Hitaveðla Metalls: Hvordan Hiti Stræmir í gegnum Þýðandi Efnin
Hitastuflæði er eiginleiki sem mælir hversu vel efni getur flutt hita frá einum punkti til annars án þess að efnið færast sjálft. Það fer eftir mörgum þægindum eins og skipulag, samsetning og hitastig efnisins. Í þessu greinum munum við skoða hitastuflæði metala, sem eru fastefni með hátt elektríska og hitastuflæði, og hárþéttis.
Hvað er Metall?
Metall er skilgreint sem fast efni sem hefur kristalhlutverk, þar sem átóm eru raðað í reglulegt mynster. Átómum er á milli kjarna og ytri skjaldar af kernelektronum, sem eru sterklega bundin við kjarna. En sum af ytra elektrom eru óbundið og geta farið um allt efnið, sem myndar hafi af elektrom sem geta borið rafstraum og hitorku.
Metöl hafa mörg gagnlegt eiginleik, eins og mikil styrkur, dúktíð, malleability, ljóshöfnun og refleks. Þau eru líka góðir rafleiðarar og hita, sem þýðir að þau geta flutt þessa gerð orku hraðlega og hágildislega.
Hvernig Fer Hita Yfir í Metölum?
Hitahreyfing er ferli sem flutt hita frá svæði með hærra hitastigi til svæðis með lægri hitastig. Það eru þrjár aðal leiðir til hitahreyfingar: hitaleið, hitavega og geislun.
Hitaleið er leið hitahreyfingar sem gerist í fastefnum, þar sem hita fer í beinni sambandi milli átómanna eða molekúla. Hitavega er leið hitahreyfingar sem gerist í væskum (vökva eða loft), þar sem hita fer í gegnum hreyfingu væsku dulara. Geislun er leið hitahreyfingar sem gerist í gegnum geislar, eins og ljós eða infraröðu geislar.
Í metölum fer hitahreyfing fram að mestu hluta með hitaleið, vegna þess að metöl eru fastefni með mörg óbundið elektrom. Óbundið elektrom geta farið handahófskennt um allt efnið og krassað við önnur elektrom eða átóm, sem brota hreyfimengi og hita. Jo fleiri óbundið elektrom metall hefur, þe miður hitastuflæði það hefur.
Hvaða Þægindi Hafa áhrif á Hitastuflæði Metala?
Hitastuflæði metala fer eftir mörgum þægindum, eins og:
Tegund og fjöldi óbundið elektrom: Metöl með fleiri óbundið elektrom hafa hærra hitastuflæði vegna þess að þau geta borið meira hita. Til dæmis, silfur hefur hæsta hitastuflæði meðal metala, fylgt af kopar og gull.
Atómamassi og stærð: Metöl með tyngri og stærri atómum hafa lægra hitastuflæði vegna þess að þau veggja hægar og hæmma hreyfingu óbundið elektorm. Til dæmis, bleikur hefur lágt hitastuflæði meðal metala.
Kristalskipulag og villur: Metöl með reglulegra og þéttra kristalskipulag hafa hærra hitastuflæði vegna þess að þau hafa minna viðmót við hreyfingu elektorm. Til dæmis, metöl með teningskipulag hafa hærra hitastuflæði en metöl með sexhornsskipulag. Villur eins og órennsl, tómar pláss eða misstillingar geta líka lækkað hitastuflæði metala með því að skotta elektrom.
Hitastig: Hitastuflæði metala breytist með hitastigi á mismunandi máta eftir aðalferli hitahreyfingar. Fyrir renn metala og leysir, er hitahreyfing að mestu hluta vegna óbundið elektorm (elektrísk hitaleið). Sem hitastig stækkar, stækka bæði fjöldi óbundið elektorm og hnitakerfi. Þannig, hitastuflæði metala lækkar smávaranlega með stækkandi hitastigi. Fyrir öryggismikil og halfræn efni, er hitahreyfing að mestu hluti vegna hnitakerfa (hitavægaleið). Sem hitastig stækkar, stækka hnitakerfi mjög og skotta elektrom oftara. Þannig, hitastuflæði öryggismikila og halfræna efna stækkar hratt með stækkandi hitastigi.
Hvað er Wiedemann-Franz lögmál?
Wiedemann-Franz lögmál er tengsla sem tengir rafhlaupar og hitastuflæði metala við gefið hitastig. Það segir að:
σK=LT
Þar sem,
K er hitastuflæði í W/m-K
σ er rafhlaupar í S/m
L er Lorenz tölu, sem er fast tala jöfn 2.44 x 10^-8 W-ohm/K^2
T er absoluð hitastig í K
Þetta lögmál merkir að metöl sem hafa hátt rafhlaupar hafa líka hátt hitastuflæði vegna þess að bæði eiginleikar fara eftir óbundið elektrom. Það merkir líka að hlutfallið hitastuflæði við rafhlaupar er samhverft við hitastig metala.
En þetta lögmál hefur nokkrar takmarkanir. Það gildir aðeins fyrir renn metala og leysir við mjög hátt eða mjög lágt hitastig. Það gildir ekki fyrir öryggismikil eða halfræn efni, þar sem hitavægaleiður dominera yfir elektrísk hitaleið. Það gildir líka ekki fyrir nokkur metöl, eins og berillium eða renn silfur, sem brota af þessu.
Hverjar eru Gildi Hitastuflæðis Á Einfaldra Metala?
Hitastuflæði metala fer víðtæk eftir tegund og rennleika metalsins. Töflan neðan sýnir nokkur dæmi um gildi hitastuflæðis fyrir einfaldra metala við herbergistemp (25°C).
