Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Какой же все таки поставить радиатор? Я думаю каждый из нас задавался таким же вопросом придя на рынок или в магазин запчастей, осматривая огромный выбор радиаторов на любой вкус, удовлетворяющий даже самого извращенного привереды. Хочешь двух рядный, трех рядный, побольше, поменьше, с крупной секцией с мелкой, алюминиевый, медный. Вот именно из какого металла изготовлен радиатор и пойдет речь.

Одни считают, что медь. Это своеобразные староверы, так бы назвали их в XVII веке. Да, если взять не новые автомобили XX века, то тогда повсеместно устанавливались медные радиаторы. Не зависимо от марки и модели, была ли это бюджетная микролитражка или тяжеловесный многотонный грузовик. Но есть и другая армия автовладельцев утверждая что радиаторы изготовленные из алюминия лучше медных. Потому как их устанавливают на новые современные автомобили, на сверхмощные двигатели требующие качественного охлаждения.

И что самое интересное они все правы. И у тех и у других есть свои плюсы и естественно минусы. А теперь небольшой урок физики. Самым отличным показателем, на мой взгляд, являются цифры, а именно коэффициент теплопроводности. Если сказать по простому то это способность вещества передавать тепловую энергию от одного вещества другому. Т.е. у нас имеется ОЖ, радиатор из N-ного металла и окружающая среда. Теоретически чем выше коэффициент тем быстрее радиатор будет забирать тепловую энергию у ОЖ и быстрее отдавать в окружающую среду.

Итак, теплопроводность меди составляет 401 Вт/(м*К), а алюминия — от 202 до 236 Вт/(м*К). Но это в идеальных условиях. Казалось бы медь выиграла в данном споре, да это «+1» за медные радиаторы. Теперь кроме всего необходимо рассмотреть собственно конструкцию самих радиаторов.

Медные трубки в основе радиатора, так же медные ленты воздушного радиатора для передачи полученного тепла в окружающую среду. Крупные ячейки сот радиатора позволяют снизить потери скорости воздушного потока и позволяют прокачать большой объем воздуха за единицу времени.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Слишком малая концентрация ленточной части радиатора снижает эффективность теплопередачи и увеличивает концентрацию и силу локального нагрева радиатора.

Я нашел два вида радиаторов в основе которых лежат алюминиевые и стальные трубки. Вот еще не маловажная часть, т.к. коэффициент теплопроводности стали очень мал по сравнению с алюминием, всего лишь 47 Вт/(м*К). И собственно только из-за высокой разности показателей, уже не стоит устанавливать алюминиевые радиаторы со стальными трубками. Хотя они прочнее чистокровных алюмишек и снижают риски протечки от высокого давления, например при заклинившем клапане в крышке расширительного бачка. Высокая концентрация алюминиевых пластин на трубках увеличивает площадь радиатора обдуваемого воздухом тем самым увеличивая его эффективность, но при этом увеличивается сопротивление воздушного потока и снижается объем прокачиваемого воздуха.

Ценовая политика же на рынке сложилась таким образом что медные радиаторы значительно дороже алюминиевых. Из общей картины можно сделать вывод что и те и другие радиаторы по своему хороши. Какой же все таки выбрать? Этот вопрос остается за вами.

Вот поэтому я и акцентировал на эти слова.

Вопрос, куда и как применять это понятие. Вот паяльник из алюминия делать нельзя, температуры для пайки не хватит, на одном конце 400гр, а на другом будет 60гр. А медь для этого самое то, её теплоемкость прекрасна, что бы один конец имел температуру 400гр, и на другом 300-350гр. Но вот многие этого не понимают и часто рекомендуют в качестве радиаторов для охлаждения транзисторов и прочее, применять именно медь.

Даже часто читал это в радио-журналах. Когда то это не понимали и промышленники, когда начинали делать мощные транзисторы, но потом разобрались и прекратили применять медные или латунные корпуса, а стали применять материал на основе алюминия или его заменители. Когда то с такой же трудностью сам встретился в начале 70х годов.

Был у меня усилитель на КТ805 (стерео) вот один транзистор сгорел и стаял там КТ805БМ, но у меня такого не было, поставил большой КТ805Б.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Так он начал сильно греться, и стал с большим трудом держать мощность при радиаторе 10*10*6см. Занимал место пол усилителя, а на родном била алюминиевая полоска Г-образная 2*3см. Спросил своего друга из конструкторского бюро, почему так, внутри у обоих транзисторов один и тот же кристалл, а держат температуру по разному. На что он ответил, что сам корпус накапливает в себе температуру и не отдает её на радиатор, а в БМ нет этого корпуса и температура быстро рассеивается на алюминиевом радиаторе.

Потом стали делать корпуса, на первый взгляд такие же, как у КТ805Б, но состав на основе алюминия и они стали также меньше нагреваться.. Вот поэтому и нужно применять понятие теплоотдача или теплопроводность правильно.

Извини, что так много написал, но думаю это пригодится, если подобное встретится в жизни. И не только в радио, а просто в жизни. Если сделаешь нагреватель для отопления в доме, то будешь применять именно алюминий, а не медь и латунь. (что я сейчас у себя и применяю в отоплении)

Автор:Андрей Бедов [ Пт сен 05, 2014 18:09:28 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Котбазилио, Вы написали абсолютную бредятину с точки зрения термодинамики.
Теплопроводность никак не связана с теплопередачей. Эффективность теплопередачи зависит от относительной разности температур двух взаимодействующих тел. В данном случае: «металл с наибольшей разумной теплопроводностью – воздух».
Автор:Kavka [ Пт сен 05, 2014 20:20:42 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Поддержу автора предыдущей реплики.

Теперь к тому, что написал Котбазилио про то что грелось и не грелось, или не так сильно грелось при медном и алюминиевом радиаторе/корпусе.

Во-первых.
Способность вещества проводить тепло характеризуется коэффициентом теплопроводности (удельной теплопроводностью).Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Численно эта характеристика равна количеству теплоты, проходящей через образец материала толщиной 1 м, площадью 1 м.кв., за единицу времени (секунду) при единичном температурном градиенте. Измеряется в Вт/(м*К). Т.е. Чем больше тепловой энергии способно пропустить вещество, тем больше коэффициент теплопроводности. Тут всё по определению и, надеюсь, никто возражать не будет.

Во-вторых, сами транзисторы могли иметь разные характеристики и банальное падение напряжения на них при замене могло быть разным со всеми вытекающими по закону Ома следствиями.
В третьих. Если взять два одинаковых по площади и форме радиатора из меди и алюминия, то при прочих равных условиях у них будет одинаковая теплоотдача. Потому что теплоотдача зависит от площади и разности температур. А более эффективным будет тот радиатор, материал которого сможет переносить больше тепла от охлаждаемой детали к рассеивающим поверхностям, чтобы разность температур была больше. Т.е. более эффективным будет радиатор из материала с больше теплопроводностью. Чем больше теплопроводность, тем меньше термическое сопротивление. Алюминиевый радиатор может быть холоднее медного, но сам транзистор (кристалл) на алюминиевом радиаторе может нагреться сильнее, чем на медном из-за меньшей интенсивности отвода тепла (большего термического сопротивления радиатора).

Как-то так. Вроде всё логично и нигде не напутал.

Автор:Котбазилио [ Пн сен 08, 2014 08:05:45 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность

Теперь можем сравнить медь и алюминий по этим двум таблицам
Теплоемкость Теплопроводность
Медь 0,385 401

Алюминий 0,903 202—236

Что скажите о таких рассуждениях Теплопроводность

А скажу вот что, если Вы сделаете два паяльника из меди и алюминия, то после 30 минут нагрева их выключите, то медный ещё будет горячим, а алюминиевый уже остынет.

Поэтому и применяют алюминий в кухонной посуде, потому что алюминий быстрей передает тепло для варки продуктов.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий (хотя многие скажут, что это от экономии)

Проверьте на практике, возьмите транзисторную схему (хоть блок питание) и сначала поставьте алюминиевый радиатор и отрегулируйте мощность на нем, что бы транзистор имел 40гр температуру, потом ничего не меняя в параметрах поставьте медный радиатор и транзистар начнет перегреваться.

Такой пример тоже был в моей практике. В 80е годы стало популярно делать электронное зажигание для машины. Я первый собрал такую схему в своём коллективе и там радиатор применил алюминиевую пластину, мои коллеги стали повторять её но один поставил на медную пластину мощный транзистор, (кто то ему так посоветовал) он начал мне доказывать, что схема нерабочая, потому что постоянно сгорает транзистор, тогда я его спросил, а какой радиатор, конечно медный, сказал он. Вот когда я его убедил сменить на алюминиевый, он даже потом удивился и в нос мне тыкал данные из справочников, что медный радиатор лучше отдает тепло.

Вывод, некоторые понятия, нами понимаются неправильно.

Автор:Dick [ Пн сен 08, 2014 09:56:19 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность

Теперь можем сравнить медь и алюминий по этим двум таблицам
Теплоемкость Теплопроводность
Медь 0,385 401

Алюминий 0,903 202—236

Что скажите о таких рассуждениях Теплопроводность

А скажу вот что, если Вы сделаете два паяльника из меди и алюминия, то после 30 минут нагрева их выключите, то медный ещё будет горячим, а алюминиевый уже остынет.

Для правильного «эксперимента» паяльники должны быть одного веса и иметь одинаковую площадь поверхности
И нагревать их нужно до одинаковой температуры, а не одинаковое время.

Для сравнения эффективности радиаторов площадь их поверхности тоже должна
быть одинаковой.

Автор:mrbot [ Вт сен 09, 2014 00:24:24 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
У нас назрел серьезный спор! ) Думаю без экспериментов не обойтись, что скажите? У кого какие предложения?
Автор:Rtmip [ Вт сен 09, 2014 02:09:09 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность

Мне в связи с этим интересно понять, почему оверклокеры так любят медь и почему производители кулеров для компа делают свои более дорогие
и эффективные модели либо из меди, либо с медным пятаком? Может кто знает?

Автор:Андрей Бедов [ Вт сен 09, 2014 12:17:59 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность

Ну Вы бы хоть постеснялись такое писать.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Термодинамические расчёты при проектировании выполняют одними из первых. И не думайте, что в КБ и НИИ работают люди с четырьмя классами ЦПШ.

Автор:Котбазилио [ Ср сен 10, 2014 06:01:21 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Да, но главное в алюминии, это то, что нам нужно в радио, это способность быстро отдавать тепло от деталей. У меня есть сковородка (наверное это от космической промышленности) у неё ручка такая же, как и сама сковородка, на первый взгляд просто алюминий, но вот при жарке на ней продуктов, не нужно брать через тряпочку у неё температура комнатная. Пробовал определить где начинается падение температуры и двигая рукой по этой ручке, тепло начинал чувствовать на расстоянии 2см от самой сковороды. Хотя специально нагревал на газе саму ручку, она так же нагревается в том месте, где её грею. То есть имеет свойства тоже нагреваться, но вот понять, то ли она так быстро отдает тепло, то ли не переносит это тепло, понять не возможно.

Но визуально очень похоже на алюминий.

Автор:Андрей Бедов [ Ср сен 10, 2014 14:33:15 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Это говорит как раз о том, что у ручки ХРЕНОВАЯ теплопроводность. Как и должно быть в этом случае.
Если бы ручка была медная, Вы бы её голой рукой, без прихватки, не взяли.
С алюминиевым радиатором так же: теплопроводность его ХУЖЕ, чем у меди. Поэтому транзистор горячий, а рёбра радиатора – холодные. Алюминий не «быстрее отдаёт тепло» в окружающую среду, а тупо хреново пропускает его через себя. Неужели по логике непонятно? Тем более уже и цифры приводили в сравнении с медью. А известно, что чем выше температура рёбер – тем ниже температура транзистора, так-как тепло распределяется между транзистором и радиатором равномернее, и результирующая температура такой системы будет ниже.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий И с более горячих рёбер тепло уходит интенсивнее. Писал же я выше об этом. А Вы начали обвинять изготовителей медных радиаторов в некомпетентности!
Уже просто странный разговор какой-то получается. Если не сказать больше.
Если бы, допустим, серебро было относительно дёшево, то радиаторы делали бы из него, а не из меди. Потому-что его теплопроводность ещё больше, чем у меди.
Серебряная ложка, опущенная в стакан с киплячою водою, нагревается до пальцев за две секунды. Проверял сам, ложка есть такая у бабуськи, а ей досталась от прабабки, дореволюционная!

А может у медной ручки плохая теплоотдача, поэтому и писал я, что при транзисторе КТ805Б не мог остудить огромный радиатор, а как только я взял КТ805БМ, то маленькая полоска алюминия обеспечивала нормальную температуру у транзистора.

И мой пример с эл. зажиганием в машине Вам не помог, у моего приятеля при использовании медной пластины, транзисторы сгорали, а у меня с алюминием ни один транзистор не сгорел, он тоже потом заменил медь на алюминий и проблема исчезла. Видимо я зря привожу так много доказательств, их Вы не читаете. И зачем тогда изменили состав металла в корпусе транзисторов? Видимо наконец поняли, что на основе меди, корпусы плохо отдают тепло.

Но это понятно, там умные ребята сидят и через пару десятков лет до них тоже дошло, что нужно алюминиевую основу радиатора.

Автор:Котбазилио [ Чт сен 11, 2014 11:18:24 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Автор:Котбазилио [ Вт сен 16, 2014 14:07:06 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Вы написали своё сообщения, не читая моих. Прочтите снова и не будете такое писать – И что-то я сомневаюсь что КТ805 (808 и другие) делали из алюминия когда-то, по моему всегда основание у них было медным – Это Ваши слова.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Когда это я писал, что эти транзисторы делали из алюминия? Будьте внимательны, когда апеллируете.

Автор:Андрей Бедов [ Вт сен 16, 2014 15:54:37 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Я написал свои сообщения, отталкиваясь от ВАШИХ, Котбазилио.
Ещё раз говорю, не «рвите жопу», если нечем крыть!
Уже Вам приводили неоднократные примеры из теории и практики.
Вы же стараетесь это опровергнуть своим «жизненным опытом».
Скажу «по-молодёжному» – забейтесь уже, в своих жалких потугах » кому-то чего-то доказать», что уже и так давно очевидно.
«шиза – наш друг», несмотря и с уважением к Вашему возрасту.

Андрей, дорогой, я удивлен Вашему сообщению и скажу старую мудрость – С КЕМ ПОВЕДЕШЬСЯ ОТ ТОГО И НАБЕРЕШЬСЯ. (не учитесь у плохих дядей плохому)

Посмотрите на своё сообщение, в нём жаргон глупого человека, Вы же умный парень (так мне раньше казалось) Какие Вы приводили примеры из практики и теории. Это я Вам привел бесчисленное количество примеров, где доказывает мою правоту. Ещё раз пишу, почему перестали делать корпуса из меди, а стали применять металл на основе алюминия, который многократно дороже меди?

Я же и марки транзисторов привел. Вы меня разочаровали, если будете общаться в таком тоне, то Вы потеряете своё лицо и . а мне бы не хотелось видеть в Вас такие метаморфозы. Оставайтесь всегда приличным человеком.

Пока ещё с уважением, дядя Валера. (мои дети старше Вас)

Автор:Котбазилио [ Ср сен 17, 2014 05:23:27 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность

У Валеры очередное обострение.
Осеннее.
На сегодняшний день стоимость 1 тонны меди на мировых рынках составляет примерно 7000$ http://fx-commodities.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий ru/copper/
На сегодняшний день стоимость 1 тонны алюминия на мировых рынках составляет примерно 2000$ http://fx-commodities.ru/aluminium/
Да и не нужно ходить на биржу, чтобы убедиться в разнице в 3,5 раза в пользу МЕДИ. Достаточно посмотреть на цены медных и алюминиевых проводов и цены на медный и алюминиевый (дюралюминиевый) профиль (типа волноводного).

Автор:КРАМ [ Ср сен 17, 2014 05:41:21 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Автор:Котбазилио [ Ср сен 17, 2014 06:46:58 ]
Заголовок сообщения:Re: Теплопроводность
Почему то все мои оппоненты не умеют анализировать дискуссию и невнимательно читают сообщения.

Я же написал, что новые транзисторы делаются на основе алюминия, но имеют большую цену, потому что этот металл дороже и алюминия и меди, это особый сплав, который и позволяет им передавать большую теплопроводность. В чистом виде алюминий не прочный и механически легко подвержен деформации.

Поэтому и в автомобилестроении применяют не чистый алюминий, а силумин.

Силуми́н — сплав алюминия с кремнием. Химический состав — 4-22 % Si, основа — Al, незначительное количество примесей Fe, Cu, Mn, Ca, Ti, Zn, и некоторых других. Некоторые силумины модифицируются добавками натрия или лития. Добавка всего 0,05 % лития или 0,1 % натрия позволяет увеличить содержание кремния в эвтектическом сплаве до 14 %. Сплав Al-Si (силумины) обладают наилучшими литейными свойствами. В двойных сплавах Al-Si эвтектика состоит из твердого раствора и кристаллов практически чистого кремния. В легированных силуминах (АК9ч) помимо двойной эвтектики имеются тройные и более сложные эвтектики. В двойных силуминах с увеличением содержания кремния до эвтектического состава снижается пластичность и повышается прочность.

Применяются для литья деталей в авто-, мото- и авиастроении (напр. картеров, блоков цилиндров, поршней), и для производства бытовой техники (теплообменников, мясорубок).

Рекомендованные сообщения

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Это просто!

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Существует и другой способ перемещения тепла (теплопередачи).
Он возможен не только в подвижной среде (жидкости и газе), но
и в твердых телах. Тепло может перемещаться по телу и через него
к другому предмету без перемещения частей этого тела
относительно друг друга, т.е. без перемещения вещества. Такой
способ носит название теплопроводности.

Различные вещества по-разному проводят тепло. Лучшие проводники
тепла
— металлы (особенно серебро, медь). Хуже всего проводят
тепло теплоизоляторы — воздух, войлок, древесина. Плохая теплопроводность
воздуха используется в наших домах — слой воздуха между двойными
стеклами окон является прекрасным теплоизолятором.

Таблица теплопроводности
(сравнение чисел характеризует относительную скорость передачи
тепла каждым материалом)

Вещество

Коэффициент
теплопроводности

Серебро

428

Медь

397

Золото

318

Алюминий

220

Латунь

125

Железо

74

Сталь

45

Свинец

35

Кирпич

0,77

Вода

0,6

Сосна

0,1

Войлок

0,057

Воздух

0,025

Теплопроводность – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

  • Участник: Шароглазова Ксения Сергеевна
  • Руководитель: Печерская Светлана Юрьевна

Цель данной работы: изучение явления теплопроводности, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостями и газами.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий


Актуальность: В наше время разрабатываются новые материалы. Знания о теплопроводности различных веществ позволяет не только широко использовать их, но и предотвращать их вредное воздействие в быту, технике и природе.


Цель: изучение явления теплопроводности, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостями и газами.


Задачи:

  • изучить теоретический материал по данному вопросу;
  • исследовать теплопроводность твердых тел;
  • исследовать теплопроводность жидкостей;
  • исследовать теплопроводность газов;
  • сделать выводы о полученных результатах.


Гипотеза: все вещества (твердые, жидкие и газообразные) имеют разную теплопроводность.


Оборудование: спиртовка, штатив, деревянная палочка, стеклянная палочка, медная проволока, пробирка с водой.


Элементы УМК к учебнику А.В.Перышкина: учебник «Физика. 8 класс» А.В.Перышкина


Содержание работы


Внутренняя энергия, как и любой вид энергии, может быть передана от одних тел к другим. Внутренняя энергия может передаваться и от одной части тела к другой. Так, например, если один конец гвоздя нагреть в пламени, то другой его конец, находящийся в руке, постепенно нагреется и будет жечь руку. Явление передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называется теплопроводностью.


Изучим это явление, проделав ряд опытов с твердыми телами, жидкостью и газом.


Видео: https://cloud.mail.ru/public/JCFY/CFTcCeqhE

Опыт 1. Исследование теплопроводности твердых тел на примере деревянной палочки, стеклянной палочки и медного стержня


Внесем в огонь конец деревянной палки. Он воспламенится.


Вывод: дерево обладает плохой теплопроводностью.


Поднесем к пламени спиртовки конец тонкой стеклянной палочки.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Через некоторое время он нагреется, другой же конец останется холодным.


Вывод: стекло имеет плохую теплопроводность.


Если же мы будем нагревать в пламени конец металлического стержня, то очень скоро весь стержень сильно нагреется. Удержать его в руках мы уже не сможем.


Вывод: металлы хорошо проводят тепло, т. е. имеют большую теплопроводность. Наибольшей теплопроводностью обладают серебро и медь. 


Рассмотрим передачу тепла от одной части твердого тела к другой на следующем опыте. Закрепим один конец толстой медной проволоки в штативе. К проволоке прикрепим воском несколько гвоздиков (рис. 6). При нагревании свободного конца проволоки в пламени спиртовки воск будет таять. Гвоздики начнут постепенно отваливаться. Сначала отпадут те, которые расположены ближе к пламени, затем по очереди все остальные.



Выясним, как происходит передача энергии по проволоке. Скорость колебательного движения частиц металла увеличивается в той части проволоки, которая ближе расположена к пламени. Поскольку частицы постоянно взаимодействуют друг с другом, то увеличивается скорость движения соседних частиц. Начинает повышаться температура следующей части проволоки и т. д. Следует помнить, что при теплопроводности не происходит переноса вещества от одного конца тела к другому.

Опыт 2. Исследование теплопроводности жидкостей на примере воды


Рассмотрим теперь теплопроводность жидкостей. Возьмем пробирку с водой и станем нагревать ее верхнюю часть. Вода у поверхности скоро закипит, а у дна пробирки за это время она только нагреется (рис. 7). Значит, у жидкостей теплопроводность невелика, за исключением ртути и расплавленных металлов. Это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, чем в твердых телах.


Вывод: теплопроводность жидкостей меньше теплопроводности металлов.


Опыт 3.

Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Исследование теплопроводности газов


Исследуем теплопроводность газов. 


Сухую пробирку наденем на палец и нагреем в пламени спиртовки донышком вверх (рис. 8). Палец при этом долго не почувствует тепла. Это связано с тем, что расстояние между молекулами газа еще больше, чем у жидкостей и твердых тел.


Вывод: теплопроводность у газов еще меньше, чем у жидкостей. Итак, теплопроводность у различных веществ различна.


Выводы и их обсуждение


Вывод: Проведенные опыты показывают, что теплопроводность у различных веществ различна. Наибольшей теплопроводность обладают металлы, у жидкостей теплопроводность невелика и самая малая теплопроводность у газов.


Используя §4 учебника физики для 8 класса, представим результаты в виде таблицы:










ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ


ХОРОШАЯ


ПЛОХАЯ


металлы (серебро, медь, железо)


жидкости (вода)



газы (воздух)



вакуум



пористые тела, пробка, бумага, стекло, кирпич, пластмассы



волосы, перья птиц, шерсть



вата, войлок


Объяснение явления теплопроводности с молекулярно-кинетической точки зрения: теплопроводность — это перенос энергии от одной части тела к другой, который происходит при взаимодействии молекул или других частиц.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий В металлах частицы расположены близко, они постоянно взаимодействуют друг с другом. Скорость колебательного движения в нагретой части металла увеличивается и быстро передается соседним частицам. Повышается температура следующей части проволоки. В жидкостях и газах молекулы расположены на больших расстояниях, чем в металлах. В пространстве, где нет частиц, теплопроводность осуществляться не может.

Применение теплопроводности

Теплопроводность на кухне


Теплопроводность и ее регулировка важны в процессе приготовления пищи. Часто во время тепловой обработки продукта необходимо поддерживать высокую температуру, поэтому на кухне используют металлы (медь, алюминий…), так их теплопроводность и прочность выше, чем у других материалов. Из металла делают кастрюли, сковородки, противни, и другую посуду. Когда они соприкасаются с источником тепла, это тепло легко передается пище. Иногда бывает необходимо уменьшить теплопроводность — в этом случае используют кастрюли из материалов с более низкой теплопроводностью, или готовят способами, при которых пище передается меньшее количество тепла. Приготовление блюд на водяной бане — один из примеров уменьшения теплопроводности. Для посуды, предназначенной для приготовления пищи, не всегда используют материалы с высокой теплопроводностью. В духовом шкафу, например, часто используют керамическую посуду, теплопроводность которой намного ниже, чем у металлической посуды. Их самое главное преимущество — способность держать температуру. Хороший пример использования материалов с высокой теплопроводностью на кухне — плита. Например, конфорки электроплиты сделаны из металла, чтобы обеспечить хорошую передачу тепла от раскаленной спирали нагревательного элемента к кастрюле или сковородке. Люди используют материалы с низкой теплопроводностью между руками и посудой, чтобы не обжечься. Ручки многих кастрюль сделаны из пластмасс, а противни вынимают из духовки прихватками из ткани или пластмассы с низкой теплопроводностью.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий


Материалы с невысокой теплопроводностью также используют для поддержания температуры пищи неизменной. Так, например, чтобы утренний кофе или суп, который берут в путешествие или на обед на работу, оставался горячим, его наливают в термос, чашку или банку с хорошей теплоизоляцией. Чаще всего в них пища остается горячей (или холодной) благодаря тому, что между их стенками находится материал, плохо проводящий тепло. Это может быть пенопласт или воздух, который находится в закрытом пространстве между стенками сосуда. Он не дает теплу перейти в окружающую среду, пище — остыть, а рукам — получить ожог. Пенопласт используют также для стаканчиков и контейнеров для пищи навынос. В вакуумном сосуде Дьюара (известном как «термос», по названию торговой марки) между наружной и внутренней стенкой почти нет воздуха — это еще больше уменьшает теплопроводность.

Отопительная система


Задача любой системы отопления является эффективная передача энергии от теплоносителя (горячей воды) в помещение. Для этого используют специальные элементы системы отопления – радиаторы. Радиаторы предназначены для повышения теплопередачи накопившейся в системе тепловой энергии в помещение. Они представляют собой секционную или монолитную конструкцию, внутри которой циркулирует теплоноситель. Основные характеристики радиатора отопления: материал изготовления, тип конструкции, габаритные размеры (кол-во секций), теплоотдача. Чем выше этот показатель, тем меньше тепловых потерь будет при передаче энергии от теплоносителя в помещение. Лучший материал для изготовления радиаторов – это медь. Наиболее часто используют чугунные радиаторы; алюминиевые радиаторы; стальные радиаторы; биметаллические радиаторы.

Теплопроводность для тепла


Мы используем материалы с низкой теплопроводностью для поддержания постоянной температуры тела. Примеры таких материалов — шерсть, пух, и синтетическая шерсть. Кожа животных покрыта мехом, а птиц — пухом с низкой теплопроводностью, и мы заимствуем эти материалы у животных или создаем похожие на них синтетические ткани, и делаем из них одежду и обувь, которые защищают нас от холода.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Кроме этого мы делаем одеяла, так как спать под ними удобнее, чем в одежде. Воздух имеет низкую теплопроводность, но проблема с холодным воздухом в том, что обычно он может свободно двигаться в любом направлении. Он вытесняет теплый воздух вокруг нас, и нам становится холодно. Если движение воздуха ограничить, например, заключив его между внешней и внутренней стенками сосуда, то он обеспечивает хорошую термоизоляцию. У снега и льда тоже низкая теплопроводность, поэтому люди, животные и растения используют их для теплоизоляции. В свежем не утрамбованном снеге внутри находится воздух, что еще больше уменьшает его теплопроводность, особенно потому, что теплопроводность воздуха ниже теплопроводности снега. Благодаря этим свойствам, ледяной и снежный покров защищает растения от замерзания. Животные роют ямки и целые пещеры для зимовья в снегу. Путешественники, переходящие через заснеженные районы, иногда роют подобные пещеры, чтобы в них переночевать. С древнейших времен люди строили убежища изо льда, а сейчас создают целые развлекательные центры и гостиницы. В них часто горит огонь, и люди спят в мехах и синтетических спальных мешках.


Для обеспечения нормальной жизнедеятельности в организме людей и животных необходимо поддерживать определенную температуру в очень узких пределах. У крови и других жидкостей, а также у тканей разная теплопроводность и ее можно регулировать в зависимости от потребностей и окружающей температуры. Так, например, организм может изменить количество крови на участке тела или во всем организме с помощью расширения или сужения сосудов. Наше тело также может сгущать и разжижать кровь. При этом теплопроводность крови, а, следовательно, и части тела, где эта кровь течет, изменяется.

Теплолечение


Современные методы лечения теплом могут быть разделены на три большие группы: 1) контактное приложение нагретых сред; 2) светотепловое облучение и 3) использование теплоты, образующейся в тканях при прохождении высокочастотного электрического тока.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Остановимся на использовании нагретых сред. Для теплолечения выбираются среды, позволяющие создать в них значительный запас теплоты. Эта теплота затем должна медленно и постепенно передаваться организму во все время процедуры. Для этого среда должна иметь, возможно, высокую теплоемкость и сравнительно низкие теплопроводность и конвекционную способности. Для теплолечения в основном применяют следующие среды: воздух, воду, торф, лечебные грязи и парафин.

Теплопроводность в бане


Многие любят отдыхать в саунах или банях, но сидеть там на скамейках из материала с высокой теплопроводностью — было бы невозможно. Требуется много времени, чтобы сравнять температуру таких материалов с температурой тела, поэтому вместо них используют материалы с низкой теплопроводностью, например дерево, верхние слои которого намного быстрее принимают температуру тела. Так как в сауне температура поднимается достаточно высоко, люди часто надевают на голову шапочки из шерсти или войлока, чтобы защитить голову от жары. В турецких банях хамамах температура намного ниже, поэтому там для скамеек используют материал с более высокой теплопроводностью — камень.

Интересные факты о теплопроводности

Тепло ли колючим зверям в иголках?


Шерсть не только спасает зверей от холода, но и служит средством защиты. А чтобы защита была внушительнее и надежнее, волосяной покров порой видоизменяется, превращаясь в своеобразные доспехи. Иглы, например. Но вот сохраняет ли такое облачение присущие шерсти свойства, не зябнут ли ежи и дикобразы в своих колючих шубках?


Ученые Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северова РАН обстоятельно изучили теплопроводные и теплоизоляционные свойства иголок, взятых со спины взрослого самца североамериканского дикобраза из коллекции Зоологического музея МГУ, и убедились, что греют эти самые иголки очень даже неплохо. Чтобы понять внутреннюю структуру игл, на них делали тонкие срезы, на которые напыляли золото для исследования в электронном микроскопе.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Кератин — главная составляющая иголок — проводит тепло в 10 раз лучше, чем воздух. И благодаря этому иглы увеличивают теплопроводность «доспехов». Следовательно, возрастают и потери тепла с тела животного. Однако внутренняя пористая структура игл создает дополнительное экранирование теплового излучения, что, скорее всего, и компенсирует увеличение теплопроводности. Так что дикобраз, как и другие колючие звери, вовсе не страдает от холода. Иглистый покров сохраняет ровно столько тепла, сколько нужно теплокровному животному такого размера.

Полипропилен


Пока является лучшей основой для материалов (волокон, нитей, пряжи, полотен, тканей), используемых в производстве нательной спортивной одежды, термобелья и термоносков. Среди всех синтетических материалов, применяемых в этой области, он обладает самой низкой теплопроводностью. Поэтому одежда из полипропилена позволяет наилучшим образом сохранить тепло зимой и прохладу летом.

Какой материал имеет самую высокую теплопроводность?


Материалом с наивысшей теплопроводностью является вовсе не какой-нибудь металл (серебро или медь), как думают многие. Самую высокую теплопроводность имеет материал, который похож на стекло – алмаз. Его теплопроводность почти в 6 раз больше, чем у серебра или меди. Если изготовить чайную ложечку из алмаза, то воспользоваться ею не удастся, так как она будет обжигать пальцы в ту же секунду.

Из чего изготавливают сваи при строительстве зданий в регионах с вечной мерзлотой?


Большие трудности строителям зданий доставляет просадка фундамента особенно в регионах с вечной мерзлотой. Дома часто дают трещины из-за подтаивания грунта под ними. Фундамент передает почве какое-то количество теплоты. Поэтому здания начали строить на сваях. В этом случае тепло передается только теплопроводностью от фундамента свае и далее от сваи грунту. Из чего же надо делать сваи? Оказывается, сваи, выполненные из прочного твердого материала, внутри должны быть заполнены керосином.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий  Летом свая проводит тепло сверху вниз плохо, т.к. жидкость обладает низкой теплопроводностью. Зимой свая за счет конвекции жидкости внутри неё, наоборот, будет способствовать дополнительному охлаждению грунта.

«Огнеупорный шарик»


Обычный воздушный шарик, надутый воздухом, легко воспламеняется в пламени свечи. Он тут же лопается. Если же к пламени свечи поднести такой же шарик, заполненный водой, он становится «огнеупорным». Теплопроводность воды в 24 раза больше, чем у воздуха. Значит, вода проводит тепло в 24 раза быстрее, чем воздух. Пока вода не испарится внутри шарика – он не лопнет.

Теплопроводность меди – как влияет на свойства меди? + Видео

Высокая теплопроводность меди наряду с другими замечательными свойствами определила этому металлу значимое место в истории развития человеческой цивилизации. Изделия из меди и ее сплавов используются практически во всех сферах нашей жизни.

1 Медь – коротко про теплопроводность

Теплопроводностью называют процесс переноса энергии частиц (электронов, атомов, молекул) более нагретых участков тела к частицам менее нагретых его участков. Такой теплообмен приводит к выравниванию температуры. Вдоль тела переносится только энергия, вещество не перемещается. Характеристикой способности проводить тепло является коэффициент теплопроводности, численно равный количеству теплоты, которая проходит через материал площадью 1 м2, толщиной 1 м, за 1 секунду при единичном градиенте температуры.

Коэффициент теплопроводности меди при температуре 20–100 °С составляет 394 Вт/(м*К) – выше только у серебра. Стальной прокат уступает меди по этому показателю почти в 9 раз, а железо – в 6. Различные примеси по-разному влияют на физические свойства металлов. У меди скорость передачи тепла снижается при добавлении в материал или попадании в результате технологического процесса таких веществ, как:

  • алюминий;
  • железо;
  • кислород;
  • мышьяк;
  • сурьма;
  • сера;
  • селен;
  • фосфор.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Высокая теплопроводность характеризуется быстрым распространением энергии нагрева по всему объему предмета. Эта способность обеспечила меди широкое применение в любых системах теплообмена. Ее используют при изготовлении трубок и радиаторов холодильников, кондиционеров, вакуумных установок, автомашин для отвода избыточного тепла охлаждающей жидкости. В отопительных приборах подобные изделия из меди служат для обогрева.

Способность меди проводить тепло снижается при нагреве. Значения коэффициента теплопроводности меди в воздухе зависит от температуры последнего, которая влияет на теплоотдачу (охлаждение). Чем выше температура окружающей среды, тем медленнее остывает металл и ниже его теплопроводность. Поэтому во всех теплообменниках используют принудительный обдув вентилятором – это повышает эффективность работы устройств и одновременно поддерживает тепловую проводимость на оптимальном уровне.

2 Теплопроводность алюминия и меди – какой металл лучше?

Теплопроводность алюминия и меди различна – у первого она меньше, чем у второго, в 1,5 раза. У алюминия этот параметр составляет 202–236 Вт/(м*К) и является достаточно высоким по сравнению с другими металлами, но ниже, чем у золота, меди, серебра. Область применения алюминия и меди, где требуется высокая теплопроводность, зависит от ряда других свойств этих материалов.

Алюминий не уступает меди по антикоррозионным свойствам и превосходит в следующих показателях:

  • плотность (удельный вес) алюминия меньше в 3 раза;
  • стоимость – ниже в 3,5 раза.

Аналогичное изделие, но выполненное из алюминия, значительно легче, чем из меди. Так как по весу металла требуется меньше в 3 раза, а цена его ниже в 3,5 раза, то алюминиевая деталь может быть дешевле примерно в 10 раз. Благодаря этому и высокой теплопроводности алюминий нашел широкое применение при производстве посуды, пищевой фольги для духовок.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Так как этот металл мягкий, то в чистом виде не используется – распространены в основном его сплавы (наиболее известный – дюралюминий).

В различных теплообменниках главное – это скорость отдачи избыточной энергии в окружающую среду. Эта задача решается интенсивным обдувом радиатора посредством вентилятора. При этом меньшая теплопроводность алюминия практически не отражается на качестве охлаждения, а оборудование, устройства получаются значительно легче и дешевле (к примеру, компьютерная и бытовая техника). В последнее время в производстве наметилась тенденция к замене в системах кондиционирования медных трубок на алюминиевые.

Медь практически незаменима в радиопромышленности, электронике в качестве токопроводящего материала. Благодаря высокой пластичности из нее можно вытягивать проволоку диаметром до 0,005 мм и делать другие очень тонкие токопроводящие соединения, используемые для электронных приборов. Более высокая, чем у алюминия, проводимость обеспечивает минимальные потери и меньший нагрев радиоэлементов. Теплопроводность позволяет эффективно отводить выделяемое при работе тепло на внешние элементы устройств – корпус, подводящие контакты (к примеру, микросхемы, современные микропроцессоры).

Шаблоны из меди используют при сварке, когда необходимо на стальную деталь сделать наплавку нужной формы. Высока теплопроводность не позволит медному шаблону соединиться с приваренным металлом. Алюминий в таких случаях применять нельзя, так как велика вероятность его расплавления или прожига. Медь также используют при сварке угольной дугой – стержень из этого материала служит неплавящимся катодом.

3 Минусы высокой теплопроводности

Низкая теплопроводность во многих случаях является нужным свойством – на этом основана теплоизоляция. Использование медных труб в системах отопления приводит к гораздо большим потерям тепла, чем при применении магистралей и разводок из других материалов.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Медные трубопроводы требуют более тщательной теплоизоляции.

У меди высокая теплопроводность, что обуславливает достаточно сложный процесс монтажных и других работ, имеющих свою специфику. Сварка, пайка, резка меди требует более концентрированного нагрева, чем для стали, и зачастую предварительного и сопутствующего подогрева металла.

При газовой сварке меди необходимо использование горелок мощностью на 1–2 номера выше, чем для стальных деталей такой же толщины. Если медь толще 8–10 мм, рекомендуется работать с двумя или даже тремя горелками (часто сварку производят одной, а другими осуществляют подогрев). Сварочные работы на переменном токе электродами сопровождаются повышенным разбрызгиванием металла. Резак, достаточный для толщины высокохромистой стали в 300 мм, подойдет для резки латуни, бронзы (сплавы меди) толщиной до 150 мм, а чистой меди всего в 50 мм. Все работы связаны с значительно большими затратами на расходные материалы.

4 Как у меди повысить теплопроводность?

Медь – один из главных компонентов в электронике, используется во всех микросхемах. Она отводит и рассеивает тепло, образующееся при прохождении тока. Ограничение быстродействия компьютеров обусловлено увеличением нагрева процессора и других элементов схем при росте тактовой частоты. Разбиение на несколько ядер, работающих одновременно, и другие способы борьбы с перегревом себя исчерпали. В настоящее время ведутся разработки, направленные на получение проводников с более высокой электропроводимостью и теплопроводностью.

Открытый недавно учеными графен способен значительно увеличить теплопроводность медных проводников и их возможность к рассеиванию тепла. При проведении эксперимента слой меди покрыли графеном со всех сторон. Это улучшило теплоотдачу проводника на 25 %. Как объяснили ученые, новое вещество меняет структуру передачи тепла и позволяет энергии двигаться в металле свободнее.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Изобретение находится на стадии доработки – при эксперименте использовался медный проводник гораздо больших размеров, чем в процессоре.

Свойства алюминия – aluminium-guide.com

Физические свойства алюминия

Основные физические свойства алюминия и алюминиевых сплавов, которые являются полезными для применения:

Эти свойства алюминия представлены ниже в таблицах [1]. Они могут рассматриваться только как основание для сравнения сплавов и их состояний и не должны применяться для инженерных расчетов. Они не являются гарантированными величинами, поскольку в большинстве случаев являются осредненными значениями для изделий с различными размерами, формами и методами изготовления. Поэтому они не могут быть в точности репрезентативными для изделий любых размеров и форм.

Номинальные величины плотности популярных алюминиевых сплавов представлены для отожженного состояния (О). Различия в плотности связаны с тем, что сплавы имеют различные легирующие элементы и в разных количествах: кремний и магний легче алюминия (2,33 и 1,74 г/см3), а железо, марганец, медь и цинк – тяжелее (7,87; 7,40; 8,96 и 7,13 г/см3).

О влиянии физических свойств алюминия и, в частности, его плотности, на конструкционные характеристики алюминиевых сплавов см. здесь.

Алюминий как химический элемент

  • Алюминий является третьим по распространенности – после кислорода и кремния – среди около 90 химических элементов, который обнаружены в земной коре.
  • Среди элементов-металлов – он первый.
  • Этот металл обладает многими полезными свойствами, физическими, механическими, технологическими – благодаря которым он широко применяется во всех сферах человеческой деятельности.
  • Алюминий – это ковкий металл, который имеет серебристо-белый цвет и легко обрабатывается большинством методов обработки металлов давлением: прокаткой, волочением, экструзией (прессованием), ковкой.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий
  • Его плотность – удельный вес – составляет около 2,70 граммов на кубический сантиметр.
  • Чистый алюминий плавится при температуре 660 градусов Цельсия.
  • Алюминий имеет относительно высокие коэффициенты теплопроводности и электропроводности.
  • В присутствии кислорода всегда покрыт тонкой, невидимой пленкой оксида. Эта пленка является в значительной степени непроницаемой и имеет довольно высокие защитные свойства. Поэтому алюминий обычно демонстрирует стабильность и длительный срок службы при нормальных атмосферных условиях.

Комбинация свойств алюминия и его сплавов

Алюминий и его сплавы обладают уникальными комбинациями физических и других свойств. Это сделало алюминий одним из наиболее разносторонних, экономически выгодных и привлекательных конструкционных и потребительских материалов. Алюминий находит применение в очень широком диапазоне – от мягкой, очень пластичной упаковочной фольги до самых ответственных космических проектов. Алюминий по праву является вторым после стали среди многочисленных конструкционных материалов.

Низкая плотность

Алюминий – это один из самых легких промышленных конструкционных. Плотность алюминия приблизительно в три раза ниже, чем у стали или меди. Это физическое свойство обеспечивает ему высокую удельную прочность – прочность на единицу массы.

Рисунок 1.1 – Объем единицы веса алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Рисунок 1.2 – Влияние легирующих элементов на
прочностные свойства, твердость,
хрупкость и пластичность [3]

Рисунок 1 – Прочность на единицу плотности алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Рисунок 2 – Кривые растяжения алюминия в сравнении с различными металлами и сплавами [3]

Поэтому алюминиевые сплавы широко применяют в транспортном машиностроении для увеличения грузоподъемности транспортных средств и экономии топлива.

  • Паромные катамараны,
  • нефтяные танкеры и
  • самолеты –

вот лучшие примеры применения алюминия в транспорте.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Рисунок 3 – Плотность алюминия в зависимости от его чистоты и температуры [2]

Коррозионная стойкость

Алюминий имеет высокую коррозионную стойкость благодаря тонкому слою оксида алюминия на его поверхности. Эта оксидная пленка мгновенно образуется, как только свежая поверхность алюминия входит в контакт с воздухом (рисунок 4). Во многих случаях это свойство позволяет применение алюминия без какой-либо специальной обработки поверхности. Если требуется дополнительное защитное или декоративное покрытие, то применяют анодирование или окраску его поверхности.

Рисунок 4
а – естественное оксидное покрытие на сверхчистом алюминии;
б – коррозия алюминия чистотой 99,5 % с естественным оксидным покрытием
в коорозионно агрессивной среде [2]

Рисунок 5.1 – Влияние легирующих элементов на коррозионную стойкость и усталостную прочность [3]

Рисунок 5.2 – Точечная коррозия (питтинговая коррозия) алюминиевых листов
из сплава 3103 в различных коррозионных условиях [3]

Прочность

Прочностные свойства чистого алюминия являются довольно низкими (рисунок 6). Однако эти механические свойства могут возрастать очень сильно, если в алюминий добавляют легирующие элементы и, кроме того, его подвергают термическому (рисунок 6) или деформационному (рисунок 7) упрочнению.

Типичными легирующими элементами являются:

  • марганец,
  • кремний,
  • медь,
  • магний
  • и цинк.

Рисунок 6 – Влияние чистоты алюминия на его прочность и твердость [2]

Рисунок 7 – Прочностные свойства высокочистых деформируемых
алюминиево-медных сплавов в различных состояниях [2]
(О – отожженный, W – сразу после закалки, Т4 – естественно состаренный, Т6 – искусственно состаренный)

Рисунок 8 – Механические свойства алюминия 99,50 %
в зависимости от степени полученной холодной деформации [2]

Рисунок 2 – Влияние легирующих элементов на плотность и модуль Юнга [3]

Прочность при низких температурах

Известно, что сталь становится хрупкой при низких температурах.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Алюминий же, напротив, при низких температурах повышает свою прочность и сохраняет высокую вязкость. Именно это физическое свойство дало возможность его применения в космических аппаратах, которые работают в условиях космического холода.

Рисунок 9 – Изменение механические свойства алюминиевого сплава 6061
с понижением температуры

Теплопроводность

Алюминий проводит тепло в три раза быстрее, чем сталь. Это физическое свойство является очень важным в теплообменных аппаратах для нагрева или охлаждения рабочей среды. Отсюда – широкое применение алюминия и его сплавов в кухонной посуде, кондиционерах воздуха, примышленных и автомобильных теплообменниках.

Рисунок 10 – Теплопроводность алюминия в сравнении с другими металлами [3]

Отражательная способность

Алюминий является отличным отражателем лучистой энергии во всем интервале длин волн. Это физическое свойство позволяет применять его в приборах, которые работают от ультрафиолетового спектра через видимый спектр до инфракрасного спектра и тепловых волн, а также таких электромагнитных волн, как радиоволны и радарные волны [1].

Алюминий имеет способность отражать более 80 % световых волн, что обеспечивает ему широкое применение в осветительных приборах (рисунок 11). Благодаря этому физическому свойству он находит применение в теплоизоляционных материалах. Например, алюминиевая кровля отражает большую долю солнечного излучения, что обеспечивает в помещениях прохладную атмосферу летом и, в то же время, сохраняет тепло помещения зимой.

Рисунок 11 – Отражательные свойства алюминия [2]

Рисунок 12 – Отражательные свойства и эмиссивность алюминия с различной обработкой поверхности [3]

Рисунок 13 – Сравнение отражательных свойств различных металлов [3]

Электрические свойства

  • Алюминий является одним из двух доступных металлов, которые имеют достаточно высокую электрическую проводимость, чтобы применять их в качестве электрических проводников.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий
  • Электрическая проводимость «электрической» марки алюминия 1350 составляет около 62 % от международного стандарта IACS – электрической проводимости отожженной меди.
  • Однако удельный вес алюминия составляет только треть от удельного веса меди. Это означает, что он проводит в два раза больше электричества, чем медь того же веса. Это физическое свойство обеспечивает алюминию широкое применение в высоковольтных линиях электропередачи (ЛЭП), трансформаторах, электрических шинах и цоколях электрических лампочек.

Рисунок 14 – Электрические свойства алюминия [3]

Магнитные свойства

Алюминий обладает свойством не намагничиваться в электромагнитных полях. Это делает его полезным при защите оборудования от воздействия электромагнитных полей. Другим применением этого свойства является компьютерные диски и параболические антенны.

Рисунок 15 – Намагничиваемость алюминиевого сплава AlCu [3]

Токсические свойства

Это свойство алюминия – отсутствие токсичности – было обнаружено еще в начале его промышленного освоения. Именно это свойство алюминия дало возможность его применения для изготовления кухонной посуды и приборов без какого-либо вредного воздействия для тела человека. Алюминий со своей гладкой поверхностью легко поддается чистке, что важно для обеспечения высокой гигиены при приготовлении пищи. Алюминиевая фольга и контейнеры широко и безопасно применяются при упаковке с прямым контактом с продуктами.

Звукоизоляционные свойства

Это свойство алюминия дает ему применение при выполнении звукоизоляции потолков.

Способность поглощать энергию удара

Алюминий имеет модуль упругости в три раза меньший, чем у стали. Это физическое свойство дает большое преимущество для изготовления автомобильных бамперов и других средств безопасности автомобилей.

Рисунок 16 – Автомобильные алюминиевые профили
для поглощения энергии удара при аварии

Пожаробезопасные свойства

Алюминиевые детали не образует искр при ударе друг о друга, а также другие цветные металлы.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Это физическое свойство находит применение при повышенных мерах пожарной безопасности конструкций, например, на морских нефтяных вышках.

Вместе с тем, с повышением температуры выше 100 градусов Цельсия прочность алюминиевых сплавов значительно снижается (рисунок 17).

Рисунок 17 – Прочность при растяжении алюминиевого сплава 2014-Т6
при различных температурах испытания [3]

Технологические свойства

Легкость, с которой алюминий может быть переработан в любую форму – технологичность, является одним из наиболее важных его достоинств. Очень часто он может успешно конкурировать с более дешевыми материалами, которые намного труднее обрабатывать:

  • Этот металл может быть отлит любым методом, который известен металлургам-литейщикам.
  • Он может прокатан до любой толщины вплоть до фольги, которая тоньше листа бумаги.
  • Алюминиевые листы можно штамповать, вытягивать, высаживать и формовать всем известными методами обработки металлов давлением.
  • Алюминий можно ковать всеми методами ковки
  • Алюминиевая проволока, которую волочат из круглого прутка, может затем сплетаться в электрические кабели любого размера и типа.
  • Почти не существует ограничений формы профилей, в которые получают из этого металла методом экструзии (прессования).

Рисунок 18.1 – Литье алюминия в песчаную форму

Рисунок 18.2 – Непрерывная разливка-прокатка алюминиевой полосы [5]

Рисунок 18.3 – Операция высадки при изготовлении алюминиевых банок [4]

Рисунок 18.4 – Операция ковки алюминия

Рисунок 18.5 – Холодное волочение алюминия

Рисунок 18.6 – Прессование (экструзия) алюминия

Источники:

  1. Aluminium and Aluminium Alloys. – ASM International, 1993.
  2. A. Sverdlin Properties of Pure Aluminum // Handbook of Aluminum, Vol. 1 /ed. G.E. Totten, D.S. MacKenzie, 2003
  3. TALAT 1501
  4. TALAT 3710

что лучше всего подходит для проводки?

В СССР вся проводка была алюминиевой, а в современных новостройках таких уже и не встретишь.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Но чем медь лучше алюминия? Какую проводку лучше использовать для дома: медную или алюминиевую? Рассказываем, почему материал проводов так быстро и безспворотно изменился.

Превосходство меди над алюминием для проводки

1. Электропроводность

Медь превосходит алюминий по электропроводности. Удельное электрическое сопротивление меди составляет 0,017 Ом*мм2/м в то время, как у алюминия 0,028 Ом*мм2/м. То есть электропроводность алюминия составляет 65% электропроводности меди, поэтому для одной и той же нагрузки алюминиевый провод придется брать сечением на «ступень» выше меди.

Например, необходимо запитать нагрузку в 5 кВт. Для нее нужно будет взять или медный провод сечением 2,5 мм2, например, NYM 3х2,5, или алюминиевый сечением 4 мм2. Так как алюминиевый провод более объемный, то он будет занимать больше места в кабель-каналах, для него потребуется клеммы для розеточных групп крупнее по размеру, чем для медных. Учитывая это, медь удобнее использовать для проводки в доме.

2. Окисление

И медь, и алюминий окисляются в процессе эксплуатации под действием воздуха. Однако у меди окисление происходит значительно медленней, и сама по себе пленка (зеленоватый налет) довольно легко разрушается, поэтому неплохо проводит ток (хотя проходимость немного ухудшается).

У алюминия же окисление происходит гораздо быстрее, а сама оксидная пленка очень плотная и плохо проводит ток. Окисленные соединения на скрутках, сжимах или клеммах чаще всего становятся причиной горения контакта. Удалить оксидную пленку можно кварцево-вазелиновой смазкой, но найти ее в магазинах не так-то просто, да и это дополнительные расходы и время на обслуживание.

3. Механическая прочность

Медный провод более гибкий и прочный, чем алюминиевый. В процессе монтажа жилы приходится изгибать, например, для соединения в распредкоробках и розетках. Медные жилы могут выдержать многоразовое изгибание без повреждения, а вот алюминиевые лишь 5 — 10 изгибаний, а дальше ломаются.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Особые проблемы алюминиевая проводка создает, когда нужно ремонтировать соединения в распредкоробках — старый алюминий уже имеет микротрещины, поэтому при одном неверном движении жила может обломаться и придется снимать часть штукатурки, чтобы вытащить хоть немного провода.

4. Теплопроводность

Данный параметр характеризует способность проводника рассеивать тепло. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем лучше металл рассеивает тепло. У меди коэффициент теплопроводности составляет 389,6 Вт/м* °С, а у алюминия 209,3 Вт/м* °С. То есть медь почти в два раза лучше рассеивает тепло, чем алюминий. Особенно это важно в местах соединений, где провод греется сильнее всего. При одной и той же нагрузке медь в два раза быстрее будет отводить тепло (точнее не нагреваться).

Превосходство алюминия над медью для ЛЭП

Но алюминий вовсе не отправлен на пенсию: воздушные линии электропередач по-прежнему выполняют из этого металла. Стало быть, и у него есть преимущества? Конечно!

1. Вес

Вес во многом определяется исходя из плотности металла. Чем выше плотность, тем тяжелее проводник. Плотность меди составляет 8900 кг/м3, а алюминия 2700 кг/м3. То есть при равном объеме медный провод будет весить в 3,3 раза больше алюминиевого. Для домашней проводки это не критично, так как провод лежит в штробах, а для воздушной линии электропередач это важный показатель. Именно поэтому для ВЛЭП используют алюминиевый провод.

2. Цена

Здесь алюминий явный победитель. Все минусы алюминия сказались на относительно невысокой цене, которая примерно в 4 раза ниже цены на медь, поэтому воздушные линии, а также вводы в дом выполняют исключительно алюминиевым проводом.

Интересные факты из мира электрики:

Теги

электропроводка

Коэффициенты теплопроводности материалов









































































































Коэффициент теплопроводности — это количество тепла, которое может провести материал за единицу времени.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий То есть, чем меньше этот коэффициент, тем хуже материал проводит тепло.

И наоборот, чем выше цифра, тем тепло отводится лучше.

Материал

Коэффициент теплопроводности Вт/м*К

Алебастровые плиты

0,47

Алюминий

230

Асбест (шифер)

0,35

Асбест волокнистый

0,15

Асбестоцемент

1,76

Асбоцементные плиты

0,35

Асфальт

0,72

Асфальт в полах

0,8

Бакелит

0,23

Бетон на каменном щебне

1,3

Бетон на песке

0,7

Бетон пористый

1,4

Бетон сплошной

1,75

Бетон термоизоляционный

0,18

Битум

0,47

Бумага

0,14

Воздух при 0

0,024

Вата хлопковая

0,055

Вермикулитовые листы

0,1

Войлок шерстяной

0,045

Гипс строительный

0,35

Глинозем

2,33

Гравий (наполнитель)

0,93

Гранит, базальт

3,5

Грунт 10% воды

1,75

Грунт 20% воды

2,1

Грунт песчаный

1,16

Грунт сухой

0,4

Грунт утрамбованный

1,05

Древесина — доски

0,15

Древесина — фанера

0,15

Древесина твердых пород

0,2

ДСП

0,2

Дюралюминий

160

Железобетон

1,7

Зола древесная

0,15

Известняк

1,7

Известь-песок раствор

0,87

Камень

1,4

Картон строительный многослойный

0,13

Картон теплоизолированный БТК-1

0,04

Каучук натуральный

0,042

Керамзитобетон

0,2

Кирпич кремнеземный

0,15

Кирпич пустотелый

0,44

Кирпич силикатный

0,81

Кирпич сплошной

0,67

Кирпич шлаковый

0,58

Латунь

110

Лед 0°С

2,21

Лед -20°С

2,44

Липа, береза, клен, дуб (15% влажности)

0,15

Медь

380

Опилки — засыпка

0,095

Опилки древесные сухие

0,065

ПВХ

0,19

Пенобетон

0,3

Пенопласт ПС-1

0,037

Пенопласт ПС-4

0,04

Пенопласт ПХВ-1

0,05

Пенополистирол ПС-Б

0,04

Пенополистирол ПС-БС

0,04

Пенополиуретановые листы

0,035

Пенополиуретановые панели

0,025

Пеностекло легкое

0,06

Пеностекло тяжелое

0,08

Пергамин

0,17

Перлит

0,05

Перлито-цементные плиты

0,08

Песок  0% влажности

0,33

Песок  10% влажности

0,97

Песок 20% влажности

1,33

Песчаник обожженный

1,5

Плитка термоизоляционная ПМТБ-2

0,036

Полистирол

0,082

Поролон

0,04

Портландцемент раствор

0,47

Пробковая плита

0,043

Резина

0,15

Рубероид

0,17

Снег

1,5

Сосна обыкновенная, ель, пихта (450.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий ..550 кг/куб.м, 15% влажности)

0,15

Сосна смолистая (600…750 кг/куб.м, 15% влажности)

0,23

Сталь

52

Стекло

1,15

Стекловата

0,05

Стекловолокно

0,036

Стеклотекстолит

0,3

Стружки — набивка

0,12

Тефлон

0,25

Цементные плиты

1,92

Цемент-песок раствор

1,2

Чугун

56

Шлак гранулированный

0,15

Шлак котельный

0,29

Шлакобетон

0,6

Штукатурка сухая

0,21

Штукатурка цементная

0,9

Эбонит вспученный

0,03

 

лучших металлов для отвода тепла

Теплопроводность — это термин, который описывает, как быстро материал поглощает тепло из областей с высокой температурой и перемещает его в области с более низкой температурой.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий Лучшие теплопроводящие металлы обладают высокой теплопроводностью и могут использоваться во многих областях, таких как посуда, теплообменники и радиаторы. С другой стороны, металлы с более низкой скоростью теплопередачи также полезны, когда они могут действовать как тепловой экран в приложениях, которые выделяют большое количество тепла, таких как двигатели самолетов.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом металлических изделий на IMS!

Вот рейтинг теплопроводных металлов и металлических сплавов от самого низкого до самого высокого среднего значения теплопроводности в ваттах на метр-К при комнатной температуре:

  1. Нержавеющая сталь (16)
  2. Свинец (35)
  3. Углеродистая сталь (51)
  4. Кованое железо (59)
  5. Утюг (73)
  6. Алюминиевая бронза (76)
  7. Медь латунь (111)
  8. Алюминий (237)
  9. Медь (401)
  10. Серебро (429)

Нержавеющая сталь

Обладая одной из самых низких коэффициентов теплопроводности для металлического сплава, нержавеющей стали требуется гораздо больше времени для отвода тепла от источника, чем, скажем, меди.Это означает, что кастрюля из нержавеющей стали нагревает пищу гораздо дольше, чем кастрюля с медным дном (хотя у нержавеющей стали есть и другие преимущества). В паровых и газовых турбинах на электростанциях используется нержавеющая сталь, помимо других свойств, благодаря ее термостойкости. В архитектуре облицовка из нержавеющей стали может дольше выдерживать высокие температуры, сохраняя здания прохладнее на солнце.

Алюминий

Хотя алюминий имеет немного меньшую теплопроводность, чем медь, он легче по весу, дешевле и с ним проще работать, что делает его лучшим выбором для многих приложений.Например, в микроэлектронике, такой как светодиоды и лазерные диоды, используются крошечные радиаторы с алюминиевыми ребрами, которые выступают в воздух. Тепло, генерируемое электроникой, передается от чипа к алюминию, а затем к воздуху либо пассивно, либо с помощью принудительной конвекции воздушного потока или термоэлектрического охладителя.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Просмотреть доступные металлы

Медь

Медь имеет очень высокую теплопроводность и намного дешевле и доступнее серебра, которое является лучшим металлом для отвода тепла.Медь устойчива к коррозии и биообрастанию, что делает ее хорошим материалом для солнечных водонагревателей, газовых водонагревателей и промышленных теплообменников, холодильников, кондиционеров и тепловых насосов.

Другие факторы, влияющие на теплопроводность

При выборе металлов, наиболее подходящих для теплопроводности, вы должны также принимать во внимание другие факторы, помимо теплопроводности, которые влияют на скорость теплового потока. Например, начальная температура металла может иметь огромное значение для его теплопередачи.При комнатной температуре железо имеет теплопроводность 73, но при 1832 ° F его проводимость падает до 35. Другие факторы включают разницу температур в металле, толщину металла и площадь поверхности металла.

Ваш местный поставщик металла, обслуживающий Южную Калифорнию, Аризону и Северную Мексику

Industrial Metal Supply — крупнейший на Юго-Западе поставщик всех видов металлообрабатывающего оборудования и принадлежностей для металлообработки.

Запросите предложение или свяжитесь с IMS сегодня.

Данные взяты из Engineering Toolbox.

Какие металлы лучше всего проводят тепло? | Маркхэм Металс

Большинство современных приборов, которые мы используем сегодня, такие как водонагреватели и кухонная утварь, требуют хорошей теплопроводности для работы. Из-за этого большинство из них построено из различных типов металла. Однако некоторые металлы, например сплавы, проводят тепло лучше, чем другие, что может помочь этим приборам работать в соответствии с вашими потребностями.

Что такое легированный металл?

Металлический сплав — это смесь одного или двух металлов с неметаллическими элементами.Благодаря такой комбинации они не только лучше проводят тепло, но и более долговечны и устойчивы к ржавчине.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Почему важно смотреть на металлы, которые проводят тепло

Все металлы обладают своими уникальными свойствами, поэтому важно рассматривать каждый отдельно. Например, если вы ищете лучший металл для кухонной посуды, вам потребуется другой тип теплопроводности по сравнению с металлом бытовой техники.

Металлы, которые лучше всех проводят тепло

Серебро

Серебро — один из лучших металлов для отвода тепла, поскольку он работает как мощный отражатель.Из-за этого серебро содержится во многих предметах, таких как печатные платы и батареи.

Медь

Медь — еще один хороший проводник тепла, потому что она быстро поглощает тепло и удерживает его в течение длительного периода времени. Кроме того, медь также устойчива к коррозии. Из-за своей универсальности медь часто встречается в кухонной посуде, компьютерах и системах отопления.

Алюминий

Хотя алюминий не такой прочный, как медь, он все же очень хорошо проводит тепло. В отличие от меди, она дешевле, поэтому ее часто используют для изготовления посуды.В дополнение к этому, алюминий используется в светодиодных лампах в качестве теплоотвода, поскольку он помогает лампам работать более эффективно без перегрева.

Латунь

Латунь — очень прочный металл, и его можно нагревать до температуры 1720 градусов по Фаренгейту. Этот металлический сплав представляет собой смесь меди и цинка, которая помогает ему хорошо проводить тепло. Из-за сильного поглощения тепла латунь также способна мгновенно уничтожать микробы, что делает ее популярным металлом для дверных ручек и подобных предметов, к которым часто прикасаются.

Свяжитесь с нами сегодня для быстрого и удобного расчета стоимости

Все еще не знаете, какой металл лучше всего подойдет для вашей следующей работы? Мы предлагаем большой и разнообразный ассортимент стали и алюминия в сочетании с обширным набором собственного металлообрабатывающего оборудования, что позволяет нам обслуживать клиентов на беспрецедентном уровне.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий По вопросам или информации о наших продуктах и ​​услугах звоните нам сегодня по телефону 978-658-1121 или свяжитесь с нами прямо на нашем сайте.

Термодинамика

— Почему я могу прикоснуться к алюминиевой фольге в духовке и не обжечься?

Здесь обсуждается удельная теплоемкость.Поток тепла основан на температуре, и хотя это может показаться довольно очевидным утверждением, здесь следует сделать важные различия.

Обычно говорят, что температура меняется от высокой к холодной. На самом деле это означает, что тепловая энергия перетекает от более высокой температуры к более низкой температуре. Но опять же, почему разница между теплом и температурой?

Ну, потому что это не одно и то же, они внутренне связаны, но это не одно и то же.Тепловая энергия, запасаемая объектом, зависит от материала объекта. Вот почему люди занимаются серфингом осенью — воде требуется больше энергии для повышения температуры, чем окружающей среде, поэтому даже при холодном воздухе вода остается относительно теплой, тогда как летом она еще не нагрелась. тела в основном состоят из воды, для повышения температуры которой требуется гораздо больше энергии, чем для алюминия (в двух предыдущих ответах было сказано в 5 раз больше — я думал, что это было ближе к 6 разам, но без поиска в Google точка все еще остается в силе).

Эффект, ответственный за это, известен как удельная теплоемкость, количество энергии, необходимое для повышения температуры данной массы данного материала на определенную величину:

$$ E = mcθ $$

Что касается запутанных символов, эта формула работает очень хорошо. Это не угол, а изменение температуры. $ c $ — это не скорость света, а удельная теплоемкость, а $ E $ иногда записывается как $ Q $ …

Однако эта формула показывает нам, что ваша алюминиевая фольга, хотя и имеет высокую температуру, на самом деле не имеет большого количества тепловой энергии внутри, член $ θ $ может быть большим, но $ m $ и $ c $ оба условия низкие.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Затем эта энергия передается вашей руке в течение определенного периода времени, пока они не достигнут теплового равновесия (одинаковой температуры, но не одинаковой энергии). По мере того, как ваша рука поглощает энергию, на каждый градус повышения температуры фольга будет уменьшаться на 6 градусов.

Становимся более педантичными, но это также не произойдет мгновенно (и технически это почти диффузионный процесс — иногда моделируемый как перенос фононов тепла — и поэтому никогда не может быть завершен), поэтому добавьте к тому факту, что фольга имеет низкую массу (и, следовательно, низкое нагревание), и тот факт, что распределение тепла предотвращает попадание всего тепла в вашу руку, и добавляет к тому факту, что даже если все тепло переходит в вашу руку, большая ценность вашей руки для $ c $ будет означать, что изменение температуры вашей руки намного меньше, чем потеря температуры фольги, процесс также не будет передавать всю энергию для достижения равновесия, и у вас наверняка будет достаточно времени, чтобы убрать руку (особенно как если бы вы так долго ждали, сама духовка начала бы нагревать вашу руку, и вы действительно можете удалить ее).

Достаточно сказать, что с алюминиевой фольгой вы должны чувствовать себя в полной безопасности!

П.С. Мои общие знания были неправильными, это примерно в 5 раз больше (на самом деле немного меньше), в основном замените все шестерки на пятерки.

Алюминий против. Электропроводность стали | Sciencing

В физике термин «проводимость» имеет несколько значений. Для металлов, таких как алюминий и сталь, это обычно относится к передаче тепловой или электрической энергии, которая имеет тенденцию быть тесно коррелированной в металлах, поскольку слабосвязанные электроны, обнаруженные в металлах, проводят как тепло, так и электричество.

Теплопроводность

Теплопроводность, способность материала проводить тепло, обычно измеряется в ваттах на кельвин на метр.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий («Ватт» — это единица мощности, обычно определяемая как вольты, умноженные на амперы, или джоули энергии в секунду. «Кельвин» — это абсолютная единица измерения температуры, где нулевой кельвин — это абсолютный ноль). Материалы с хорошей теплопроводностью быстро передают большое количество тепла, например, быстро нагревающееся медное дно кастрюли. Плохие теплопроводники медленно переносят тепло, например, прихватка для духовки.

Электропроводность

Электропроводность, способность материала проводить ток, обычно измеряется в сименсах на метр. («Сименс» — это единица электропроводности, определяемая как 1, деленная на Ом, где Ом — это стандартная единица электрического сопротивления). Для электромонтажа и подключения предпочтительны хорошие электрические проводники. Плохие проводники, называемые изоляторами, создают безопасный барьер между током под напряжением и окружающей средой, например, виниловая изоляция удлинительного шнура.

Электропроводность алюминия

Чистый алюминий имеет теплопроводность около 235 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 38 миллионов сименов на метр. Алюминиевые сплавы могут иметь гораздо более низкую проводимость, но редко такую ​​низкую, как у железа или стали. Радиаторы электронных компонентов изготавливаются из алюминия, так как металл обладает хорошей теплопроводностью.

Электропроводность углеродистой стали

Углеродистая сталь имеет гораздо более низкую проводимость, чем алюминий: теплопроводность около 45 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 6 миллионов сименс на метр.

Электропроводность в нержавеющей стали

Нержавеющая сталь имеет гораздо более низкую проводимость, чем углеродистая сталь: теплопроводность около 15 Вт на кельвин на метр и электропроводность (при комнатной температуре) около 1,4 миллиона сименов на метр.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий

Теплопроводность металлов, металлических элементов и сплавов

Теплопроводность — k — количество тепла, передаваемого за счет единичного температурного градиента в единицу времени в установившихся условиях в направлении, нормальном к поверхности единицы площади.Коэффициент теплопроводности — k — используется в уравнении Фурье.

901

220

9016 2 0-25

«

Бронза (75% Cu, 25% Sn)

96162 Германий

304

9014

9014 «

120

«

Марганец

1

9016 9016 902 902

9016

75.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий 5

73

9016

«

красный

121

«

«

.5

73162 Тин «

9014 9014

9014 9014

9014 «

9014

9014

105

Металл, металлический элемент или сплав Температура
— t —
( o C)

Теплопроводность
— k —
(Вт / м K)
-73 237
« 0 236
» 127 240
« 322

327
Алюминий — дюралюминий (94-96% Al, 3-5% Cu, следы Mg) 20 164
Алюминий — силумин (87% Al, 13% Si) 20 164
Алюминиевая бронза 0-25 70
Алюминиевый сплав 3003, прокат 0-25 190
Алюминиевый сплав 2014 .отожженный 0-25 190
Алюминиевый сплав 360 0-25 150
Сурьма -73 30,2
« 127 21,2
» 327 18,2
« 527 16,8
218
«127 161
» 327 126
527 107 7

527 107 7 « 927 73
Бериллий медь 25 80
Висмут-73 9.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий 7
« 0 8,2
Бор-73 52,5
» 0 31,7
327 11,3
» 527 8,1
« 727 6,3
» 927 927

Кадмий-73 99,3
« 0 97,5
» 127 94,7 « 0 36,1
Хром-73 111
» 0 94,8
1273
« 327 80,5
» 527 71,3
« 727 65,3 9014-73 122
« 0 104
»127 84,8
Медь-73-73 № « 927 342
Медь электролитическая (ETP) 0-25390
Медь — Адмиралтейская латунь 20111
Медь — алюминиевая бронза (95% меди, 5% алюминия) 20 83 9014 — 20 26
Медь — латунь (желтая латунь) (70% Cu, 30% Zn) 20 111
Медь — патронная латунь (UNS C26000) 20 120
Медь — константан (60% Cu, 40% Ni) 20 22.7
Медь — немецкое серебро (62% Cu, 15% Ni, 22% Zn) 20 24,9
Медь — фосфористая бронза (10% Sn, UNS C52400) 20 50
Медь — Красная латунь (85% Cu, 9% Sn, 6% Zn) 20 61
Мельхиор 20 29
« 0 66.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий 7
« 127 43,2
» 327 27,3
« 527 19,8
927 17,4
Золото-73 327
« 0 318
» 127 312

127 3162
« 527 292
» 727 278
« 927 2624
« 0 23,3
» 127 22,3
« 327 21,3
727 20,7
« 927 20,9
Hastelloy C 0-25 12
16216 9015

0-100 12
Индий-73 89.7
« 0 83,7
» 127 75,5
Иридий-73 153 127 144
» 327 138
« 527 132
»
Железо-73 94
« 0 83.5
« 127 69,4
» 327 54,7
« 527 43,3
927 28,2
Чугун — литье 20 52
Железо — перлитное железо с шаровидным графитом 100 100 59
Свинец-73 36.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий 6
« 0 35,5
» 127 33,8
« 327 31,2 9016 9016 9014 —

Сурьма свинец (жесткий свинец) 0-25 30
Литий-73 88,1
« 0 79.2
« 127 72,1
Магний -73 159
» 0 157
327 149
» 527 146
Магниевый сплав AZ31B 0-25 100
« 0 7,68
Ртуть-73 28,9
Молибден-73 143

143 143 143 « 127 134
» 327 126
« 527 118
»
« 727 112 727 112 727 112

105
Монель 0-100 26
Никель-73 106
« 0 94
« 327 65,5
» 527 67,4
« 727 71,8 71,8 — Кованый 0-100 61-90
Мельхиор 50-45 (константан) 0-25 20
Ниобий (колумбий)-526
« 0 53,3
» 127 55,2
« 327 58,2
9015 727 64,4
« 927 67,5
Осмий 20 61
Палладий
Платина-73 72,4
« 0 71,5
» 127 71,6
527 75,5
» 727 78,6
« 927 82,6
Плутоний 201630
Калий-73 104
« 0 104
» 127 52
Рений-73 51
« 0 48,6
» 127 46,1
2
« 527 44,1
» 727 44,6
« 927 45,7 « 0 151
» 127 146
« 327 136
» 902 9016 9016 9016 902
« 927 115
Рубидий-73 58.9
« 0 58,3
Селен 20 0,52
Кремний -73 264 264
127 98,9
» 327 61,9
« 527 42,2
» 727.2
« 927 25,7
Серебро-73 403
» 0 428 420163

327 405
» 527 389
« 727 374
» 927 927

138
« 0 135
Припой 50-50 0-25 50
Сталь — углерод, 0.Алюминий проводит тепло: Что лучше проводит тепло медь или алюминий 5% C 20 54
Сталь — углеродистая, 1% C 20 43
Сталь — углеродистая, 1,5% C 20 36
» 400 36
« 122 33
Сталь — хром, 1% Cr 20 61
Сталь

Хром, 5% Cr 20 40

Сталь — хром, 10% Cr 20 31
Сталь — хром никель, 15% Cr, 10% Ni 20 19
Сталь — хром никель, 20% Cr , 15% Ni 20 15.1
Сталь — Hastelloy B 20 10
Сталь — Hastelloy C 21 8,7
Сталь — никель, 10% Ni 20 26

Сталь — никель, 20% Ni 20 19
Сталь — никель, 40% Ni 20 10
Сталь — никель, 60% Ni 20 19
Сталь — хром никель, 80% никель, 15% никель 20 17
Сталь — хром никель, 40% никель, 15% никель 20 11.6
Сталь — марганец, 1% Mn 20 50
Сталь — нержавеющая, тип 304 20 14,4
Сталь — нержавеющая, тип 347 202
Сталь — вольфрам, 1% W 20 66
Сталь — Деформированный углерод 0 59
Тантал-73
« 0 57,4
» 127 57,8
« 327 58.9
727 60,2
« 927 61
Торий 20 42
-73-73-733
« 0 68,2
» 127 62,2
Титан-73 24,5
127 20,4
» 327 19,4
« 527 19,7
» 7277
« 927 22
Вольфрам-73 197
» 0 182 9014 327 139
» 527 128
« 727 121
» 115 927 115 25.1
« 0 27
» 127 29,6
« 327 34
727 43,9
« 927 49
Ванадий-73 31,5
» 0

0.3
« 427 32,1
» 327 34,2
« 527 36,3 927 41,2
Цинк-73 123
« 0 122
» 127

127

127

127

Цирконий-73 25.2
« 0 23,2
» 127 21,6
« 327 20,7
727 23,7
« 927 25,7

Сплавы — температура и теплопроводность

Температура и теплопроводность для

  • 000
  • Hastelloy A
  • Hastelloy A
  • 9

  • Advance
  • Монель

Сплавы:

Топ 10 теплопроводящих материалов

Теплопроводность — это мера способности материалов передавать тепло через них.Материалы с высокой теплопроводностью могут эффективно передавать тепло и легко забирать тепло из окружающей среды. Плохие теплопроводники сопротивляются тепловому потоку и медленно извлекают тепло из окружающей среды. Теплопроводность материала измеряется в ваттах на метр на градус Кельвина (Вт / м • К) в соответствии с рекомендациями S.I (Международная система).

10 лучших измеряемых теплопроводных материалов и их значения приведены ниже. Эти значения проводимости являются средними из-за разницы в теплопроводности в зависимости от используемого оборудования и среды, в которой были получены измерения.

Материалы теплопроводящие

  1. Diamond — 2000 — 2200 Вт / м • K

    Алмаз является ведущим теплопроводным материалом и имеет измеренные значения проводимости в 5 раз выше, чем у меди, наиболее производимого металла в Соединенных Штатах. Атомы алмаза состоят из простой углеродной основы, которая представляет собой идеальную молекулярную структуру для эффективной теплопередачи. Часто материалы с простейшим химическим составом и молекулярной структурой имеют самые высокие значения теплопроводности.

    Diamond — важный компонент многих современных портативных электронных устройств. Их роль в электронике — способствовать рассеиванию тепла и защищать чувствительные части компьютера. Высокая теплопроводность алмазов также оказывается полезной при определении подлинности камней в ювелирных изделиях. Добавление небольшого количества алмаза в инструменты и технологии может сильно повлиять на свойства теплопроводности.

  2. Серебро — 429 Вт / м • K

    Серебро — относительно недорогой и распространенный теплопроводник.Серебро входит в состав многих бытовых приборов и является одним из самых универсальных металлов из-за его ковкости. 35% серебра, производимого в США, используется для изготовления электрических инструментов и электроники (US Geological Survey Mineral Community 2013). Вспомогательный продукт серебра, серебряная паста, пользуется все большим спросом из-за его использования в экологически чистых источниках энергии. Серебряная паста используется в производстве фотоэлементов, которые являются основным компонентом солнечных батарей.

  3. Медь — 398 Вт / м • K

    Медь — наиболее часто используемый металл для производства токопроводящих приборов в США.Медь имеет высокую температуру плавления и умеренную скорость коррозии. Это также очень эффективный металл для минимизации потерь энергии при передаче тепла. Металлические кастрюли, трубы для горячей воды и автомобильные радиаторы — все это приборы, в которых используются проводящие свойства меди.

  4. Золото — 315 Вт / м • K

    Золото — редкий и дорогой металл, который используется для специальных проводящих применений. В отличие от серебра и меди, золото редко тускнеет и может выдерживать большие количества коррозии.

  5. Карбид кремния — 270 Вт / м • K

    Карбид кремния — это полупроводник, состоящий из сбалансированной смеси атомов кремния и углерода. При изготовлении и сплаве кремний и углерод соединяются, образуя чрезвычайно твердый и прочный материал. Эта смесь часто используется в качестве компонента автомобильных тормозов, турбинных машин и стальных смесей.

  6. Оксид бериллия– 255 Вт / м • K

    Оксид бериллия используется во многих высокопроизводительных деталях для таких приложений, как электроника, поскольку он обладает высокой теплопроводностью и является хорошим электрическим изолятором.

  7. Алюминий — 247 Вт / м • K

    Алюминий обычно используется в качестве экономичной замены меди. Хотя алюминий не такой проводящий, как медь, его много, и с ним легко работать из-за его низкой температуры плавления. Алюминий является важным компонентом светильников L.E.D (светоизлучающих диодов). Медно-алюминиевые смеси набирают популярность, поскольку они могут использовать свойства как меди, так и алюминия и могут производиться с меньшими затратами.

  8. Вольфрам — 173 Вт / м • K

    Вольфрам имеет высокую температуру плавления и низкое давление пара, что делает его идеальным материалом для приборов, которые подвергаются воздействию высоких уровней электричества.Химическая инертность вольфрама позволяет использовать его в электродах, являющихся частью электронных микроскопов, без изменения электрических токов. Он также часто используется в лампах и как компонент электронно-лучевых трубок.

  9. Графит 168 Вт / м • K

    Графит — это распространенная, недорогая и легкая альтернатива другим углеродным аллотропам. Его часто используют в качестве добавки к смесям полимеров для улучшения их теплопроводных свойств. Батареи — знакомый пример устройства, использующего высокую теплопроводность графита.

  10. Цинк 116 Вт / м • K

    Цинк — один из немногих металлов, которые можно легко комбинировать с другими металлами для создания металлических сплавов (смеси двух или более металлов). 20% цинковых приборов в США состоят из цинковых сплавов. При цинковании используется 40% производимого чистого цинка. Цинкование — это процесс нанесения цинкового покрытия на сталь или железо, которое предназначено для защиты металла от атмосферных воздействий и ржавчины.

Список литературы

Мохена, Т.К., Мочане, М. Дж., Сефади, Дж. С., Мотлунг, С. В., и Андала, Д. М. (2018). Теплопроводность полимерных композитов на основе графита. Влияние теплопроводности на энергетические технологии. DOI: 10.5772 / intechopen.75676

Оксид бериллия Получено с https://thermtest.com/materials-database#Beryllium-Oxide

База данных материалов Thermtest. https://thermtest.com/materials-database

Автор: Каллиста Уилсон, младший технический писатель Thermtest

Почему металлы так хорошо проводят тепло и электричество?

Структура металлов

Структуры чистых металлов описать просто, поскольку атомы, образующие эти металлы, можно рассматривать как идентичные совершенные сферы.Более конкретно, металлическая структура состоит из «выровненных положительных ионов» (катионов) в «море» делокализованных электронов. Это означает, что электроны могут свободно перемещаться по структуре и обуславливают такие свойства, как проводимость.

Какие бывают виды облигаций?

Ковалентные облигации

Ковалентная связь — это связь, которая образуется, когда два атома разделяют электроны. Примерами соединений с ковалентными связями являются вода, сахар и диоксид углерода.

Ионные связи

Ионная связь — это полный перенос валентных электронов между металлом и неметаллом. В результате возникают два противоположно заряженных иона, которые притягиваются друг к другу. В ионных связях металл теряет электроны, чтобы стать положительно заряженным катионом, тогда как неметалл принимает эти электроны, чтобы стать отрицательно заряженным анионом. Примером ионной связи может быть соль (NaCl).

Облигации металлические

Металлическое соединение является результатом электростатической силы притяжения, которая возникает между электронами проводимости (в форме электронного облака делокализованных электронов) и положительно заряженными ионами металлов.Это можно описать как разделение свободных электронов между решеткой положительно заряженных ионов (катионов). Металлическое соединение определяет многие физические свойства металлов, такие как прочность, пластичность, термическое и электрическое сопротивление и проводимость, непрозрачность и блеск.

Делокализованные движущиеся электроны в металлах —

Именно свободное движение электронов в металлах придает им проводимость.

Электропроводность

Металлы содержат свободно движущиеся делокализованные электроны.При приложении электрического напряжения электрическое поле внутри металла вызывает движение электронов, заставляя их перемещаться от одного конца проводника к другому. Электроны будут двигаться в положительную сторону.

Электроны текут к положительному выводу

Теплопроводность

Металл хорошо проводит тепло.Проводимость возникает, когда вещество нагревается, частицы получают больше энергии и больше вибрируют. Затем эти молекулы сталкиваются с соседними частицами и передают им часть своей энергии. Затем это продолжается и передает энергию от горячего конца к более холодному концу вещества.

Почему металлы так хорошо проводят тепло?

Электроны в металле — это делокализованные электроны и свободно движущиеся электроны, поэтому, когда они набирают энергию (тепло), они вибрируют быстрее и могут перемещаться, это означает, что они могут быстрее передавать энергию.

Какие металлы проводят лучше всего?

Вверху: Электронные оболочки Золото (au), Серебро (Ag), Медь (Cu) и Цинк (Zn).
По логике можно было бы подумать, что Золото — лучший проводник, имеющий единственный s-орбитальный электрон в последней оболочке (диаграмма выше)… так почему серебро и медь на самом деле лучше (см. таблицу ниже).

Электропроводность металлов

> С / м

Серебро 6,30 × 10 7
Медь 5,96 × 10 7
Золото 4.10 × 10 7
Алюминий 3,50 × 10 7
цинк 1,69 × 10 7

Серебро имеет больший атомный радиус (160 мкм), чем золото (135 мкм), несмотря на то, что у золота больше электронов, чем у серебра! Причину этого см. В комментарии ниже.

Примечание: Серебро является лучшим проводником, чем золото, но золото более желательно, потому что оно не подвержено коррозии.(Медь является наиболее распространенной, потому что она наиболее рентабельна)
Ответ немного сложен, и мы размещаем здесь один из лучших ответов, которые мы видели для тех, кто знаком с материалом.

«Серебро находится в середине переходных металлов примерно на 1/2 пути между благородными газами и щелочными металлами. В столбце 11 периодической таблицы все эти элементы (медь, серебро и золото) имеют единичный s — электрон внешней оболочки орбитального электрона (также платина, в столбце 10).

Орбитальная структура электронов этих элементов не имеет особого сродства приобретать или терять электрон по отношению к более тяжелым или легким благородным газам, потому что они находятся на полпути между ними. В общем, это означает, что не требуется много энергии, чтобы временно сбить электрон или добавить его. Удельное сродство к электрону и потенциалы ионизации варьируются, и что касается проводимости, наличие относительно низких энергий для этих двух критериев в некоторой степени важно.

Если бы это были единственные критерии, золото было бы лучшим проводником, чем серебро, но у золота есть дополнительные 14 f-орбитальных электронов под 10 d-орбитальными электронами и единственным s-орбитальным электроном. 14 f-электронов обусловлены дополнительными атомами в ряду актинидов. С 14 дополнительными электронами, которые, по-видимому, выталкивают d- и s-электроны, можно подумать, что s-электрон просто «созрел» для проводимости (почти не требовалось энергии, чтобы оттолкнуть его), но НЕТ. Электроны на f-орбите упакованы таким образом, что это приводит к тому, что атомный радиус золота фактически МЕНЬШЕ, чем атомный радиус серебра — не намного, но он меньше.