Apakah sifat terma dan apa itu? (Dengan contoh)

Sifat terma besi menjadikannya kecemerlangan logam untuk mengeluarkan banyak bahagian dan struktur

Apakah sifat terma?

The Sifat terma Bahan terdiri daripada respons mereka terhadap variasi suhu. Sebagai contoh, diketahui bahawa kebanyakan bahan berkembang apabila pemanasan dan kontrak ketika dia menyejukkan.

Reka bentuk kepingan yang paling pelbagai memerlukan penggunaan bahan dengan sifat terma tertentu, untuk menjamin operasi mereka yang betul. Banyak bahagian mekanikal terdedah kepada haba yang sengit semasa operasi, dan mereka perlu mengekalkan dimensi dan struktur mereka dalam menghadapi usaha yang mereka tertakluk.

Malah bahan lain bahan, sebagai tambahan kepada mekanik, seperti sifat elektrik dan magnet, dipengaruhi oleh perubahan suhu. Oleh itu, pentingnya mengenali mereka.

Antara sifat terma utama adalah kapasiti haba, kekonduksian terma, peleburan haba, kebolehkerjaan dan kebolehkalasan. Ciri utamanya diterangkan secara ringkas di bawah.

1. Kapasiti haba

Adalah harta yang menunjukkan betapa mudahnya bahan yang diberikan menyerap haba. Secara matematik, kapasiti haba C ditakrifkan sebagai kadar perubahan haba yang berkenaan dengan suhu T:

C = DQ /DT

Unit ukuran C dalam sistem unit antarabangsa jika ia adalah joule /kelvin atau j /k, tetapi joule /gred celsius atau j /cº juga digunakan.

Ditakrifkan dengan cara ini, kapasiti haba adalah harta benda dan bukan bahan, tetapi jika jisim dimasukkan dan kapasiti haba per unit jisim ditakrifkan, maka ada harta bahan yang dipanggil haba tertentu o Kapasiti kalori tertentu.

Panas spesifik dalam unit Si adalah jumlah haba dalam joules yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan dalam 1 kelvin. Ia dilambangkan dengan huruf "C" kecil, untuk membezakannya dari C:

Ia boleh melayani anda: durometer: Apa itu, bagaimana kerja, bahagian, jenis

C = dq /m ∙ dt

Unit c lain yang sering digunakan adalah j/mol. K dan j/kg. Cº. Dengan cara yang sama, kalori dan BTU digunakan secara meluas, unit lain untuk mengukur tenaga kalori. Panas tertentu dalam gas diukur, sama ada pada jumlah malar atau tekanan malar.

Haba air tertentu

Panas spesifik tekanan atmosfera dan suhu 25ºC ialah 4190 J/kg. Cº, sementara, untuk logam yang sering digunakan seperti besi, ia adalah 460 j/kg. Cº. Panas air tertentu lebih tinggi daripada kebanyakan bahan, jadi ia mempunyai keupayaan yang lebih besar untuk menyerap haba atau menyerahkannya, oleh itu air digunakan secara meluas dalam sistem penyejukan.

Kesan sederhana iklim

Haba air khusus yang tinggi menghasilkan kesan iklim yang sederhana di kawasan pantai, mengelakkan perubahan suhu yang sangat menonjol.

2. Kekonduksian terma

Harta ini menunjukkan kebolehan bahan untuk mengangkut haba, ketahanan haba yang timbal.

Telah diperhatikan bahawa aliran tenaga per unit kawasan dan unit masa, adalah berkadar dengan kecerunan atau variasi suhu sepanjang arah aliran.

Pemalar perkadaran adalah kekonduksian terma yang tepat dan, dalam unit sistem antarabangsa, ia diukur dalam w /(m /k).

Kekonduksian haba logam

Semua orang pernah memerhatikan bagaimana objek logam mudah dipanaskan dan juga bagaimana pada suhu bilik, mereka kelihatan lebih sejuk daripada kertas atau sekeping kayu.

Ia berlaku bahawa atom logam mempunyai elektron bebas di lapisan paling luar, sedikit dikaitkan dengan nukleus.

Elektron ini dengan mudah boleh bergerak dalam bahan, memanfaatkan tenaga terma. Itulah sebabnya logam mempunyai konduktiviti terma yang tinggi, dan dengan cara yang sama, atas sebab yang sama, mereka adalah konduktor elektrik yang baik.

Boleh melayani anda: Nombor aliran: bagaimana ia dikira dan contohnya

Sebaliknya, gas seperti udara, seramik, plastik dan kayu adalah konduktor haba yang lemah, kurang elektron bebas. Oleh itu, mereka adalah penebat haba yang baik.

Meskipun. Diikuti oleh logam seperti perak dan tembaga, masing -masing dengan 429 dan 398 w /(m /k).

3. Peleburan haba

Hampir semua bahan berkembang ketika mereka memanaskan dan kontrak ketika menyejukkan. Dalam pepejal terdapat daya di antara atom yang mengekalkan perpaduan, yang dapat dibayangkan sebagai mata air yang menyambung ke atom.

Di dalam bahan, atom tidak masih, tetapi dalam getaran berterusan di sekitar kedudukan keseimbangan. Dengan meningkatkan suhu, amplitud getaran ini menjadi lebih besar.

Sekarang, ia berlaku bahawa mata air khayalan ini yang menyatukan atom lebih mudah daripada yang dapat mereka dapatkan. Oleh itu, jarak purata antara atom meningkat dengan suhu, dan bahan akhirnya berkembang.

Dalam batang nipis yang diperbuat daripada bahan tertentu, variasi panjangnya apabila dipanaskan, dipanggil ΔL, adalah berkadar dengan panjang awal rod l_{Sama ada} dan menukar suhu ΔT. Pemalar perkadaran adalah pekali pengembangan linear α, yang unitnya adalah songsang suhu dan ciri -ciri bahan:

ΔL = α ∙ l_{Sama ada}∙ Δt

Begitu juga, peleburan haba permukaan dapat ditakrif.

Contoh peleburan haba

Apabila jalan dibayar atau batu -batu batu diletakkan di atas trotoar, ruang ditinggalkan di antara lukisan, sehingga ketika mereka memanaskan matahari pada musim panas, mereka mempunyai ruang untuk pengembangan, tanpa keretakan.

Boleh melayani anda: komparator optik: apa itu dan bahagian

Juga, strategi untuk membuka botol dengan tudung yang sangat ketat adalah untuk memanaskannya sedikit merendamnya di dalam air panas. Dengan cara ini tudung berkembang dan lebih mudah untuk melepaskannya selepas.

4. Kebolehlaksanaan

Terdapat bahan yang bergabung semasa pemanasan, seperti logam, plastik dan kaca. Sebenarnya, semua bahan, ke tahap yang lebih besar atau lebih rendah, adalah fius, iaitu, mereka boleh mencairkan atau mencairkan. Kemudahan yang dicapai ini dipanggil hanya sekering, tetapi dengan mendefinisikan ciri ini, apa yang dicari adalah bahan yang sesuai untuk mendapatkan kepingan yang sihat.

Dalam pengertian ini, bahan -bahan seperti gangsa dan tembaga sesuai untuk tugas ini, kerana dengan mereka ketidakstabilan yang baik dicapai dan acuan disalin dengan baik.

Sebaliknya, aloi yang digunakan dalam kimpalan mestilah mempunyai fusibiliti yang tinggi (suhu lebur yang rendah) berbanding dengan bahan yang akan dikimpal.

Tin dan aloi plumbum bagus untuk menyertai kepingan melalui kimpalan lembut, di mana aloi cair, yang ketika penyejukan memperoleh rintangan yang baik. Dengan cara ini, anda boleh mengimpal bahagian untuk enjin, mainan, kabel, litar dan banyak lagi.

5. Kebolehkalasan

Ia adalah keupayaan kepingan bahan yang sama, atau bahan yang berbeza, untuk mematuhi satu sama lain, melalui pemanasan dan pemampatan. Ia boleh dilakukan dengan memanaskan kepingan secara langsung sehingga mereka mencapai suhu lebur, atau menggunakan beberapa bahan pertengahan yang membolehkan lekatan.

Tujuannya adalah untuk mendapatkan bahagian yang dikimpal untuk mengekalkan integriti mereka, tanpa menyampaikan celah, ketegangan atau ubah bentuk yang mempengaruhi operasi sekeping yang dikimpal.

Logam seperti besi mempunyai kebolehkesanan yang baik, serta keluli karbon rendah. Sebaliknya, logam dan aloi yang mencairkan dengan cepat tidak boleh dikimpal, iaitu, tanpa melalui tempoh plastik. Sebagai contoh, gangsa adalah aloi berasaskan timah dengan mineral lain, yang biasanya sukar dikimpal.