлцүүрээр тодорхойлогддог гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Харамсалтай нь ямар ч нийтлэг суулгаарай тоон хэв маягхайлшийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг зохицуулдаг , хараахан хүрч чадаагүй байна.

Барилгын болон дулаан тусгаарлагч материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр - диэлектрик нь металаас хэд дахин бага бөгөөд 0.02 - 3.0 байна. Тэдний дийлэнх дийлэнх нь (үл хамаарах зүйл бол магнезит тоосго) температур нэмэгдэх тусам дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нэмэгддэг. Энэ тохиолдолд хатуу биетүүдийн хувьд диэлектрик, β>0 гэдгийг санаарай (3) тэгшитгэлийг ашиглаж болно.

Барилгын болон дулаан тусгаарлагчийн олон материал нь сүвэрхэг бүтэцтэй (тоосго, бетон, асбест, шаар гэх мэт). Тэдгээрийн болон нунтаг материалын хувьд дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь ихээхэн хамаардаг их хэмжээний нягтралтай. Энэ нь сүвэрхэг чанар нэмэгдэж байгаатай холбоотой юм. ихэнх ньэзэлхүүн нь агаараар дүүрсэн, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь маш бага байдаг. Үүний зэрэгцээ сүвэрхэг чанар өндөр байх тусам материалын эзлэхүүний нягт бага байна. Тиймээс бусадтай хамт материалын задгай нягтрал буурдаг тэгш нөхцөл, л буурахад хүргэдэг.

Жишээлбэл, асбестын хувьд 800 кг / м-ээс 400 кг / м хүртэл задгай нягтрал буурахад 0.248-аас 0.105 хүртэл буурдаг. Чийгийн нөлөө маш их байдаг. Жишээлбэл, хуурай тоосгоны хувьд l = 0.35, шингэн нь 0.6, нойтон тоосгоны хувьд l = 1.0 байна.

Дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тодорхойлох, техникийн тооцоо хийхдээ эдгээр үзэгдлүүдийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Дусал шингэний дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь 0.08 - 0.7 хооронд хэлбэлздэг. Үүний зэрэгцээ шингэний дийлэнх хэсэгт дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь температур нэмэгдэх тусам буурдаг. Үл хамаарах зүйл бол ус ба глицерин юм.

Хийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр бүр ч бага байна.

Хийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. 20 ммМУБ-ын хүрээнд. 2000 хүртэл (бар), өөрөөр хэлбэл. практикт ихэвчлэн тулгардаг хэсэгт л даралтаас хамаардаггүй. Хийн хольцын хувьд (яндангийн хий, дулааны зуухны уур амьсгал гэх мэт) дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тооцоолох замаар тодорхойлох боломжгүй гэдгийг санах нь зүйтэй. Тиймээс лавлагаа мэдээлэл байхгүй тохиолдолд l-ийн найдвартай утгыг зөвхөн туршилтаар олж болно.

l утгаараа< 1 - вещество называют тепловым изолятором.

Дулаан дамжилтын асуудлыг шийдэхийн тулд бодисын зарим макроскоп шинж чанаруудын (термофизикийн параметрүүд) тухай мэдээлэлтэй байх шаардлагатай: дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, нягтрал, хувийн дулаан багтаамж.

Металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Металлын дулаан дамжуулалт маш өндөр байдаг. Энэ нь торны дулаан дамжуулалт хүртэл буурдаггүй тул өөр дулаан дамжуулах механизм энд ажиллах ёстой. Энэ нь цэвэр металл дулаан дамжилтын улмаас бараг бүхэлд нь явуулж байна гэж болж байна электрон хий, зөвхөн маш их бохирдсон металл, хайлш, дамжуулах чанар багатай тохиолдолд торны дулаан дамжилтын илтгэлцүүр ихээхэн нөлөө үзүүлдэг.

Материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн тоон шинж чанарыг тодорхой зузаантай материалаар дамжин өнгөрөх дулааны хэмжээгээр тодорхойлж болно. тодорхой хугацаа. Тоон шинж чанарТөрөл бүрийн профиль бүтээгдэхүүний дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг тооцоолоход чухал ач холбогдолтой.

Төрөл бүрийн металлын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр

Дулаан дамжуулалт үүсэхийн тулд шууд бие махбодийн холбоо бариххоёр биений хооронд хийгдсэн. Энэ нь зөвхөн хооронд дулаан дамжуулах боломжтой гэсэн үг юм хатуу бодисТэгээд суурин шингэн. Шууд холбоо барих нь үүнийг боломжтой болгодог кинетик энергимолекулуудаас хамгийн их рүү шилжих дулаан бодисхамгийн хүйтэн хүртэл. Янз бүрийн температуртай бие биетэйгээ шууд харьцах үед дулаан солилцоо үүсдэг.

Энд молекулууд гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй дулаан биехүйтэн биед нэвтэрч чадахгүй. Зөвхөн кинетик энергийн дамжуулалт явагддаг бөгөөд энэ нь өгдөг жигд хуваарилалтдулаан. Эрчим хүчний энэхүү дамжуулалт нь холбоо барьж буй бие жигд дулаарах хүртэл үргэлжилнэ. Энэ тохиолдолд амжилтанд хүрнэ дулааны тэнцвэр. Энэхүү мэдлэг дээр үндэслэн тодорхой барилгын дулаан тусгаарлалтанд ямар тусгаарлагч материал шаардагдахыг тооцоолох боломжтой.