معامل التوصيل الحراري للنحاس

معامل التوصيل الحراري للنحاس. سنتحدث عن معامل التوصيل الحراري للمعادن والتوصيل الحراري وطرق انتقال الحرارة. كل هذه المواضيع ستجدها في مقالتنا.

معامل التوصيل الحراري للنحاس

1-سبائك النحاس ذات الموصلية الحرارية المنخفضة والبرونز المنغنيز – الموصلية الحرارية عند 27 درجة مئوية هي 9.6 وات/(م°).
2- الموصلية الحرارية لسبيكة النحاس تكون دائما أقل من الموصلية الحرارية للنحاس النقي، مع تساوي جميع العوامل الأخرى. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الموصلية الحرارية لسبائك النحاس والنيكل منخفضة بشكل خاص. أكثرها توصيلًا حراريًا في درجة حرارة الغرفة هو 30-0.8-1 مينك مع موصلية حرارية 30 وات/(م°).
3- تختلف درجة انصهار النحاس عن الدرجات المفحوصة في المدى من 865 إلى 1055 درجة مئوية. وعاء الانصهار الأكثر هو النحاس والمنغنيز LMTS58-2 مع نقطة انصهار تبلغ 865 درجة مئوية. ويوجد أيضًا نحاس منخفض الانصهار منها: L59، L62، LAN59-3-2، LKS65-1,5-3 وغيرها.
4- أكبر نقطة انصهار للنحاس هي K96 (1055 درجة مئوية). من بين المزدوجات الحرارية النحاسية وفقًا للجدول، يمكنك أيضًا التمييز: النحاس L90، LA85-0.5، ورق القصدير Tombak LTO90-1.
5- تتراوح درجة انصهار البرونز من 854 إلى 1135 درجة مئوية. أكبر نقطة انصهار هي البرونز АЖН11-6-6 – فهو يذوب عند درجة حرارة 1408 كلفن (1135 درجة مئوية). درجة انصهار هذا البرونز أعلى من درجة انصهار النحاس التي تبلغ 1084.6 درجة مئوية.

معامل التوصيل الحراري للمعادن

1- نعلم بالفعل أن الحرارة تنتقل من الجسم الأكثر دفئًا إلى الجسم الأقل دفئًا. نحن نعرف مقدار الطاقة اللازمة لتسخين الجسم بعدد معين من الدرجات. ولكن من المهم أيضًا أن نعرف مدى سرعة تسخين الجسم أو تبريده. بمعرفة سرعة تبريد المنزل، يمكننا تحديد السرعة التي نحتاجها لتدفئة المنزل.
2- يختلف معدل التغير في درجة الحرارة لجميع الأجسام. يعلم الجميع من التجربة الشخصية أن المعدن يغير درجة الحرارة بشكل أسرع، والصوف القطني أبطأ، لذلك نخرج المقالي والفطائر الساخنة من الفرن بالأرداف وليس باليدين. دعونا ننظر في الجزء النظري من هذه الظاهرة.
3- بينت التجربة أن انتقال الحرارة بالتوصيل الحراري يحدث على طول الخط العمودي إلى السطح المتساوي الحرارة من الأماكن ذات درجة الحرارة الأعلى إلى الأماكن ذات درجة الحرارة الأقل.
4- كثافة التدفق الحراري (ف) هي كمية الحرارة التي تمر في وحدة الزمن لكل وحدة مساحة من السطح المتساوي الحرارة (المتجه).
5- حيث D/Dt هو معدل تدفق الحرارة أو كمية الحرارة المارة لكل وحدة زمنية، وS هو مجال السطح متساوي الحرارة، وΔN – متجهات الوحدة الموجهة على طول العمودي إلى السطح متساوي الحرارة في اتجاه انخفاض درجة الحرارة.

الموصلية الحرارية

1- التوصيل الحراري هو نقل الطاقة الداخلية عن طريق التصادمات المجهرية للجزيئات وحركة الإلكترونات داخل الجسم. الجسيمات المتصادمة، والتي تشمل الجزيئات والذرات والإلكترونات، تنقل طاقة حركية وموضعية مجهرية غير منتظمة، تُعرف باسم الطاقة الداخلية. يحدث التوصيل في جميع المراحل: الصلبة والسائلة والغازية.
2- تنتقل الحرارة تلقائيا من الجسم الأكثر حرارة إلى الجسم البارد. على سبيل المثال، يتم نقل الحرارة من لوحة التسخين الخاصة بالموقد الكهربائي إلى قاع الوعاء المتصل به. وفي حالة عدم وجود مصدر طاقة دافعة خارجي متعارض، داخل الجسم أو بين الأجسام، فإن الاختلافات في درجات الحرارة تحل مع مرور الوقت، ويقترب التوازن الحراري، وتصبح درجة الحرارة أكثر تجانسا.
3- في عملية التوصيل، يكون تدفق الحرارة داخل الجسم نفسه ومن خلاله. في المقابل، في نقل الحرارة عن طريق الإشعاع الحراري، يتم النقل غالبًا بين الأجسام، والتي يمكن فصلها مكانيًا. من الممكن أيضًا نقل الحرارة عن طريق مزيج من التوصيل والإشعاع الحراري. في الحمل الحراري، يتم نقل الطاقة الداخلية بين الأجسام عن طريق حامل مادة متحرك. في المواد الصلبة، يتم التوصيل عبر مزيج من اهتزازات وتصادمات الجزيئات، وانتشار وتصادم الفونونات، وانتشار وتصادم الإلكترونات الحرة. في الغازات والسوائل، يحدث التوصيل نتيجة لاصطدام الجزيئات وانتشارها أثناء حركتها العشوائية. لا تتصادم الفوتونات في هذا السياق مع بعضها البعض، لذا فإن نقل الحرارة عن طريق الإشعاع الكهرومغناطيسي يختلف من الناحية النظرية عن توصيل الحرارة عن طريق الانتشار المجهري وتصادم جزيئات المواد والفونونات. لكن التمييز لا يمكن ملاحظته بسهولة في كثير من الأحيان إلا إذا كانت المادة شبه شفافة.
4- في العلوم والهندسة يشمل نقل الحرارة عمليات الإشعاع الحراري، والحمل الحراري، وأحياناً نقل الكتلة. عادةً ما يحدث أكثر من واحدة من هذه العمليات في موقف معين.

طرق نقل الحرارة

1-التسليم

في التوصيل، تنتقل الحرارة من الجزيئات الأكثر نشاطا إلى الجزيئات الأقل نشاطا. في الأجسام الصلبة ذات التوصيل الكهربائي الضعيف (العوازل)، تنتقل الحرارة بفضل القوى المرنة التي تربط الذرات التي تهتز حول مواقع توازنها. ويقتصر الأمر هنا على انتقال الطاقة الاهتزازية عبر الشبكة البلورية للجسم الصلب على شكل كمات تسمى الفونونات. أما الموائع (السوائل والغازات) فتنتقل الحرارة نتيجة اصطدام الجزيئات ذات الطاقة الأكثر حركية مع الجزيئات الأقل طاقة. في الأجسام الصلبة ذات التوصيل الكهربائي الجيد (المعادن)، تنتقل الحرارة بفضل عاملين: القوى المرنة، والتي تم ذكرها في حالة الأجسام ذات التوصيل الكهربائي الضعيف. الإلكترونات الحرة، وهي إلكترونات حرة الحركة في المعادن، تتصرف مثل الجزيئات في الغازات، وتنتشر عبر المعدن من المنطقة الأكثر سخونة إلى أدنى درجة حرارة، وتنقل الطاقة عن طريق تصادمها مع بعضها البعض في المنطقة الباردة ومع أيونات الأيونات من الشبكة البلورية.
2- الحمل

تنتقل الحرارة بطريقة الحمل الحراري نتيجة اختلاف الكتلة الحجمية للمائع من منطقة إلى أخرى بسبب اختلاف درجة الحرارة، حيث أن ارتفاع درجة الحرارة يصاحبه انخفاض في الكتلة الحجمية لمعظم السوائل ( السوائل والغازات). إذا تم تزويد السائل بالحرارة من الأسفل، فإن السائل الأقل كثافة يرتفع ويحل محله السائل الأكثر كثافة، وتحدث تيارات الحمل الحراري، التي تنقل الطاقة الحرارية. ومن ثم يوصف الحمل بأنه طبيعي، مثل تدفق الرياح في الغلاف الجوي للأرض، وتدفق المياه في جهاز تسخين المياه في المباني، والتيارات المحيطية التي يعدل مسارها حركة الأرض وتضاريسها. إذا تم استخدام مروحة أو مضخة لتوليد والحفاظ على تيارات الحمل الحراري، كما هو الحال عادة في التدفئة المركزية، فيقال أن انتقال الحرارة يحدث عن طريق الحمل القسري.