Metallerin ısı iletkenliği ve uygulaması

Metaller, sahip oldukları maddelerdir.kristal yapı. Isındığında, eritebilir, yani sıvı halde olabilirler. Bazıları düşük bir erime noktasına sahiptir: Bunları düzenli bir kaşık içine koyarak ve alevin üstünde mumları tutarak eritilebilirler. O kurşun ve teneke. Diğerleri sadece özel fırınlarda eritilebilir. Bakır ve demir yüksek bir erime noktasına sahiptir. Bunu azaltmak için, metallere katkı maddeleri eklenir. Elde edilen alaşımlar (çelik, bronz, dökme demir, pirinç) ana metalden daha düşük bir erime noktasına sahiptir.

Metallerin erime noktası neye bağlıdır? Hepsi belirli özelliklere sahiptir - metallerin ısı kapasitesi ve termal iletkenliği. Isı kapasitesi ısıtıldığında ısıyı absorbe etme kabiliyetini ifade eder. Sayısal indeksi özgül ısıdır. 1 ° C ile ısıtılmış bir metal kütlesini emebilen enerji miktarı anlamına gelir. Bu göstergeden metal preformu istenen sıcaklığa kadar ısıtmak için yakıt tüketimine bağlıdır. Çoğu metalin ısı kapasitesi 300-400 J / (kg * K), metal alaşımları - 100-2000 J / (kg * K) aralığındadır.

Metallerin ısıl iletkenliği ısı transferidir.Fourier yasasına göre daha sıcak parçacıklardan daha soğuk olanlara kadar, makroskobik hareketsizlik için. Malzemenin yapısına, kimyasal bileşimine ve interatomik bağ tipine bağlıdır. Metallerde ısı, diğer katı materyallerde elektronlar tarafından fononlarla aktarılır. Metallerin ısıl iletkenliği daha yüksektir, sahip oldukları kristal yapı daha mükemmeldir. Daha fazla metalin kirliliği vardır, kristal kafes daha fazla bozulur ve termal iletkenlik o kadar düşüktür. Doping, bu gibi çarpıklıkları metallerin yapısına sokar ve temel metale göre termal iletkenliği düşürür.

Bütün metaller iyi bir termal iletkenliğe sahiptir, fakatbazıları diğerlerinden daha yüksek. Bu metallerin bir örneği altın, bakır, gümüştür. Düşük ısı iletkenliği kalay, alüminyum ve demirde bulunur. Metallerin artan termal iletkenliği, kullanım alanlarına bağlı olarak bir erdem veya dezavantajdır. Örneğin, yiyeceklerin hızlı ısınması için metal kaplar gereklidir. Aynı zamanda, tabakların tutacaklarını yapmak için yüksek ısı iletkenliğine sahip metallerin kullanımı zorlaştırır - topuzlar çok çabuk ısınır ve dokunulmaz. Bu nedenle, burada ısı yalıtım malzemeleri kullanılmaktadır.

Metalin bir başka özelliği deözellikleri - termal genleşme. Isıtıldığında metalin hacminde bir artışa benziyor ve soğutma ile azalıyor. Metal ürünleri üretirken bu durum göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, kapların kapakları ek olarak yapılır, su ısıtıcılar ayrıca kapak ile muhafaza arasında bir açıklığa sahiptir, böylece kapak ısıtıldığında kapana yapışmaz.

Her metal için katsayıtermal genleşme. 1 m uzunluğundaki bir prototipin 1 m'ye kadar ısıtılmasıyla belirlenir, kurşun, çinko ve kalay en büyük katsayıya sahiptir. Bakır ve gümüş ile daha küçüktür. Daha da alt - demir ve altın.

Kimyasal özelliklerle, metaller ayrılırbirkaç grup. Hava veya su ile anında reaksiyona girebilen aktif metaller (örneğin, potasyum veya sodyum) vardır. Periyodik tablonun ilk grubunu oluşturan en aktif altı metale alkali denir. Küçük bir erime noktasına sahiptirler ve çok yumuşaktırlar, bıçakla kesilebilirler. Su ile bağlantı, alkali çözümler oluştururlar, dolayısıyla isimlerini oluştururlar.

İkinci grup alkali toprak metallerden oluşur - kalsiyum, magnezyum vb. Bunlar daha çok katı ve refrakter minerallerin bir parçasıdır. Bir sonraki, üçüncü ve dördüncü grupların metallerinin örnekleri kurşun ve alüminyum olabilir. Bunlar oldukça yumuşak metallerdir ve çoğunlukla alaşımlarda kullanılırlar. Geçiş metalleri (demir, krom, nikel, bakır, altın, gümüş) daha az aktiftir, daha çok dövme yaparlar ve genellikle endüstride alaşımlar biçiminde kullanılırlar.

Aktivite serilerindeki her bir metalin konumutepki verme yeteneğini karakterize eder. Metal ne kadar aktif olursa o kadar kolay oksijen alır. Düşük aktif metal türleri saf formda bulunurken, bileşiklerden izole etmek çok zordur. En aktif olanları - potasyum ve sodyum - kerosen içinde depolanır, dışarıda hemen oksitlenir. Sanayide kullanılan metallerden en azı bakırdır. Sıcak su ve elektrik kabloları için tank ve boru üretmektedir.