Какова Связь Между Теплопроводностью И Удельной Теплоемкостью?
Они связаны тем, что оба они являются свойствами материала, которые относятся к теплу, но в остальном они полностью отделены.
Вместе они могут сказать вам, например, насколько горячим будет материал при контакте с другим куском материала при другой температуре, но с конечной массой. Тем не менее, то же самое можно сказать о площади контакта, массе каждого из тел, а также теплопроводности и удельной теплоемкости второго материала, не говоря уже об их индивидуальных начальных температурах.
Теплопроводность описывает скорость, с которой энергия будет передаваться через твердое тело с разностью температур на промежутке одного измерения, учитывая поперечное сечение, перпендикулярное этому размеру и длину пролета, а также саму площадь поперечного сечения. Когда это происходит, передача энергии называется передачей тепла, а энергия называется формой тепла.
Удельная теплоемкость относится к количеству энергии, которое должно быть передано (посредством любого режима теплопередачи, включая лучистую теплопередачу и принудительную и свободную конвекцию) любому количеству вещества в любом состоянии (жидкость, газ, твердое вещество и т.
Итак, один из них касается того, насколько легко тепло проходит через что-то твердое, а другой — насколько повышается температура, когда вы добавляете к нему тепловую энергию, для которой один метод будет проводящим, если материал является твердым.
Проще говоря, если вы говорите только о нагреве или охлаждении твердого тела: теплопроводность контролирует, как быстро он будет слышать, а удельная теплоемкость будет контролировать, насколько сильно он нагревается, для количества энергии, передаваемой в него посредством теплопередачи.
Электрическая аналогия может помочь. Рассмотрим схему с последовательно включенным резистором с конденсатором, подключенным к аккумулятору с помощью переключателя. Напряжение батареи сродни разнице температур. Ток эквивалентен скорости теплового потока. Заряд эквивалентен энергии. Сопротивление эквивалентно теплопроводности. Емкость равна обратному произведению массы на удельную теплоемкость.
Теплоемкость и теплопроводность — СтудИзба
Теплоемкость и теплопроводность.
Количество тепла, необходимое для нагревания 1 г воды на 1°С, называется удельной теплоемкостью Cp. В гидрологии теплоемкость обычно выражается в кал/(г*град).
Вода характеризуется наибольшей теплоемкостью по сравнению с другими жидкими и твердыми веществами, за исключением водорода и аммиака.
Благодаря большой теплоемкости воды суточные и сезонные изменения ее температуры оказываются менее значительными, чем изменение температуры воздуха, удельная теплоемкость которого в 4 раза меньше, чем теплоемкость воды.
Так же как и плотность, теплоемкость воды изменяется с температурой аномально: при 30°С она наименьшая — 0,9975 кал/(г*град) при 15 и 70°С равна 1,000, при 3,6 и 100°С возрастает до 1,0057; теплоемкость водяного пара при 100°С и давлении 760 мм равна 0,462, теплоемкость льда при 0°С — 0,485, а при 10°С — 0,444 кал/(г*град).
Передача тепла путем молекулярной теплопроводности состоит в том, что повышенные колебания молекул в более нагретых слоях постепенно передаются молекулам смежных слоев и таким образом энергия теплового движения постепенно передается от слоя к слою. В результате возникает поток тепла от более нагретых слоев к слоям с более низкой температурой.
В лекции «Испарение с болотных массивов.» также много полезной информации.
Характеристика молекулярной теплопередачи — коэффициент теплопроводностиводы(l) в кал/(см*с*град) при 0°С равен 0,001358 кал/(см*с*град). С повышением температуры он увеличивается и при температуре 20° С равен 0,00143 кал/(см*с*град).
Коэффициент теплопроводности чистого, лишенного пузырьков воздуха льда равен 0,0054 кал/(см*с*град). С понижением температуры теплопроводность льда несколько уменьшается.
Теплопроводность снега зависит в значительной мере от его плотности.
Зависимость коэффициента теплопроводности снега lсот его плотности может быть выражена в следующей форме:
lс = 0,0067rс2, где rс — плотность снега; lс — в кал/(см*с*град).
Удельная теплоемкость и теплопроводность — Энциклопедия по машиностроению XXL
Вследствие гетерогенности структуры асбофрикционных материалов наблюдается значительная дисперсия показателей.
Наибольшее значение коэффициента вариации имеют такие показатели, как предел прочности, поглощение ЖИДКИХ- сред, износ, а наименьшее — коэффициент трения, удельная теплоемкость и теплопроводность.
Удельная теплоемкость и теплопроводность большинства капельных жидкостей слабо зависят от температуры. Вязкость же капельных жидкостей с повышением температуры резко падает. Наиболее сильная температурная зависимость вязкости у масел, но и у воды она достаточно велика. С другой стороны, плотность жидкостей слабо зависит от температуры. Поэтому число Прандтля капельных жидкостей изменяется с температурой почти так же, как и вязкость. [c.308]
Стойкость к механической деструкции Удельная теплоемкость и теплопроводность Тепловое расширение
Удельная теплоемкость и теплопроводность Коэффициент теплового расширения Кислотное число [c.19]
УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
[c.
66]
Как известно, работа большинства видов электрических аппаратов, заполняемых жидкими диэлектриками, связана с выделением тепла. Для тепловых расчетов этих аппаратов, а также определения емкости охлаждающей системы необходимо располагать данными об удельной теплоемкости и теплопроводности жидких диэлектриков в диапазоне их рабочих температур.
ТАБЛИЦА 16 плотность, УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ НЕКОТОРЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ [c.21]
ТАБЛИЦА 1.7 плотность, УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ [c.22]
Однако свойства масла мало влияют на интенсивность отвода тепла, поскольку, как мы видели в гл. I, удельная теплоемкость и теплопроводность масел разных сортов различаются незначительно. [c.299]
Такие характеристики, как вязкость, плотность, удельная теплоемкость и теплопроводность, используются во всех приведенных в книгах методиках и расчетах, поэтому именно они будут рассмотрены наиболее подробно.
Из тепловых свойств жидкости для инженера-гидравлика наибольший интерес представляют только два — удельная теплоемкость и теплопроводность. [c.50]
Повышение температуры масла получается столь значительным, что уже нельзя не учитывать зависимость коэффициента вязкости от температуры (из табл. 7.7 следует, что при изменении температуры от 20 до 60°С вязкость меняется более чем в 10 раз) при этом изменение удельной теплоемкости и теплопроводности масла незначительно и эти величины в первом приближении можно считать постоянными. [c.274]
Численные результаты о влиянии термомеханической связности, физической нелинейности и зависящих от температуры удельной теплоемкости и теплопроводности на решение нашей задачи для полуплоскости представлены на рис. 20.5—20.12.
Рис. 20.9. Температура связанного полупространства с зависящими от температуры удельной теплоемкостью и теплопроводностью при г = 1. 0 для
|
В табл. 25 приведены данные об удельной теплоемкости и теплопроводности некоторых веществ, в прежних единицах и в единицах СИ. [c.158]
Удельная теплоемкость и теплопроводность некоторых веществ в прежних единицах и единицах СИ [c.161]
В теории Шмидта физические свойства рабочего тела не рассматриваются, за исключением идеального газа, подчиняющегося характеристическому газовому уравнению состояния рУ — ЯТ. Допущения, на которых основана теория Шмидта, подразумевают использование идеализированного рабочего тела со свойствами, не встречающимися в природе. Предположение об отсутствии гидравлического сопротивления осуществимо только в том случае, если рабочее тело имеет нулевую вязкость.
Здесь X, у — координаты, направленные вдоль поверхности, обтекаемой жидкостью, и по нормали к ней р, Я, Ср, р, — плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость и динамическая вязкость жидкости Ят, Рт — коэффициенты тур- булентного переноса теплоты и количества движения Т — осредненная во времени температура и, у — проекции вектора осредненной во времени скорости потока на координатные оси х я у соответственно и — скорость жидкости за пределами пограничного слоя.
В приведенных соотношениях приняты обозначения у — координата t — время Т у, t) — переменная температура пластины Го — начальная температура пластины — температура обтекающей пластину среды р, с, i — плотность, удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности материала пластины а — коэффициент теплоотдачи.
Приведем задачу к безразмерному виду, для чего введем переменные
Следует помнить, что средняя удельная теплоемкость и коэффициент теплопроводности являются переменными величинами, зависят от температуры, сорта масел и др. Однако в современных инженерных расчетах небольшие изменения этих параметров не учитываются и они принимаются постоянными. [c.140]
Рассмотрим случай, когда расчетная точка окружена со всех сторон однородной твердой средой. Процесс распространения тепла определяется численными значениями трех параметров коэффициента теплопроводности, удельной теплоемкости и плотности. Плотность изменяется незначительно и во всех дальнейших рассуждениях считается постоянной. Коэффициент теплопроводности [c.219]
У циркония — низкие теплопроводность и удельная теплоемкость и малый коэффициент термического линейного расширения.
[c.326]Частные производные в формуле (142) определяются из формулы (141). В качестве определяющего размера рассматриваемой геометрической системы принят диаметр поверхности трения тормозного шкива ё. Величины физических параметров, входящих в систему дифференциальных уравнений (коэффициенты теплопроводности и температуропроводности), удельная теплоемкость и удельные веса элементов трущихся пар тормозов приведены в табл. 95. При изменении температуры в достаточно узких пределах эти величины, характеризующие свойства твердых тел, можно считать постоянными для всех точек тела [217]. [c.604]
В табл. 13.3 приведены удельная теплоемкость и удельная теплопроводность некоторых материалов в единицах, применявшихся в СССР до 1 января 1980 г., в в единицах СИ (см. гл. 1). [c.302]
Зависимость теплоемкости и теплопроводности карбидов от температуры, а также их коэффициенты термического линейного расширения и удельного электросопротивления приведены в табл.
13—16. Карбиды переходных металлов лучше других тугоплавких соединений ведут себя в условиях эксплуатации при высоких температурах в вакууме. Об этом свидетельствуют более низкие значения скорости испарения и давление диссоциации металла над карбидом (табл. 17) [16], Карбиды, относящиеся к фазам внедрения, при испарении диссоциируют на металлы и углерод (например, карбиды титана, циркония, ниобия, тантала и др.). Испарение карбида хрома, в отличие от перечисленных карбидов, носит ступенчатый характер — при
[c.419]
Из этого уравнения следует, что теплопроводность жидкостей увеличивается с увеличением плотности, удельной теплоемкости и уменьшается с увеличением молекулярного веса. Уравнение 1-5 Предводителева — Варгафтика хорошо согласуется с опытными данными как для однородных жидкостей, так и для жидкостей сложного химического состава и нефтепродуктов, имеющих молекулярный вес Л1значениям коэффициента теплопроводности и плотности из соотношения
[c.
13]
Коэффициент температуропроводности а является основным тепловым параметром для процессов теплопроводности при не установившемся во времени режиме. В этом случае наряду с коэффициентом теплопроводности на распределение температуры в теле существенное влияние оказывают удельная теплоемкость и плот- [c.15]
Широкое применение в герметизированных электрических установках получили электроотрицательные газы и прежде всего элегаз. Электрическая прочность элегаза при давлении 0,3—0,4 МПа такая же, как у азота при давлении 1,0—1,5 МПа. Несмотря на невысокие значения удельной теплоемкости и теплопроводности (табл. 2-1), элегаз обладает высокими теплопередающими свойствами. Это объясняется, во-первых, тем, что в газах перенос тепловой энергии осуществляется в результате теплопроводности, конвекции и теплового излучения. Поэтому эквивалентный коэффициент теплопроводности А,э будет значительно больше коэффициента X,, учитывающего только теплопроводность газа.
Эквивалентный коэффициент теплопроводности газа зависит от его состояния — температуры, давления, толщины газового промежутка. ВоЧвторых, как известно, количество отводимой теплоты пропорционально произведению удельной теплоемкости газа на его плотность.
[c.91]
ЗдеЪь и выше t, — соответственно текущая, начальная и граничная температуры р, а, Ср, X — плотность, температуропроводность, удельная теплоемкость и теплопроводность жидкости Ф — диссипативная функция р — давление дК— боковая поверхность канала К, а — коэффициент теплоотдачи на стенке канала. [c.546]
На рис. 20.9 и 20.10 показано влияние на поведение материала зави-сяшцх от температуры коэффициентов удельной теплоемкости и теплопроводности для материалов с O = 1.0 и = Aig = О при кусочно-линейном нагреве, для o = -О. Ради простоты предполагается, что удельная теплоемкость меняется при изменении температуры в каждом отдельном узле и имеет вид [c.423]
Для пересчета в единицы СИ приведены таблицы переводных множителей для единиц длины — табл.
IX, для единиц времени, площади, объема — табл. X, для единиц массы, плотности, удельного веса, силы — табл. XI для единиц давления, работы, энергии, количества теплоты — табл. XII для единиц мощности, теплового потока, теплоемкости, энтропии, удельной теплоемкости и удельной энтропии — табл. XIII для единиц плотности теплового потока, коэффициентов теплообмена (теплоотдачи) и теплопередачи, коэффициентов теплопроводности, температуропроводности и температурного градиента — табл. XIV.
[c.12]
Стальной слиток, имеющий форму параллелепипеда разммами 200 X 400 X X 600 мм, помещен в печь, где температура = 00 С. Определить темпера-ратуру слитка через 2 ч после егс загрузки в печь, если начальная темпе-рату слитка = 20 °С. Коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность стали соответственно равны Я. = 45,4 Вт/(м. К), с = = 0,502 кДж/(кг К), р= 7800 кг/м , а коэффициент теплоотдачи к поверхности слитка а = 25 Вт/(м К). [c.186]
В ряде конструкций авиатормозов металлические диски изготовляют из бора или бериллия.
Благодаря малому удельному весу, высокой удельной теплоемкости, хорошей теплопроводности и высокой температуре плавления при этом получается выигрыш в весе до 75—77% по сравнению с медными или стальными дисками. Диски из бора должны быть армированы, так как этот металл имеет недостаточную механическую прочность. В случае применения бериллия на диск насаживается стальной бандаж, а в центр запрессовывается стальная втулка.
[c.251]I, — 2. Малый коэффициент теплового расширения, высокая теплопроводность, низкая удельная теплоемкость и малый коэффициент трения — эти свойства определяют весьма выгодные условия работы алмаза с точки зрения тепловой напряженности. Теплопроводность алмаза в 5 раз выше, чем теплопроводность твердого сплава Т15К6, а коэффициент линейного расширения в 8—И раз меньше, чем для быстрорежущей стали, [c.57]
Теплоемкость и теплопроводность жидкостей — Энциклопедия по машиностроению XXL
Теплоемкость и теплопроводность жидкостей.
Для поглощения, рассеивания и отвода из гидросистемы тепла, выделяющегося при ее работе, необходимо чтобы жидкости обладали высокими теплоемкостью и теплопроводностью. В частности удаление тепла из мест его образования в гидросистеме во многом зависит от значения коэффициента теплопроводности жидкости, характеризующего ее свойство проводить тепло. Теплопроводность имеет большое значение при расчете теплообменников, а также во всех случаях, когда необходимо учитывать из.менение температуры жидкости и агрегатов гидросистемы.
[c.25]
ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ 85 [c.85]
Изложен метод расчета термодинамических и теплофизических характеристик кремнийорганических соединений, основанный на принципах термодинамического подобия. Обобщены экспериментальные данные, приведены методики расчета критических параметров веществ и графики универсальных функций. Табулированы значения упругости пара, орто-барической плотности жидкости и пара, кинематической вязкости, теплоемкости и теплопроводности жидкости, поверхностного натяжения и теплоты преобразования в широком интервале температур и давлений для двухсот наиболее широко используемых соединений.
[c.192]
Использование низкозамерзающих этиленгликолевых жидкостей (антифризов) в системе охлаждения наряду с преимуществами (низкая температура замерзания, высокая температура кипения, высокие теплоемкость и теплопроводность, жидкость негорюча и при замерзании увеличивается в объеме всего на 0,2…0,3 %) имеет и существенный недостаток — токсичность. Проникновение антифриза в организм человека вызывает тяжелые отравления. [c.131]
Как видно из уравнения(10.68), скорость роста пузырей увеличивается с ростом плотности, теплоемкости и теплопроводности жидкости, температуры перегрева и уменьшается с ростом угла смачивания, поверхностного натяжения, плотности пара (давления) и теплоты парообразования. Поэтому в условиях разрежения наблюдается существенное увеличение роста паровых пузырей и более быстрый переход к пленочному режиму кипения, т.е. ухудшение условий охлаждения. С другой стороны, при отсутствии центров парообразования перегрев может достигать порядка нескольких десятков градусов (например, при кипении на гладкой стеклянной поверхности).
>
[c.520]
Теплоемкость и теплопроводность рабочих жидкостей определяет процессы охлаждения за счет рассеивания тепла. Теплоемкость масла может быть определена по формуле [c.17]
Опыт показывает, что коэффициент теплоотдачи в наибольшей мере зависит от скорости набегающего потока, плотности и теплопроводности и в меньшей степени от теплоемкости и вязкости жидкости. Кроме того, коэффициент теплоотдачи существенно зависит от температуры жидкости, температурного напора и направления теплового потока. При нагревании капельной жидкости значение коэффициента теплоотдачи всегда выше, чем при охлаждении. [c.96]
Удельная теплоемкость и теплопроводность большинства капельных жидкостей слабо зависят от температуры. Вязкость же капельных жидкостей с повышением температуры резко падает. Наиболее сильная температурная зависимость вязкости у масел, но и у воды она достаточно велика. С другой стороны, плотность жидкостей слабо зависит от температуры. Поэтому число Прандтля капельных жидкостей изменяется с температурой почти так же, как и вязкость. [c.308]
Величина теплоемкости и теплопроводности применяемой жидкости влияет на размеры поверхностей холодильных устройств. [c.319]
Для обеспечения отвода из гидросистемы тепла, выделяющегося при ее работе, а также для рассеивания тепла необходимо, чтобы жидкости обладали определенным значением теплоемкости и теплопроводности. [c.85]
К п е р в о й группе относятся жидкости с малой вязкостью, большой теплоемкостью и теплопроводностью. Сюда относятся водные растворы минеральных электролитов и водные эмульсии. Ввиду их большой теплоемкости они применяются в тех случаях, когда основной целью является охлаждающее действие—для повышения стойкости режущего инструмента (например, при обдирочных работах, когда имеет место большое тепловыделение и чистота обработанной поверхности не имеет особого значения). [c.75]
Для установления связи между функциями и, V, ш, р, р, Т, р, Ср, X механика жидкости и газа дает четыре уравнения, из которых три выражают закон сохранения импульса и одно — уравнение неразрывности — выражает закон сохранения массы вещества. Из термодинамики используются недостающие пять уравнений уравнение состояния, связывающее давление, плотность и температуру жидкости уравнение, устанавливающее зависимость вязкости от температуры уравнение энергии, выражающее закон сохранения энергии, и уравнения, устанавливающие зависимость теплоемкости и теплопроводности от температуры. [c.8]
К первой группе относятся жидкости с малой вязкостью и большой теплоемкостью и теплопроводностью, т. е. водные растворы и эмульсии, применяемые при обдирочных работах, когда к чистоте поверхности не предъявляются высокие требования. [c.554]
К группе охлаждающих относятся жидкости с малой вязкостью и большой теплоемкостью и теплопроводностью, т. е. водные растворы и эмульсии, применяемые при обдирочных работах, когда к чистоте поверхности не предъявляются высокие требования. Наиболее сильным охлаждающим действием обладает вода. Для предохранения станков от коррозии применяют противокоррозионные вещества — ингибиторы коррозии соду, буру, тринатрийфосфат, нитрит натрия и др. [c.324]
Смазывающе-охлаждающие жидкости не только способствуют уменьшению тепловыделения (за счет облегчения процесса стружкообразования и уменьшения трения), но поглощают и отводят часть выделенного тепла, снижая тем самым температуру резания (фиг. 105). При этом чем выше теплоемкость и теплопроводность смазывающе-охлаждающей жидкости, тем выше эффект охлаждения. [c.142]
Рабочая амортизаторная жидкость должна обладать определенной теплоемкостью и теплопроводностью. [c.67]
ТАБЛИЦА 1.7 плотность, УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ЖИДКОСТЕЙ [c.22]
Некоторые охлаждающие жидкости образуют на обрабатываемой поверхности окисные пленки, предохраняющие металл от коррозии. Для тех операций, где охлаждение инструмента и деталей является главной задачей, следует применять водные эмульсии, так как вода имеет по сравнению с маслами наилучшую теплоемкость и теплопроводность, благодаря которым водные эмульсии хорошо отводят тепло. Например, при шлифовании важнее обеспечить охлаждение, а не смазывание, поэтому здесь всегда применяются водные растворы и эмульсии. Специальные охлаждающие масла и их смеси используют там, где необходимо в первую очередь обеспечить смазку режущего инструмента, облегчить процесс снятия стружки и получить хорошую чистоту поверхности. Отвод тепла, образующегося при резании, увеличивает стойкость инструмента, но это не является главным. Типичным примером таких операций служат зуборезные работы. [c.232]
Из тепловых свойств жидкости для инженера-гидравлика наибольший интерес представляют только два — удельная теплоемкость и теплопроводность. [c.50]
СОЖ должны обладать высокими охлаждающими, смазывающими, антикоррозионными свойствами и быть безвредными для работающего. Все применяемые жидкости можно разбить на две основные группы — охлаждающие и смазочные. К первой группе относят водные растворы и эмульсии, обладающие большой теплоемкостью и теплопроводностью. Широко распространены водные эмульсии (цвета [c.129]
Учет зависимости теплоемкости и теплопроводности от температуры. Рассмот рим нагревание пластины, помещенной в поток жидкости. Пластина выполнена и материала, теплоемкость и теплопроводность которого зависят от температурь Су = Су ( ) и Я = Я (/). Нестационарное поле температуры в этой пластине описы вается следующими уравнениями [c.224]
Коэффициент теплоотдачи в жидкость аж возрастает также и с повышением теплоемкости и теплопроводности охладителя, и это играет далеко не последнюю роль в выборе охлаждающего агента. В этом смысле уникальными свойствами обладает жидкий водород. Поэтому он и используется как охладитель в современных кислородно-водородных двигателях. [c.191]
Теплоемкость и теплопроводность рабочей жидкости [c.42]
Из тепловых свойств жидкости наибольшее практическое значение имеют удельная теплоемкость и теплопроводность. [c.10]
Плотность покрытия и микроскопические свойства напыленного слоя зависят также от вязкости, теплоемкости и теплопроводности расплавленного материала покрытия и в сильной мере от теплопроводности подложки, поскольку именно она определяет возможность течения перед затвердеванием. Если вязкость капли мала, отдельные частицы лучше смешиваются друг с другом, образуя плотные покрытия. Если жидкость более вязкая, течение затрудняется и не происходит заполнения микронеровностей. Качество покрытия определяется также массой подложки и теплопроводностью материала подложки. При высокой теплопроводности под- [c.110]
Отметим для полноты, что температурная зависимость теплопроводности и вязкости жидкостей, а также теплопроводности твердых тел носит прямо противоположный характер. При увеличении температуры все эти коэффициенты уменьшаются. Для теплопроводности твердого тела это справедливо, впрочем, лишь при не слишком низких температурах, когда его теплоемкость остается практически [c.201]
Для смеси термодинамически подобных веществ (газов и жидкостей), имеющих не сильно различающиеся значения константы а Ван-дер-Ваальса, примерно одинаковые значения мольной теплоемкости Ср , о и близкие значения критической температуры, вязкость и теплопроводность смеси могут вычисляться по формулам [c.208]
Здесь X, у — координаты, направленные вдоль поверхности, обтекаемой жидкостью, и по нормали к ней р, Я, Ср, р, — плотность, теплопроводность, удельная теплоемкость и динамическая вязкость жидкости Ят, Рт — коэффициенты тур- булентного переноса теплоты и количества движения Т — осредненная во времени температура и, у — проекции вектора осредненной во времени скорости потока на координатные оси х я у соответственно и — скорость жидкости за пределами пограничного слоя. [c.67]
Теплоемкость и теплопроводность жидкости арохлор-1248 [Л. 3-28] [c.123]
ЗдеЪь и выше t, — соответственно текущая, начальная и граничная температуры р, а, Ср, X — плотность, температуропроводность, удельная теплоемкость и теплопроводность жидкости Ф — диссипативная функция р — давление дК— боковая поверхность канала К, а — коэффициент теплоотдачи на стенке канала. [c.546]
Мы не располагали никакой достаточно надежной жидкостью, кроме воды, и были вынуждены остановиться на ней, хотя это и было невыгодно по причине большой теплоемкости и теплопроводности воды, близкой к теплопроводности самих стеклянных стенок бикалориметра. Вода была дестиллирована и хорошо прокипячена, что позволяло считать ее в достаточной мере обезгаженной. Опыт мы вели в водяной, энергично перемешиваемой ванне при = к 20 С. При этой температуре с точностью до 2—3% Лоод = 0,5 шал1м1час1град. Опыт дал /и =33,3 час- . [c.391]
Высококачественный материал МИХМ-ИМАШ для измерений методом замораживания получается в две стадии как комбинации двух типов полимеров, вошедших в химическое соединение друг с другом ( привитые полимеры). На первой стадии за счет реакции г.оликонденсации с выделением воды получается полупродукт, представляющий собой сложный полиэфир на основе двухатомного спирта (диэтиленгликоль) и сабациновой и малеиновой кислот. Полученные непредельные полиэфиры имеют линейное строение с малым молекулярным весом и поэтому получаются с консистенцией вязкой жидкости. На второй стадии проводится процесс цепной полимеризации мономеров винильного типа (стирол, метилметакрилат) совместно с полиэфирами. Цепи, полученные из винильных мономеров, присоединяются к цепям полиэфиров ( прививка ) и образуют на заключительной стадии пространственную сетчатую структуру. Так формируется сплошной однородный блок нерастворимого продукта. В начале образования сетчатой структуры вся масса теряет свою текучесть (образование студня ). С этого момента в блоке возникают напряжения, связанные с усадкой, а также возможными местными перегревами (реакция идет с выделением тепла, а теплоемкость и теплопроводность массы — невелики). [c.189]
Состояние метрологической базы в области теплофизических измерений не отвечает современному уровню исследований. Наиболее существенные достижения имеются по созданию эталонных средств и выполненным измерениям энтальпии твердых веществ до 2000° С (Харьковский государственный научно-исследовательский институт метрологии, Свердловский филиал ВНИИМ), СО теплопроводности (полиметилметакрилат), применяемый для температуры до 100° С (ВНИИМ), получают все предприятия и лаборатории, завершены обобщения по теплопроводности и теплоемкости плавленого кварца (ВНИИМ), ГССД в области теплофизики, возглавляемая ВНИИФТРИ, завершает организационный период, здесь начинается планомерная работа. Создаются эталонные установки по измерению истинной теплоемкости и теплопроводности до 800° С (ВНИИМ), проводятся первые работы по созданию образцовых средств для измерения теплопроводности жидкостей (Тбилисский филиал ВНИИМ), выполняется большой комплекс работ по созданию новых средств измерений теплофизических свойств во ВНИИФТРИ. Однако метрологические работы по методам и средствам измерений тепловых характеристик жидкостей и газов проводятся только в неметрологических организациях. По-види-мому, еще не выработались общие требования к метрологическому обслуживанию. [c.8]
При обработке металлов применяют различные смазочно-охлаждающие жидкости, они смазывают и охлаждают инструмент и обрабатываемую деталь, снижают трение и усилие резания и способствуют получению лучшей чистоты поверхности. К ним относятся водные эмульсии из эмульсолов и паст минеральные масла, активированные различными химически активными присадками охлаждающие смеси различных составов. Для тех операций, где охлаждение инструмента и деталей является главной задачей, следует применять водные эмульсии, так как вода имеет по сравнению с маслами наилучщую теплоемкость и теплопроводность, благодаря которым водные эмульсии хорощо отводят тепло. Например, при щлифовании важнее обеспечить охлаждение, а не смазывание, поэтому здесь всегда применяются водные растворы и эмульсии. Специальные охлаждающие мас Га и их смеси используют там, где необходимо в первую очередь обеспечить смазку режущего инструмента, облегчить процесс снятия стружки и получить хорощую чистоту поверхности. Отвод тепла, образующегося при резании, увеличивает стойкость инструмента, но это не является главным. Типичным примером таких операций служат зуборезные работы. [c.134]
Отметим, что тсплофпзи юские свойства фаз (поверхностное натяжение, плотность и вязкость жидкости, теплопроводность, теплоемкость п плотность газа) влияют на процесс через четыре безразмерных параметра I, pti h (см. (6.4.6)) п 2. Внешние массовые сплы входят в уравиепие через параметр g. [c.53]
Теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность — Справочник химика 21
К физическим свойствам относятся истинная и кажущаяся плотность, пористость, электросопротивление, тепловые свойства ( теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность). [c.166]Элементы теории теплопроводности теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность. Определения, единицы измерения. Закон теплопроводности (Фурье). [c.375]
Элементы теории теплопроводности теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность. Определения, единицы измерения. [c.375]
ВНИХИ по теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности некоторых пищевых продуктов приведены в табл. 158. [c.314]
Теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность жидких топлив [c.73]
Теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность золы и золовых отложений при сжигании жидких топлив приближенно могут быть определены, как и для твердых топлив, если известны составы веществ. [c.78]
Исследования температуропроводности и теплопроводности проводились в интервале температур 0-1000 °С с ошибкой измерений 6-8 %. При необходимости по приведенным соотношениям теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность можно приближенно определить и для более высоких температур. [c.85]
Плотность, теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность топлив и их зол [c.96]
Определение теплофизических и электрических характеристик. В работе [351] исследовано изменение теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности при формировании покрытий из ПН-Ь Изучена также [321] зависимость удельной теплоемкости полиэфирных смол от глубины отверждения. [c.120]
Изменения теплофизических свойств продуктов. С фазовым превращением воды в лед связано изменение теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности продуктов. Также как и количество вымороженной воды, теплофизические свойства могут быть представлены как функции температуры при замораживании. [c.91]
Полная удельная теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность говяжьего мяса при различных температурах [c.54]
Основными тепловыми характеристиками углей являются их теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность. [c.16]
Теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность [c.235]
В табл. 9-12—9-14 приведены теплоемкость, теплопроводность и температуропроводность. [c.235]
Тетофизические свойства, характеризующие буровой раствор как теплоноситель, а также способность его охлаждать (профе-вать) инструмент и стенки скважины. Основными показателями теплофизических свойств являются коэффициенты теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности. [c.41]
Эталонные вещества. Термоинертные в исследуемом температурном интервале вещества, часто называемые эталонными, в идеальном случае должны иметь такие же величины удельной теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности, как и исследуемый образец. Однако практически это почти невозможно. Поэтому для того чтобы тепловые характеристики образца и эталона были близки, последний разбавляют каким-либо другим термоинертным веществом, не реагирующим с основным эталонным веществом. [c.22]
Тем не менее, вопросы эти мало изучены, что в большой мере связано с трудностями физической трактовки теплового состояния столь сложных систем, как буровые растворы, которые нельзя отождествлять ни с механическими смесями, ни с истинными растворами, теплофизические закономерности которых известны. Немногочисленные литературные данные относятся только к теплоемкости, не рассматривают другие тепловые свойства и в ряде отношений сомнительны. В связи с этим во ВНИИБТ проводились исследования основных теплофизических свойств — теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности [16, 23]. [c.313]
Тенлофизические свойства буровых растворов и скорость омы-в ия поверхностей трения определяют их охлаждающую способность, препятствующую преждевременному износу бурильного инструмента. Как указывалось, на поверхности шарошек контактные температуры могут достигать 800—1200° С и более. Местные разо-гревы повышают твердость и абразивность пород, температуру раствора, скорости вращения и удельные нагрузки на долото. В обратном направлении действует снижение этих факторов, а также увеличение скорости омывания, теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности растворов и их смазочной способности [1]. [c.319]
Важнейшие процессы технологической переработки ископаемых топлив связаны с применением тепла. Отсюда ясно значение основных теплофизических свойств исходного сырья (ископаемого топлив а) и продуктов его термической переработки. Основными теплофизическими свойствами, имеюшими большое техническое значение, являются коэффициенты теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности. [c.167]
Расчетные данные о полной удельной теплоемкости, теплопроводности и температуропроводности говяжьего мяса, полученные с помощью приведенных выше формул, представ,лепы в табл. 9. [c.53]
17. Теплоемкость и теплопроводность металлов и сплавов
17. Теплоемкость и теплопроводность металлов и сплавов
Теплоемкость – это способность вещества поглощать теплоту при нагреве. Ее характеристикой является удельная теплоемкость – количество энергии, поглощаемой единицей массы при нагреве на один градус. От величины теплопроводности зависит возможность появления трещин в металле. Если теплопроводность низкая, то риск возникновения трещин увеличивается. Так, легированные стали имеют теплопроводность, которая в пять раз меньше, чем теплопроводность меди и алюминия. Размер теплоемкости влияет на уровень расходуемого топлива на нагрев заготовки до определенной температуры.
У металлических сплавов удельная теплоемкость находится в пределах 100-2000 Дж/(кг*К). У большинства металлов теплоемкость составляет 300–400 Дж/(кг*К). Теплоемкость металлических материалов растет с повышением температуры. Полимерные материалы, как правило, имеют удельную теплоемкость 1000 Дж/(кг?К) и более.
Электрические свойства материалов характеризуются наличием носителей зарядов электронов или ионов и свободой их передвижения под действием электрического поля.
Высокие энергии ковалентной и ионной связи сообщают материалам с этими типами связи свойства диэлектрика. Их слабая электрическая проводимость обусловлена влиянием примесей, причем под влиянием влаги, образующей с примесями проводящие растворы, электропроводность таких материалов возрастает.
Материалы с разными типами связи имеют различные температурные коэффициенты электросопротивления: у металлов он положителен, у материалов с ковалентным и ионным типом связи – отрицателен. При нагреве металлов концентрация носителей зарядов – электронов не увеличивается, а сопротивление их движению возрастает из-за увеличения амплитуд колебаний атомов. В материалах с ковалентной или ионной связью при нагреве концентрация носителей зарядов повышается настолько, что нейтрализуется влияние помех от увеличения колебаний атомов.
Теплопроводностью называется перенос тепловой энергии в твердых телах, жидкостях и газах при макроскопической неподвижности частиц. Перенос теплоты происходит от более горячих частиц к холодным и подчиняется закону Фурье.
Теплопроводность зависит от типа межатомной связи, температуры, химического состава и структуры материала. Теплота в твердых телах переносится электронами и фононами.
Механизм передачи теплоты, в первую очередь, определяется типом связи: в металлах теплоту переносят электроны; в материалах с ковалентным или ионным типом связи – фононы. Самым теплопроводным является алмаз. В полупроводниках при весьма незначительной концентрации носителей заряда теплопроводность17б осуществляется в основном фононами. Чем совершеннее кристаллы, тем выше их теплопроводность. Монокристаллы лучше проводят теплоту, чем поликристаллы, так как границы зерен и другие дефекты кристаллической структуры рассеивают фононы и увеличивают электросопротивление. Кристаллическая решетка создает периодическое энергетическое пространство, в котором передача теплоты электронами или фононами облегчена по сравнению с аморфным состоянием.
Чем больше примесей содержит металл, мельче зерна и больше искажена кристаллическая решетка, тем меньше теплопроводность. Чем больше размеры зерен, тем выше теплопроводность. Легирование вносит искажение в кристаллические решетки твердых растворов и понижает теплопроводность по сравнению с чистым металлом – основой сплава. Структурные составляющие, представляющие дисперсные смеси нескольких фаз (эвтектики, эвтектоиды), снижают теплопроводность. Структуры с равномерным распределением частиц фаз имеют меньшую теплопроводность, чем основа сплава. Предельным видом подобной структуры является пористый материал. По сравнению с твердыми телами газы являются теплоизоляторами.
Графит имеет высокую теплопроводность. При передаче теплоты параллельно слоям атомов углерода базисной плоскости теплопроводность графита превышает теплопроводность меди более чем в 2 раза
Разветвленные пластины графита в сером чугуне имеют структуру монокристалла, и поэтому он имеет высокую теплопроводность. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом при той же объемной доле графита имеет теплопроводность 25…40 Вт/м*К, что почти вдвое меньше по сравнению с серым чугуном.
При нагреве теплопроводности сталей разных классов сближаются. Стекло имеет низкую теплопроводность. Полимерные материалы плохо проводят теплоту, теплопроводность большинства термопластов не превышает 1,5 Вт/(мОК).
Теплопроводность может меняться также, как и электропроводность в случае, если электронная теплопроводность металла составляет l e. Тогда любые изменения, происходящие в химическом и фазовом составе и структуре сплава влияют на теплопроводность также, как и на электропроводность (по правилу Видемана-Франца).
При отдалении состава сплава от чистых компонентов происходит понижение теплопроводности. Исключение составляют, например, медно-никелевые сплавы, в которых происходят обратные явления.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРесТеплопроводность и теплоемкость жидкостей —
Для поглощения и удаления из гидросистемы выделяющегося при ее работе тепла и его рассеивания необходимо, чтобы жидкости обладали высокими показателями теплоемкости и теплопроводности.
Теплопроводность жидкостей — это количество тепла в калориях, которое проходит в 1 сек через 1 см2 слоя толщиной 1 см. Теплопроводность обычно выражается в ккал/см∙ ч град или кал/см, сек. град.
Значение коэффициента теплопроводности определяется
ккал/см ∙сек ∙град,
где а — коэффициент, зависящий от марки жидкости; для минеральных масел а ≈ 0,00027 ÷ 0,0003
Минеральные масла являются плохим проводником тепла и уступают воде и жидкостям на водной основе, теплопроводность которых примерно в 5 раз выше теплопроводности масел.
Для большинства нефтепродуктов теплопроводность составляет примерно (4,0 — 4,8) -10-6 ккал/см- сек- град.
Значения коэффициентов теплопроводности в ккал/см • сек • град (10-4) некоторых жидкостей приведены следующие
Вода при температуре в °С:
100С ………….14,7 Минеральное масло при 150 С ………3,24
500С …………..15,4 Касторовое масло при 200 С…….……4,32
800С ……….…16,0 Глицерин при 200 С ………..…………6,8
Коэффициент теплопроводности воздуха при 0° С составляет 1,44 ∙10-6 ккал/см -сек. град
Теплопроводность жидкостей уменьшается с повышением температуры. В частности зависимость коэффициента теплопроводности минеральных масел от температуры имеет вид
ккал/см ∙ сек ∙ град
Для индустриальных масел а = 3-10-4; b = 1,25∙10-2; для машинных масел а — 2,7-10-4; b = 10-2.
Не менее важным параметром является теплоемкость жидкостей [количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы веса на 1° С (ккал/кг)], от значения которой зависит интенсивность повышения температуры.
Коэффициент теплоемкости нефтепродуктов определяется по приближенному эмпирическому выражению
ккал/кг
где t – температура масла в 0С;
γ15 – объемный вес масла при 150 С в кг/л
Для распространенных жидкостей средняя удельная теплоемкость в ккал/кг ∙ град в интервале температур от 0 до 1000 С:
Минеральное масло……………………………0,45 – 0,50
Керосин………………….…………………………0,50
Глицерин….………………………………………..0,57
Жидкость на водной основе (при t = 250 С)………0,72
Для рабочих жидкостей минерального происхождения средняя удельная теплоемкость при температуре от 0 до 1000 С может быть принята равной 0,45 ккал/кг ∙ град.
У большинства реальных жидкостей и газов удельная теплоемкость повышается с увеличением температуры, причем эти изменения для газов существенны, а для жидкостей незначительны, поскольку модуль объемной упругости велик.
Теплоемкость смеси минеральных масел может быть приближенно определена по выражению
где Сс – теплоемкость смеси;
С1 и С2 – теплоемкость отдельных компонентов смеси;
m 1 и m2 – весовые количества компонентов.
2.3.18. Характеристики масел, применяемых в гидросистемах, представлены в таблицах 2, 3.
Таблица 2
Марка масла и ГОСТ | Вязкость при 500С | Температура в 0С | Пределы рабочих температур в 0С | Объемный вес в кГ/м3 | ||
в ccm | в 0Е | застывания | вспышки | |||
Индустриальное 12 (веретенное 2), ГОСТ 1707-51.. Индустриальное 20 (веретенное 3), ГОСТ 1707-51.. Индустриальное 20 (веретенное 3), ГОСТ 1707-51.. МС-22, ГОСТ 1013-49 МС-20 ГОСТ 1013-49 Индустриальное 45 (машинное С), ГОСТ 1707-51……. Индустриальное 50 (машинное СУ), ГОСТ 1707-51……. Турбинное 22 (турбинное Л) ГОСТ 32-53….. Турбинное 30 (турбинное УТ) ГОСТ 32-53….. Турбинное 46 (турбинное Т) ГОСТ 32-53….. Турбинное 57 ГОСТ 32-53….. Велосит Л, ГОСТ 1840-51…
Вазелиновое Т, ГОСТ 1642-50…
Веретенное АУ, ГОСТ 1642-50
Трансформаторное, ГОСТ 982-56……….
МК-8, ГОСТ 6457-66 |
10-14
17-23
27-33
22
20
38-52
42-58
20-23
28-32
44-48
55-59
4-5,1
5,1-8,5
12-14
9,6
8,6 |
1,86-2,26
2,6-3,31
3,81-4,59
3,1
2,8
5,74-7,07
5,76-7,76
2,9-3,2
3,9-4,4
6,0-6,5
7,5-7,9
1,3-1,4
1,4-1,72
2,05-2,26
1,8
– |
-30
-20
-15
-14
-18
-10
-20
-15
-10
-10
-25
-20
-45
-45
-55 |
165
170
180
230
225
190
200
180
180
195
195
112
125
163
135
135 |
-30÷ +40
0-90
10-50
–
–
10-60
10-70
5-50
10-50
10-50
10-70
От -10 до +30
–
От -40 до +60
От -30 до +90
– |
876-891
881-901
886-916
905
895
890-930
890-930
901
901
920
930
–
860-890
888-896
886
885 |
Таблица 3
Марка масла | Кинематическая вязкость в ccm | Температура масла в 0С | Предел рабочих температур в 0С | ||
при +50 0С | при -50 0С | застывания | вспышки | ||
МВП, ГОСТ 1805-51 | 6,3-8,5 | 23466 | -60 | 120 | От – 40 до + 60 |
АМГ-10, ГОСТ 6794-53 | 10 | 1250 | -70 | 92 | От – 60 до + 100 |
К морозостойким относится также масло ЦИАТИМ-1М (ТУ 327 – 50), получаемое очисткой низкозастывающей узкой дистиллярной фракции, выкипающей в пределах 320 – 340 0С с присадками. Ниже приведена характеристика этого масла.
Вязкость в ccm при температуре в 0С:
+ 50……………………………………………………..6,3
– 40………………………………………………………1900
Температура в 0С:
застывания……………………………………….Не выше – 60
кипения:
начало………………………………………………..300
конец…………………………………………………340
вспышки в открытом тигле…………………….Не ниже 130
термодинамика — Как теплопроводность и удельная теплоемкость влияют на количество тепла, передаваемого между двумя объектами
Изучив эту тему, я обнаружил, что тот, у которого выше термическая эффузия могла бы передавать больше тепла.
Объект с более высокой эффузией не только сможет передавать больше тепла, но он, вероятно, будет делать это с гораздо более высокой скоростью теплопередачи из-за преобладания теплопроводности материала в его эффузивности.{-1/2} $
Где $ k $ — теплопроводность, $ ρ $ — плотность, $ c $ — удельная теплоемкость. Произведение $ ρc $ называется объемной теплоемкостью. Я знаком с термином «тепловая инерция», который Wiki определяет таким же образом, хотя я обнаружил, что он определяется также без квадратного корня.
Тепловая инерция, или эффузия, может рассматриваться как мера способности материала обмениваться тепловой энергией с окружающей средой, где термин «способность» относится не только к тому, сколько тепла он способен передавать, что в первую очередь из-за его объемной теплоемкости, но также и скорости, с которой он может передавать тепло, что в первую очередь связано с его теплопроводностью.
Причина сочетания этих свойств заключается в том, что материалы с высокой теплопроводностью (например, металлы) обычно имеют низкую удельную теплоемкость, тогда как материалы с низкой теплопроводностью (например, пластмассы) имеют высокую удельную теплоемкость. В расчете на единицу массы пластмассы имеют более высокую теплоемкость, чем металлы, то есть имеют больше доступной тепловой энергии. С другой стороны, металлы имеют гораздо более высокую плотность, $ ρ $, чем пластмассы. Поэтому, когда вы рассматриваете теплоемкость как объемную теплоемкость, разница между металлами и пластиком в отношении количества доступной тепловой энергии значительно уменьшается.
В моей работе по изучению потенциала теплового ожога различных объектов мне нужно было рассмотреть один и тот же объем пластика и металла, чтобы сравнить яблоки с яблоками. Если посмотреть на диапазон от наиболее теплопроводных металлов, таких как алюминий, до наименее теплопроводных инженерных пластиков, таких как полистирол, разница в объемной теплоемкости между металлами и пластиками находится в диапазоне примерно 1,5: 1, тогда как разница в теплопроводности электропроводность между металлами и пластмассами может составлять примерно 2000: 1.Таким образом, если не рассматривать очень небольшой объем металла (например, потенциал термического ожога (или отсутствие потенциала) алюминиевой фольги, взятой из печи), свойство теплопроводности материала является доминирующим фактором как для количества, так и для скорость передачи тепла.
Мне было интересно, каков эффект нахождения одного материала в жидком состоянии по сравнению с твердым телом, если бы он вообще имел отношение к передаче тепла?
Обычно теплопроводность твердых тел выше, чем у жидкостей из того же материала.С другой стороны, удельная теплоемкость жидкостей обычно выше, чем у твердых тел. Учитывая, что плотность одного и того же материала в твердой или жидкой форме, как правило, примерно одинакова, нужно будет посмотреть на конкретный материал, чтобы определить разницу в эффузии (тепловой инерции).
(p.s. Я подозреваю, но не проверял различные материалы, что, поскольку обычно существуют большие различия в теплопроводности твердых тел и жидкостей, чем различия в удельной теплоемкости, эффузивность материала в твердой форме будет больше, чем в жидкой форме.По крайней мере, это то, что я нашел, сравнивая жидкую воду и лед)
Надеюсь, это поможет.
Thermal Capacity — обзор
2.2.2 Взаимодействие частиц и образование элементов
Тепловая мощность излучения намного больше, чем у материи. В очень ранние времена до разъединения температуры вещества и излучения были одинаковыми (потому что они находились в равновесии друг с другом), масштабируясь как 1/ S ( t ) (ур.(6)). Ранняя Вселенная превышала любую температуру, которая когда-либо могла быть достигнута на Земле или даже в центре Солнца; когда оно упало до нынешнего значения 3 К, последовали последовательные физические реакции, которые определили природу материи, которую мы видим сегодня вокруг нас. В очень ранние времена и при высоких температурах выжить могут только элементарные частицы, и даже нейтрино имели очень маленькую длину свободного пробега; когда Вселенная остыла, нейтрино отделились от материи и свободно текли в космосе.В это время в расширении Вселенной преобладала радиация, и тогда мы можем аппроксимировать Вселенную с помощью моделей с { k = 0, w = 1/3, Λ = 0}, что дает простое решение (14) однозначно связывающее время с температурой:
(19) S (t) = S0t1 / 2, t = 1,92 сек [T1010K] −2.
(В последнем уравнении нет свободных констант).
В очень ранние времена даже нейтрино были тесно связаны и находились в равновесии с излучением; они развязывались примерно при 10 10 К [Dodelson, 2003, стр.44-46], в результате чего плотность реликтового нейтринного фона во Вселенной сегодня составляет около Ω v 0 ⋍ 10 −5 , если они безмассовые (но она может быть выше в зависимости от их масс). Ключевые события в ранней Вселенной связаны с явлениями вне равновесия [Dodelson, 2003, p. 58]. Важным событием стала эпоха нуклеосинтеза , время образования легких элементов. Выше примерно 10 9 К ядра не могли существовать, потому что излучение было настолько энергичным, что, как только они образовались, они распадались на свои составные части (протоны и нейтроны).Однако ниже этой температуры, если частицы сталкиваются друг с другом с энергией, достаточной для ядерных реакций, образующиеся ядра остаются неповрежденными (излучение менее энергично, чем их энергия связи и, следовательно, не может их разрушить). Таким образом, ядра легких элементов — дейтерия, трития, гелия и лития — были созданы путем захвата нейтронов. Этот процесс прекратился, когда температура упала ниже примерно 10 8 К (порог ядерной реакции). Таким образом были определены пропорции этих легких элементов в конце нуклеосинтеза; с тех пор они практически не изменились.Скорость реакции была чрезвычайно высокой; все это произошло в течение первых трех минут расширения Вселенной. Одним из главных достижений теории Большого взрыва является то, что теория и наблюдения находятся в превосходном соответствии при условии, что плотность барионов мала: Ом бар 0 ≃ 0,044. Тогда предсказанные содержания этих элементов (25%, гелий по весу, 75% водорода, остальные менее 1%) очень хорошо согласуются с наблюдаемыми содержаниями. Таким образом, стандартная модель объясняет происхождение легких элементов в терминах известных ядерных реакций, происходящих в ранней Вселенной [Schramm and Turner, 1998]. Однако более тяжелые элементы не могут образоваться за отведенное время (около 3 минут).
Аналогичным образом физические процессы в очень ранней Вселенной (до нуклеосинтеза) могут быть использованы для объяснения соотношения материи и антивещества в современной Вселенной: должен быть создан небольшой избыток материи над антиматерией. затем в процессе бариосинтеза , без которого мы не могли бы существовать сегодня (если бы не было такого избытка, материя и антивещество аннигилировали, давая просто излучение [Silk, 2005]).Однако другие величины (например, электрический заряд), как полагают, сохранялись даже в экстремальных условиях ранней Вселенной, поэтому их нынешние значения являются результатом заданных начальных условий в начале Вселенной, а не физических процессов, происходящих при ее возникновении. эволюционировал. В случае электрического заряда общая сохраняемая величина оказывается равной нулю: после того, как кварки образуют протоны и нейтроны во время бариосинтеза, имеется равное количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов, так что во время разделения было ровно столько электронов, чтобы объединиться с ядрами и сформировать незаряженные атомы (похоже, нет чистого электрического заряда на астрономических телах, таких как наша галактика; если бы это было не так, в космологии преобладали бы электромагнитные силы, а не гравитация).
После разделения материя образовала крупномасштабные структуры из-за гравитационной нестабильности [Bothun, 1998, стр. 183-222], что в конечном итоге привело к образованию первого поколения звезд [Silk, 2005] и, вероятно, связано с реионизацией материи. [Додельсон, 2003, с. 73]. Однако в то время планеты не могли образоваться по очень важной причине: во Вселенной не было тяжелых элементов. Первые звезды собирали материю вместе посредством гравитационного притяжения, материя нагревалась по мере того, как становилась все более и более концентрированной, пока ее температура не превысила точку термоядерного воспламенения, и ядерные реакции не начали сжигать водород с образованием гелия.Со временем в концентрических сферах вокруг центра начались более сложные ядерные реакции, которые привели к накоплению тяжелых элементов (например, углерода, азота, кислорода), вплоть до железа. Эти элементы могут образовываться в звездах, потому что существует достаточно долгое время (миллионы лет) для прохождения реакций. Массивные звезды горят относительно быстро, и в конечном итоге у них заканчивается ядерное топливо. Звезда становится нестабильной, и ее ядро быстро коллапсирует из-за гравитационного притяжения. Последующее повышение температуры разносит его на части в виде гигантского взрыва, во время которого происходят новые реакции, в результате которых образуются элементы тяжелее железа; этот взрыв рассматривается нами как Сверхновая («Новая звезда»), внезапно вспыхивающая в небе там, где раньше была обычная звезда.Такие взрывы уносят в космос тяжелые элементы, которые накапливались внутри звезды, образуя огромные волокна пыли вокруг остатка звезды. Именно этот материал может позже накапливаться во время формирования звезд второго поколения для формирования планетных систем вокруг этих звезд. Таким образом, элементов, из которых мы сделаны. Без этих взрывов мы не могли бы существовать.
Классные ресурсы | Драматическая демонстрация теплопроводности и удельной теплоемкости
Резюме
В этой демонстрации студенты увидят высокую теплопроводность и низкую теплоемкость металлической меди.
Grade Level
High School
NGSS Alignment
Эта демонстрация поможет подготовить ваших учеников к выполнению ожиданий в соответствии со следующими стандартами:
- HS-PS3-1: Создайте вычислительную модель для расчета изменения в энергии одного компонента в системе, когда известно изменение энергии другого компонента (ов) и потоки энергии в систему и из нее.
- Научные и инженерные практики :
- Построение объяснений и разработка решений
- Принятие аргументов на основе доказательств
Цели
К концу этой демонстрации учащиеся должны быть в состоянии понять разницу между
- теплопроводность и удельная теплоемкость
Темы по химии
Эта демонстрация помогает учащимся понять
- Удельная теплоемкость
- Теплопроводность
- Свойства вещества
- Передача энергии
Время
Преподаватель Подготовка: 10 минут
Урок: 20 минут
Материалы
- 20 г спиральной медной проволоки
- Стакан 400 или 600 мл
- Водопроводная вода
- Конфорка
- Термометр или датчик температуры
- Ключи
Безопасность
- Студенты должны носить надлежащую защитную одежду во время демонстраций химии.Требуются защитные очки и лабораторный фартук.
- Соблюдайте осторожность при использовании источника тепла. Горячие плиты следует выключить и отсоединить от сети, как только они больше не нужны.
- Если при удалении медного провода из кипящей воды на медном проводе останутся капли воды, вода загорится !!
- Не позволяйте учащимся проводить этот эксперимент.
Заметки для учителя
- Видео демонстрации можно найти в окне загрузки вверху страницы.
Словарь терминов по теплопроводности — C-Therm Technologies Ltd.
Агрегат
В композитном материале совокупность — это термин, обозначающий материал, который сопротивляется сжимающему напряжению.
ASTM
Американское общество испытаний и материалов.
Смешивание
Тщательное перемешивание порошков одного номинального состава. Например, смешивание двух разных партий одного и того же сырья, чтобы сгладить любые незначительные отклонения.
Плотность
Плотность — это отношение массы к объему.
Коэффициент диффузии
Температуропроводность — это мера того, как тепло проходит через материал на другую сторону. Его также часто выражают как скорость изменения температуры в переходном процессе теплопередачи. Чем выше коэффициент температуропроводности материала, тем выше скорость распространения температуры. Уравнение диффузии имеет следующий вид:
Где:
= Коэффициент теплопроводности
= Теплопроводность
= Удельная теплоемкость
= Плотность
В соответствии с этим соотношением температуропроводность будет влиять на любой переходный процесс теплопроводности в среде образца.Температуропроводность измеряется длиной² / время и выражается в единицах м² / с.
Дисперсия
Дисперсия — это акт или процесс рассеяния или диспергирования, или состояние рассеивания от одного компонента к другому.
Сушка
Для удаления влаги из; сделать сушить.
Эффективность
Эффективность — это свойство теплопередачи, присутствующее во всех материалах во всех форматах — твердых, жидких, пастообразных, порошковых и газообразных. Эффузивность — это свойство, определяющее межфазную температуру, когда два полубесконечных объекта при разной температуре соприкасаются.Эффективность объединяет теплопроводность, плотность и теплоемкость в одно значение. Коэффициент текучести — это относительное тепловое свойство при количественной оценке свойства материала на ощупь. Уравнение эффективности имеет следующий вид:
Где:
= теплопроводность (Вт / м • К)
= Теплоемкость (Дж / кг • К)
= Плотность (кг / м 3 )
Охраняемая плита
Охраняемая горячая пластина — это метод установившегося режима, при котором твердый образец фиксированного размера помещается между двумя пластинами с контролируемой температурой.Одна пластина нагревается, а другая охлаждается, и температура пластин контролируется до тех пор, пока она не станет постоянной. Температуры установившегося режима, толщина образца и подвод тепла к горячей пластине используются для расчета теплопроводности.
Удельная теплоемкость
Удельная теплоемкость — это по определению количество тепла, необходимое для повышения температуры единицы массы вещества на единицу изменения температуры. Уравнение удельной теплоемкости выглядит следующим образом:
ИЛИ
Где:
= изменение тепла в Джоулях
= масса в кг
= удельная теплоемкость в Дж / (кг- ° C)
= изменение температуры в ° C или K
Производные единицы для c, удельной теплоемкости, равны (Дж / кг- ° C).Удельная теплоемкость вещества зависит от его молекулярной структуры и от его фазы.
Однородность
Однородность — это качество однородности по всему составу или структуре.
Углеводород
Органическое соединение, состоящее только из водорода и углерода. Углеводороды являются основным источником энергии современной цивилизации (например, уголь, нефть, нефть и т. Д.).
на месте
— это латинская фраза, которая напрямую переводится как «на месте» или «на месте».Точное определение варьируется в зависимости от дисциплины, однако по большей части оно относится к тестированию или манипуляциям на месте или точно там, где происходит образец / процесс.
Межфазный
Относящийся к интерфейсу или расположенный на нем; «Межфазный слой»; «Межфазное натяжение — это поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей».
Коэффициент диффузии лазерной или ксеноновой вспышки
Коэффициент диффузии лазерной вспышки — это переходный метод, который включает приложение короткого теплового импульса к передней поверхности образца с помощью лазерной вспышки и измерение изменения температуры задней поверхности с помощью инфракрасного (ИК) детектора.Результирующее повышение температуры на другой стороне испытуемого образца контролируется как функция времени и используется вместе с толщиной образца для определения температуропроводности. Это может быть объединено с данными плотности и теплоемкости для расчета теплопроводности.
Смешивание
Полное смешение двух или более материалов.
Модифицированная горячая проволока
Модифицированная горячая проволока — это метод кратковременного отражения тепла, подобный горячей проволоке. Модификация заключается в том, что нагревательный элемент опирается на основу, которая обеспечивает прямоугольный одномерный тепловой поток.Это устраняет навязчивую природу и позволяет тестировать твердые вещества без плавления. График зависимости температуры проволоки от квадратного корня из времени используется для расчета теплопроводности при условии, что плотность и теплоемкость известны.
Источник модифицированной переходной плоскости (MTPS)
MTPS использует односторонний датчик поверхностного теплоотражения, который прикладывает к образцу мгновенный постоянный источник тепла. Обычно импульс измерения составляет от 1 до 3 секунд.Теплопроводность и эффузия измеряются напрямую, что дает подробный обзор свойств теплопередачи материала образца. Он широко считается самым быстрым, простым и воспроизводимым методом измерения теплопроводности.
Модулированная дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК)
Модулированная или динамическая дифференциальная сканирующая калориметрия (M или DDSC) — это метод, который включает проведение двух измерений DSC на образцах разной толщины. Разница в кажущейся теплоемкости является результатом задержки тепла, проникающего через образец во время испытания.Результаты ДСК и толщины двух образцов используются для расчета теплопроводности.
Неразрушающий
Относится к процессу, который не приводит к повреждению исследуемого или тестируемого материала, или является процессом.
R-значение
R-value — это показатель термического сопротивления материала. Термическое сопротивление — это показатель сопротивления материала потоку тепла. Это величина, обратная теплопроводности.
Отражение
Отражение — это доля лучистой энергии, которая отражается от поверхности.
Паровой гравитационный дренаж (SAGD)
SAGD — это технология увеличения нефтеотдачи пласта, разработанная для добычи битумного нефтеносного песка. Функция SAGD заключается в подаче тепловой энергии в виде пара для управления физическими свойствами сырого битума. Подача пара снижает вязкость битума и облегчает отделение от матрицы нефтеносного песка.
Теплопроводность (k)
Теплопроводность — это физическое свойство материала, которое характеризует способность этого вещества передавать тепло.Значение теплопроводности определяет количество тепла, проходящего в единицу времени на единицу площади при падении температуры на 1 градус Цельсия на единицу длины. В пределе бесконечно малой толщины и разницы температур основной закон теплопроводности равен:
Где:
— мера теплового потока
— площадь поперечного сечения
— градиент температуры / толщины
определяется как теплопроводность
Теплопроводность зависит от вещества и может зависеть от структуры, плотности, влажности, давления и температуры.Материалы с большим значением теплопроводности являются хорошими проводниками тепла; один с малым значением теплопроводности является плохим проводником тепла, то есть хорошим изолятором. Следовательно, знание значения теплопроводности (единицы Вт / м • К) позволяет проводить количественные сравнения эффективности теплоизоляции различных материалов.
Тепловое отображение
Тепловое картирование — это процесс, который идентифицирует и количественно определяет тепловое распределение в конкретном образце.Что касается теплопроводности, тепловое картирование — это процесс, используемый для количественной оценки распределения по различным плоскостям теплопроводного образца, который наиболее легко выполнить с помощью MTPS C-Therm.
Термическое напряжение
Напряжение, вызванное любым изменением температуры материала. Это происходит в результате теплового расширения элементов конструкции при изменении температуры. Эффекты термического напряжения уменьшаются с увеличением теплопроводности за счет улучшенных свойств рассеивания тепла.
Свойства теплопередачи
Свойства теплопередачи — это свойства материала или системы, которые определяют способность материала или системы передавать тепло. Будут включены такие свойства, как тепловое сопротивление, теплопроводность, теплопроводность и тепловое сопротивление.
Теплофизический
Определяются как свойства материала, которые изменяются в зависимости от температуры, обычно связанной с теплопередачей и аккумулированием тепла.
Горячий провод
Горячая проволока — это переходный метод, при котором в материал вставляют электрически нагреваемую проволоку. Этот интрузивный метод возможен для пен, жидкостей и расплавленных пластиков. Тепло от проволоки радиально отводится к образцу, и измеряется температура проволоки. График зависимости температуры проволоки от логарифма времени используется для расчета теплопроводности.
Линейный источник переходных процессов (TLS)
ДатчикиTransient Line Source обеспечивают надежную, эффективную и точную возможность измерения теплопроводности материалов неправильной формы и структуры.
Источник переходной плоскости (TPS)
Источник переходной плоскости — это разновидность модифицированного горячего провода. Это метод переходного отражения твердых тел и жидкостей, при котором образец окружает нагревательный элемент, имеющий форму плоского круга. При постоянном токе подводимого тепла к образцу получается трехмерный тепловой поток, а температура поверхности раздела отслеживается и отображается в зависимости от функции времени. Результатом являются теплопроводность и коэффициент диффузии — оба независимы друг от друга, не требуя информации о геометрии образца, плотности или теплоемкости.
Вязкость
Величина, которая описывает сопротивление жидкости потоку. Концептуально вязкость определяет «густоту» жидкости (т.е. кленовый сироп имеет более высокую вязкость, чем вода).
Смачивание
Залить или смочить водой или другой жидкостью.
Термическое расширение, теплоемкость и теплопроводность феррита никеля (NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4])
Аннотация
Феррит никеля (NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4]) является основным компонентом коррозионных отложений, образующихся на внешней стороне трубок оболочки ядерного топлива во время эксплуатации.NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4] вызвал большой интерес в последнее время, в основном из-за воздействия этих отложений, известных как CRUD, на работу коммерческих ядерных реакторов. Хотя были достигнуты успехи в моделировании зарождения и роста CRUD в широком диапазоне условий, теплофизические свойства NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4] при высоких температурах были только приблизительными, что ограничивает точность таких моделей. В этом исследовании образцы NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4] были синтезированы для получения данных о температуропроводности, удельной теплоемкости и тепловом расширении от комнатной температуры до 1300 К.Эти результаты затем были использованы для определения теплопроводности. Числовые аппроксимации предназначены для облегчения текущих усилий по моделированию. Температура Кюри, определенная посредством этих измерений, немного не соответствовала литературным значениям. Исследование нескольких образцов NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4] с помощью просвечивающей электронной микроскопии показало, что небольшая нестехиометрия, вероятно, является ответственной за изменения температуры Кюри. Однако эти небольшие изменения в составе не повлияли на теплопроводность NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4], и поэтому не ожидается, что они будут играть большую роль в регулировании производительности реактора.
Отделение
Массачусетский Институт Технологий. Департамент ядерной науки и техникиЖурнал
Журнал Американского керамического общества
Цитата
Нельсон, Эндрю Т., Джошуа Т. Уайт, Дэвид А. Андерссон, Джеффри А. Агиар, Кеннет Дж. Макклеллан, Даррин Д. Байлер, Майкл П. Шорт и Кристофер Р. Станек. «Термическое расширение, теплоемкость и теплопроводность феррита никеля (NiFe [нижний индекс 2] O [нижний индекс 4]).Под редакцией М. Уайта. Варенье. Ceram. Soc. 97, нет. 5 (1 апреля 2014 г.): 1559–1565.
Версия: Оригинал рукописи
Суб-мкл измерения теплопроводности и теплоемкости жидкостей
Мы представляем анализ теплопроводности κ и теплоемкости C p широкого спектра жидкостей, включая органические молекулярные растворители, ионные жидкости и водно-полимерные смеси. Эти данные получены из ≈0.Образцы объемом 6 мкл с использованием экспериментальной разработки, основанной на методе 3 ω , с возможностью одновременного измерения κ и C p . Несмотря на различный тип и силу взаимодействий, ожидаемых в a priori и столь разных системах, отношение κ к скорости звука примерно постоянно для всех из них. Это следствие одинаковой атомной плотности всех этих жидкостей, несмотря на их различную молекулярную структуру.Это было экспериментально подтверждено наблюдением C p / V ≈ 1,89 × 10 6 JK −1 м −3 (≈3 R / 2 на атом) для всех жидкостей, исследованных в данной работе. Наконец, очень маленький объем образца, необходимый для этого экспериментального метода, является важным преимуществом для характеристики таких систем, как наножидкости, в которых получение большого количества дисперсной фазы иногда является чрезвычайно сложной задачей.
У вас есть доступ к этой статье
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?Тепловые свойства строительных материалов
Предыдущие колонки технических данных охватывали тепловые свойства многих материалов, которые являются общими для упаковки электроники.Технические данные по этому вопросу шире по объему и касаются обычных строительных материалов, некоторые из которых используются в лабораториях теплопередачи, в дополнение к их обычным строительным применениям. Знание теплопроводности и теплоемкости элементов, используемых для создания или поддержки испытательного набора, часто требуется для понимания и интерпретации результатов (или, по крайней мере, для понимания того, почему для достижения теплового равновесия требуется так много времени).
В таблице 1 перечислены некоторые строительные материалы и их термические свойства при номинальной комнатной температуре.Металлы и сплавы не были включены, потому что они были рассмотрены ранее. Следует отметить, что эти значения являются приблизительными и репрезентативны для конкретного типа материала. Некоторые материалы поглощают воду, которая, в свою очередь, меняет их свойства. Например, теплопроводность древесины во влажном состоянии может увеличиваться на 15%. Материалы, используемые в качестве изоляторов, которые полагаются на воздух, такие как одеяла из стекловолокна, демонстрируют большее изменение свойств во влажном состоянии. Следует отметить, что диапазон значений теплопроводности для этих материалов довольно скромный (около двух порядков).
Таблица 1. Тепловые свойства конструкционного материала при комнатной температуре [1-4]
|
Увеличение затрат на энергию и обновленное понимание того, что минимизация нежелательной теплопередачи является выгодной, по-прежнему создают стимулы для использования строительных методов и материалов с меньшим энергопотреблением. Преимущества эффективного терморегулирования внутренней электроники также должны сочетаться с термически эффективной конструкцией помещения.Использование изолирующих материалов (с низкой теплопроводностью) может быть желательным, но природа не обеспечила настоящих теплоизоляционных материалов, по крайней мере, по сравнению с диапазоном выбора материалов для электропроводности. Исследование термических свойств этих типов материалов приведет к получению данных со значительными отклонениями из-за различий в составе и различных условий испытаний.
Для многих материалов данные могут быть найдены в виде значения R. Значение R представляет собой обратную величину теплопроводности и имеет единицы измерения ft 2 ��F�h / Btu (иногда данные отображаются в единицах СИ, равных K�m 2 / Вт и обычно обозначаются как RSI).Более высокое значение R указывает на более ограниченный путь теплового потока. При условии, что указана толщина, возможно получение приблизительной теплопроводности. Однако путаница и разногласия по поводу экстраполяции значений R на значение толщины и тот факт, что большинство этих материалов используются в средах с влажностью и движущимся воздухом и подвержены старению, вынудили стандарты в отношении того, как их следует измерять, сообщать и рекламировать. [5,6]. Если требуются более чем приблизительные значения, обычно требуется дальнейшее тестирование.
Список литературы- Incropera, F., De Witt, D., Introduction to Heat Transfer, 2nd Edition, John Wiley and Sons, 1990.
- www.goodfellows.com
- Веб-сайт удобной низкоэнергетической архитектуры (http://www.learn.londonmet.ac.uk/packages/clear/index.html)
- www.coloradoenergy.org/procorner/stuff/r-values.htm
- ASTM C1303, «Стандартный метод испытаний для оценки долгосрочного изменения термического сопротивления необработанных жестких пенопластов с закрытыми порами путем разрезания и масштабирования в лабораторных условиях.