• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


Ang Thermal Conductivity sa mga Metal: Kung Paano Ang Pagtumakbo sa Kalibutan Sa Mga Naang Material

Electrical4u
Electrical4u
Larangan: Basic Electrical Basikong Elektikal
0
China

Ang thermal conductivity mao ang katangian nga midaog kung unsa ka maayo ang materyales sa pagpuyo og heat gikan sa usa ka punto ngadto sa lain laing punto walay paggalilid sa materyales mismo. Depende kini sa mga factor sama sa structure, composition, ug temperature sa materyales. Sa suga, atong ibutang ang atensyon sa thermal conductivity of metals, nga mao ang mga solid nga may high electrical ug thermal conductivity, ug high density.

Unsa ang Metal?

Ang metal mao ang solid material nga may crystalline structure, diin ang atoms gibulag sa regular pattern. Ang atoms consist sa nuclei uban sa ilang surrounding shells of core electrons, nga tightly bound sa nuclei. Pero ang pipila ka outermost electrons libre sa pag-move sa tanang bahin sa metal, forming a sea of electrons nga makapuyo electric current ug heat energy.

Ang metals adunay daghang useful properties, sama sa high strength, ductility, malleability, luster, ug reflectivity. Sila usab maayo nga conductors of electricity ug heat, nga nangahiusa sila makapuyo niini nga mga form sa energy efficiently ug quickly.

Unsaon ang Heat Transfer sa Metals?

Ang heat transfer mao ang proseso sa pagpuyo og thermal energy gikan sa rehiyon sa mas taas nga temperatura ngadto sa rehiyon sa mas baba nga temperatura. Adunay tulo ka main modes sa heat transfer: conduction, convection, ug radiation.

Conduction mao ang mode sa heat transfer nga nahitabo sa solids, diin ang heat flows through direct contact between atoms or molecules. Convection mao ang mode sa heat transfer nga nahitabo sa fluids (liquids or gases), diin ang heat flows through the movement of fluid particles. Radiation mao ang mode sa heat transfer nga nahitabo through electromagnetic waves, sama sa light o infrared radiation.

Sa metals, ang heat transfer mainly occurs by conduction, tungod kay ang metals mao ang solids ug adunay daghan nga free electrons. Ang free electrons makamove randomly throughout the metal ug collide with other electrons or atoms, transferring kinetic energy ug thermal energy. The more free electrons a metal has, the higher its thermal conductivity.

Unsa ang Factors Affect the Thermal Conductivity of Metals?

The thermal conductivity of metals depends on several factors, such as:

  • The type and number of free electrons: Metals with more free electrons have higher thermal conductivity since they can carry more heat energy. For example, silver has the highest thermal conductivity among metals, followed by copper and gold.

  • The atomic mass and size: Metals with heavier and larger atoms have lower thermal conductivity since they vibrate more slowly and hinder the movement of free electrons. For example, lead has a low thermal conductivity among metals.

  • The crystal structure and defects: Metals with a more regular and compact crystal structure have higher thermal conductivity since they have less resistance to electron flow. For example, metals with a cubic structure have higher thermal conductivity than metals with a hexagonal structure. Defects such as impurities, vacancies, or dislocations can also reduce the thermal conductivity of metals by scattering electrons.

  • The temperature: The thermal conductivity of metals varies with temperature in different ways depending on the dominant mechanism of heat transfer. For pure metals and alloys, heat transfer is mainly due to free electrons (electronic conduction). As temperature increases, both the number of free electrons and lattice vibrations increase. Thus, the thermal conductivity of metals decreases slightly with increasing temperature. For insulators and semiconductors, heat transfer is mainly due to lattice vibrations (phononic conduction). As temperature increases, lattice vibrations increase significantly and scatter electrons more frequently. Thus, the thermal conductivity of insulators and semiconductors increases rapidly with increasing temperature.

Unsa ang Wiedemann-Franz Law?

Wiedemann-Franz law mao ang relation nga nagconnect sa electrical conductivity ug thermal conductivity sa metals sa given temperature. Nagsulti kini nga:

σK=LT

Diin,

  • K mao ang thermal conductivity in W/m-K

  • σ mao ang electrical conductivity in S/m

  • L mao ang Lorenz number, nga mao ang constant equal to 2.44 x 10^-8 W-ohm/K^2

  • T mao ang absolute temperature in K

This law implies that metals that have high electrical conductivity also have high thermal conductivity since both properties depend on the free electrons. It also implies that the ratio of thermal conductivity to electrical conductivity is proportional to the temperature of metals.

However, this law has some limitations. It only applies to pure metals and alloys at very high or very low temperatures. It does not apply to insulators or semiconductors, where phononic conduction dominates over electronic conduction. It also does not apply to some metals, such as beryllium or pure silver, which deviate from this.

Unsa ang Thermal Conductivity Values of Some Common Metals?

The thermal conductivity of metals varies widely depending on the type and purity of the metal. The table below shows some examples of thermal conductivity values for some common metals at room temperature (25°C).

Maghatag og tip ug pagsalig sa author
Gipareserbado
Unsa ang mga materyales sa pag-earth?
Unsa ang mga materyales sa pag-earth?
Mga Materyales sa PaghuhugisAng mga materyales sa paghuhugis mao ang mga materyales nga nagpadayon sa kuryente nga gamiton sa paghuhugis sa mga sistema ug aparato sa kuryente. Ang ilang pangunahon nga tungkohan mao ang paghatag og low-impedance nga ruta aron mapadali ang kuryente sa yuta, protektahan ang personal nga seguridad, protektahan ang mga aparato gikan sa overvoltage damage, ug panalipdan ang estabilidad sa sistema. Sumala ania ang pipila ka common nga klase sa mga materyales sa paghuhu
Encyclopedia
12/21/2024
Unsa ang mga rason sa excellent nga pagtahan sa mataas ug mababa nga temperatura sa silicone rubber?
Unsa ang mga rason sa excellent nga pagtahan sa mataas ug mababa nga temperatura sa silicone rubber?
Mga Rason sa Excellent nga Resistance sa Mataas ug Mababa nga Temperatura sa Silicone RubberAng Silicone rubber (Silicone Rubber) mao ang materyales nga polymer nga giprimahan sa siloxane (Si-O-Si) bonds. Iya nagpakita og outstanding resistance sa mataas ug mababa nga temperatura, nagsiguro sa flexibility sa ka-lamdag nga mababa nga temperatura ug nagsiguro sa prolonged exposure sa mataas nga temperatura bisan walay significant aging o performance degradation. Sumala sa uban, ang mga pangunahon
Encyclopedia
12/20/2024
Unsa ang mga katangian sa silicone rubber sa konteksto sa elektrikal nga insulasyon?
Unsa ang mga katangian sa silicone rubber sa konteksto sa elektrikal nga insulasyon?
Mga Katangian sa Silicone Rubber sa Electrical InsulationAng silicone rubber (Silicone Rubber, SI) adunay daghang unikong abilidad nga gigibitihon kini isip importante nga materyales sa aplikasyon sa electrical insulation sama sa composite insulators, cable accessories, ug seals. Ania ang mga key features sa silicone rubber sa electrical insulation:1. Excellent Hydrophobicity Katangian: Ang silicone rubber adunay natural nga hydrophobic properties, nga magpreventa sa tubig nga madikit sa iyang s
Encyclopedia
12/19/2024
Ang kalainan tali sa usa ka Tesla coil ug induction furnace
Ang kalainan tali sa usa ka Tesla coil ug induction furnace
Pagkakaiba sa pagitan sa Tesla Coil ug Induction FurnaceBagama ang Tesla coil ug ang induction furnace nagamit og electromagnetic principles, sila adunay dako nga pagkakaiba sa disenyo, working principles, ug mga aplikasyon. Ania ang detalyadong paghambing sa duha:1. Disenyo ug StrukturaTesla Coil:Basic Structure: Ang Tesla coil gisulayan sa primary coil (Primary Coil) ug secondary coil (Secondary Coil), kasagaran naglakip og resonant capacitor, spark gap, ug step-up transformer. Ang secondary c
Encyclopedia
12/12/2024
Inquiry
Pangutana
Pangutana sa IEE-Business Application
Pangita og mga equipment gamit ang IEE-Business app asa asa ug kailan man sugad og pagkuha og solusyon pagsulay sa mga eksperto ug pagpadayon sa industriya nga pakisayran suportahan ang imong proyekto sa kuryente ug negosyo
Metal Thermal Conductivity (W/m-K)
Silver 429
Copper 398
Gold 315
Aluminum 237