Lo que determina la conductividad térmica.
Teniendo en cuenta la conductividad térmica de los metales y las aleaciones (la tabla se creó no solo para metales, sino también para otros materiales), se debe tener en cuenta que el coeficiente de conductividad térmica es el indicador más importante. Depende de los puntos a continuación:
El tipo de material y su composición química. La conductividad térmica del hierro diferirá significativamente del indicador de aluminio correspondiente, que está asociado con las características de la red cristalina de los materiales y sus otras propiedades.- El coeficiente puede cambiar cuando el metal se calienta o se enfría. En este caso, los cambios pueden ser significativos, ya que cada material tiene su propio punto de fusión, cuando las moléculas comienzan a reorganizarse.
En las tablas para algunos metales y aleaciones, el coeficiente de conductividad térmica ya está indicado en la fase líquida.
Hoy, en la práctica, prácticamente no miden el indicador bajo consideración. Esto se debe al hecho de que el coeficiente de conductividad térmica con un cambio insignificante en la composición química permanece casi sin cambios. Los datos tabulares se utilizan en el diseño y rendimiento de otros cálculos.
El concepto de conductividad térmica.
El símbolo λ, la cantidad de calor que se transmite por unidad de tiempo a través de una unidad de superficie en el momento del aumento de la temperatura, se utiliza para indicar el valor en cuestión. Este valor se utiliza para varios cálculos.
La descripción de la propiedad de conductividad térmica de muchos metales se lleva a cabo de acuerdo con la fórmula k = 2.5 · 10−8σT. Esta fórmula tiene en cuenta:
- Temperatura medida en grados Kelvin.
- Indice de conductividad.
Esta relación es más adecuada para determinar las propiedades de los conductores en el momento de la operación durante el calentamiento, pero recientemente también se usa para medir el grado de conductividad de la energía térmica.
Los semiconductores y aislantes tienen tasas más bajas de conductividad térmica debido a las características estructurales de su red cristalina .
Cuando se tenga en cuenta
Cuando se consideran varias propiedades de los materiales, a menudo se da atención y conductividad térmica. Este indicador es importante en los siguientes casos:
Cuando necesites quitar el calor del objeto. La energía térmica puede ocurrir debido a la fricción. En este caso, el calentamiento provoca cambios en las propiedades básicas de los metales y aleaciones: resistencia y dureza de la superficie. Un ejemplo es el diseño de un motor de combustión interna. Durante la carrera del pistón en el bloque de cilindros, los elementos estructurales principales se calientan. Debido al calentamiento demasiado alto, incluso los metales que son resistentes a las altas temperaturas comienzan a perder fuerza y se vuelven más dúctiles. Como resultado, hay un cambio en las dimensiones geométricas de los elementos importantes de la estructura, y falla. La conductividad térmica también se tiene en cuenta al crear una herramienta de corte, que cubre aviones o trenes de alta velocidad.- Cuando necesites transferir energía térmica. El sistema de calefacción central se basa en el calentamiento del entorno de trabajo, que luego se suministra al consumidor y la energía se transfiere al medio ambiente. Con el fin de mejorar la eficiencia del sistema que se está creando, las tuberías y los radiadores de calefacción están hechos de metales que pueden transferir calor rápidamente.
- Cuando necesites aislar la superficie . Hay una situación en la que necesita reducir la probabilidad de calentar la superficie. Para este propósito, se utilizan materiales especiales que tienen altas cualidades aislantes. Algunos metales y aleaciones también tienen propiedades reflectantes y no se calientan, y tampoco transfieren calor. Un ejemplo es una lámina, que a menudo se utiliza como pantalla reflectante. También está hecho de una capa metálica delgada con un bajo coeficiente de conductividad.
En conclusión, observamos que antes del desarrollo de la teoría cinética molecular, la transferencia de energía térmica se consideraba un signo de la transferencia de ácido calórico hipotético. La aparición de equipos modernos nos permitió estudiar la estructura de los materiales y estudiar el comportamiento de las partículas cuando se exponen a altas temperaturas. La transferencia de energía ocurre debido al rápido movimiento de las moléculas que comienzan a chocar, y pone en movimiento otras moléculas que están en un estado de reposo.