De warmtegeleiders Het zijn die materialen waarvan de structuur zo is dat warmte er heel gemakkelijk doorheen kan. Er moet aan worden herinnerd dat alle materie is samengesteld uit atomen en moleculen in constante trillingsbeweging, en dat de warmte zich vertaalt in een grotere beweging van deze deeltjes..
Sommige materialen geleiden warmte beter dan andere, omdat hun interne configuratie deze energiestroom vergemakkelijkt. Hout is bijvoorbeeld geen goede warmtegeleider omdat het lang duurt om op te warmen. Maar ijzer, koper en andere metalen zijn dat wel, wat betekent dat hun deeltjes zeer snel kinetische energie verwerven..
Daarom zijn metalen favoriet bij het maken van keukengerei, zoals potten en pannen. Ze warmen snel op en bereiken temperaturen die hoog genoeg zijn om voedsel goed te laten koken.
Handgrepen en handgrepen die in contact komen met de handen van de gebruiker, zijn echter gemaakt van andere warmte-isolerende materialen. Op deze manier zijn de pannen gemakkelijk te hanteren, zelfs als ze heet zijn..
Artikel index
Afhankelijk van de manier waarop ze warmte geleiden, worden materialen ingedeeld in:
-Thermische geleiders: diamant en metalen zoals koper, ijzer, zink en aluminium, onder anderen. Gewoonlijk zijn goede geleiders van elektriciteit ook goede warmtegeleiders.
-Thermische isolatie: hout, rubber, glasvezel, plastic, papier, wol, anime, kurk, polymeren zijn goede voorbeelden. Gassen zijn ook geen goede geleiders.
De eigenschap die intrinsiek de manier kenmerkt waarop elk van hen warmte geleidt, wordt genoemd Warmtegeleiding. Hoe hoger de thermische geleidbaarheid van een stof, hoe beter deze warmte geleidt.
De thermische geleidbaarheid van stoffen wordt experimenteel bepaald. In het SI International System of Units wordt thermische geleidbaarheid gemeten in Watt / (meter x Kelvin) of W / (m.K). Het wordt als volgt geïnterpreteerd:
1 W / (m.K) komt overeen met 1 watt vermogen, uitgezonden over een lengte gelijk aan 1 meter, wanneer het temperatuurverschil tussen de twee uitersten 1 Kelvin is.
Een andere eenheid voor thermische geleidbaarheid die in Angelsaksische landen wordt gebruikt, is BTUH / (ft.ºF), waarbij de initialen BTUH overeenkomen met Britse Warmte-eenheid per uur.
Hieronder vindt u de thermische geleidbaarheid van enkele elementen en materialen die in de natuur voorkomen en die vaak in de industrie worden gebruikt..
Er moet echter worden opgemerkt dat er synthetische verbindingen zijn, die zich nog in de experimentele fase bevinden, waarvan de thermische geleidbaarheid veel groter is dan die van diamant, die bovenaan de tafel staat..
De temperatuur is bepalend voor de waarde van de thermische geleidbaarheid van metalen. Naarmate de temperatuur stijgt, neemt ook de thermische geleidbaarheid toe (hoewel de elektrische geleidbaarheid afneemt). Voor niet-metalen is de thermische geleidbaarheid ongeveer constant over een breed temperatuurbereik..
De waarden in de tabel zijn gespecificeerd bij 25 ºC en 1 atmosfeer druk.
Bij het selecteren van een materiaal vanwege zijn thermische eigenschappen, moet er rekening mee worden gehouden dat het uitzet bij warmte. Deze capaciteit wordt gegeven door de Uitzettingscoëfficiënt.
Het is de beste thermische geleider bij kamertemperatuur, veel beter dan koper en elk ander metaal. Bij diamant, dat een elektrische isolator is, stroomt warmte niet door geleidingselektronen maar door de voortplanting van trillingen in zijn zeer georganiseerde kristallijne structuur. Deze trillingen worden fononen genoemd.
Het heeft ook een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, wat betekent dat de afmetingen bij verhitting dicht bij de oorspronkelijke blijven. Wanneer een goede warmtegeleider nodig is die geen elektriciteit geleidt, is diamant de beste optie..
Als gevolg hiervan wordt het veel gebruikt om de warmte af te voeren die wordt geproduceerd door computercircuits en andere elektronische apparaten. Maar het heeft een groot nadeel: het is extreem duur. Hoewel er synthetische diamanten zijn, zijn ze niet gemakkelijk te maken en ze zijn ook duur.
Het is een zeer gewaardeerd metaal voor versiering vanwege zijn glans, kleur en kneedbaarheid. Het is bestand tegen oxidatie en van alle metalen is het degene met de hoogste thermische geleidbaarheid, evenals een uitstekende elektrische geleidbaarheid..
Om deze reden heeft het meerdere toepassingen in de industrie, zowel alleen als in legeringen met andere elementen zoals nikkel en palladium..
Met puur zilver, gedrukte schakelingen, worden supergeleidende kabels voor hoge temperaturen vervaardigd en worden geleiders die in elektronica worden gebruikt, gecoat, naast dat ze in legeringen worden gebruikt om elektrische contacten te maken.
Het heeft het nadeel dat het relatief schaars en dus duur is, maar de unieke combinatie van fysische eigenschappen voor deze toepassingen maakt het een uitstekend alternatief, aangezien het zeer flexibel is en daarmee geleiders van goede lengte worden verkregen..
Het is een van de meest gebruikte metalen wanneer een goede thermische geleidbaarheid vereist is, omdat het niet gemakkelijk corrodeert en het smeltpunt vrij hoog is, wat betekent dat het niet gemakkelijk zal smelten bij blootstelling aan hitte..
Andere voordelen die het heeft, is zijn ductiliteit, naast het feit dat het niet magnetisch is. Koper is recyclebaar en is veel goedkoper dan zilver. De thermische uitzettingscoëfficiënt is echter hoog, wat betekent dat de afmetingen aanzienlijk veranderen bij verhitting..
Vanwege zijn goede thermische eigenschappen wordt het veel gebruikt in keukengerei, zoals bijvoorbeeld koperen pannen bedekt met staal. Ook om warmtewisselaars te vervaardigen in warmwatertanks, in centrale verwarmingssystemen, autoradiatoren en om warmte af te voeren in elektronische apparaten.
Het is het edelmetaal bij uitstek en neemt een overheersende plaats in de geschiedenis van de mensheid in. Afgezien van deze speciale betekenis is goud kneedbaar, resistent en een uitstekende geleider van warmte en elektriciteit..
Omdat goud niet corrodeert, wordt het gebruikt om kleine stromen in elektronische componenten in vaste toestand te geleiden. Deze stromen zijn zo klein dat ze bij het minste teken van corrosie gemakkelijk kunnen worden onderbroken. Daarom garandeert goud betrouwbare elektronische componenten..
Het wordt ook gebruikt om koptelefoonaansluitingen, contacten, relais en in patchkabels te vervaardigen. Apparaten zoals smartphones, rekenmachines, laptops en desktops en televisies bevatten kleine hoeveelheden goud.
De speciale glazen voor airconditioningruimtes bevatten ook verspreid goud, op zo'n manier dat ze helpen de straling van de zon naar buiten te reflecteren, waardoor de frisheid van binnen behouden blijft als het erg heet is. Op dezelfde manier helpen ze om de interne warmte in het gebouw te behouden als het winter is.
Het is het lichtste van alle metalen, hoewel het zeer reactief is, zodat het gemakkelijk corrodeert. Je moet er ook met grote voorzichtigheid mee omgaan, want het is licht ontvlambaar. Hierdoor wordt het, hoewel het overvloedig voorkomt, niet in een vrije staat maar in verbindingen aangetroffen, en daarom moet het in het algemeen worden geïsoleerd door middel van elektrolytische methoden..
Het warmtegeleidingsvermogen is vergelijkbaar met dat van goud, maar het is veel goedkoper dan goud. Lithiumcarbonaat is een verbinding die wordt gebruikt bij de vervaardiging van hittebestendig glas en keramiek.
Een ander wijdverbreid gebruik van lithium is de vervaardiging van duurzame, lichtgewicht batterijen, waarvoor lithiumchloride wordt gebruikt om metallisch lithium te extraheren. Toegevoegd bij de verwerking van aluminium, verhoogt het de elektrische geleidbaarheid en verlaagt het de bedrijfstemperaturen..
Dit lichtgewicht, goedkope, zeer resistente en gemakkelijk te bewerken metaal is een van de belangrijkste materialen die worden gebruikt om warmtewisselaars te maken in airconditioningapparatuur, zoals airconditioners en kachels..
Zowel in eigen land als industrieel worden aluminium gebruiksvoorwerpen op grote schaal gebruikt in keukens over de hele wereld..
Aluminium gebruiksvoorwerpen zoals potten, pannen en bakplaten zijn buitengewoon efficiënt. Ze veranderen de smaak van voedsel niet en laten de warmte zich tijdens het koken snel en gelijkmatig verspreiden.
Hoe dan ook, aluminium potten en pannen zijn verdrongen door roestvrij staal, dat een minder goede warmtegeleider is. Dit komt doordat RVS niet reageert met sterkere zuren, zoals bijvoorbeeld tomatensaus..
Daarom verdient het de voorkeur om tomatensauzen te maken in stalen keukengerei om te voorkomen dat aluminium het voedsel binnendringt, aangezien sommige aluminium - aanwezig in maagzuurremmers, talkpoeder, deodorants en vele andere producten - hebben geassocieerd met het optreden van degeneratieve ziekten, hoewel de meeste experts , evenals de FDA, verwerpen deze hypothese.
Keukengerei van geanodiseerd aluminium heeft geen risico op het vrijkomen van aluminiumdeeltjes en is in principe veiliger te gebruiken.
Brons is voornamelijk een legering van koper en tin, met andere metalen in mindere mate. Het is sinds de oudheid aanwezig in de geschiedenis van de mensheid.
Het is zo belangrijk dat een periode uit de prehistorie zelfs de bronstijd wordt genoemd, de tijd waarin mensen de eigenschappen van deze legering ontdekten en begonnen te gebruiken..
Brons is corrosiebestendig en gemakkelijk om mee te werken. Aanvankelijk werd het gebruikt om verschillende gebruiksvoorwerpen, gereedschappen, sieraden, kunstvoorwerpen (bijvoorbeeld sculpturen) en wapens te maken, maar ook om munten te slaan. Tegenwoordig worden er nog steeds pijpen, mechanische onderdelen en muziekinstrumenten van gemaakt.
Het is een zeer kneedbaar en taai blauwachtig wit metaal, gemakkelijk om mee te werken, hoewel met een laag smeltpunt. Het is al sinds de oudheid bekend, voornamelijk gebruikt in legeringen.
Het wordt momenteel gebruikt om staal te verzinken en zo te beschermen tegen corrosie. Ook voor het vervaardigen van batterijen, pigmenten en het vervaardigen van speciale zinkplaten voor de bouwnijverheid.
IJzer is een ander metaal met een grote historische betekenis. Net als brons is ijzer verbonden met een fase uit de prehistorie waarin grote technologische vooruitgang plaatsvond: de ijzertijd.
Tegenwoordig heeft gietijzer nog steeds veel toepassingen voor het maken van gereedschappen, gebruiksvoorwerpen, in de bouw en als materiaal voor de fabricage van auto-onderdelen.
IJzer is een zeer goede warmtegeleider, zoals we hebben gezien. IJzeren voorwerpen verdelen de warmte zeer goed en houden deze lang vast. Het heeft ook een hoog smeltpunt, waardoor het bestand is tegen hoge temperaturen, vandaar zijn bruikbaarheid bij de vervaardiging van alle soorten ovens, zowel industrieel als huishoudelijk..
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.