Varmeledningsevne egenskaper av metaller

Varmeledningsevne egenskaper av metaller


Ulike metaller lede varme på ulike priser. Enkelte metaller som gull og aluminium, er meget gode varmeledere. Andre metaller, slik som rustfritt stål, er dårlig metalledere. Det er i utgangspunktet tre faktorer som bestemmer varmeledningsevne av metaller. Disse involverer tettheten av elektron, hastigheten av elektron og avstanden mellom kollisjoner med elektroner.

Elektroner er Ansvarlig for Heat konduksjon

I vanlige metaller, elektroner som bærer elektrisk strøm overføre også det meste av varmen. Den tetthet, hastighet, samt avstandene at elektronene før de støte på noe og endre retninger, påvirker varmeledningsevne. Den mest variable faktor for varmeledningsevne innebærer avstandene mellom kollisjoner med elektroner.

Electron Speed

Elektronene i ulike elementene reise med forskjellige hastigheter. Hastigheten av et elektron i en kobbertråd (en millimeter radius), med en strøm på 10 ampere, reiser på ca. 0,024 cm per sekund. Den innerste elektron av radioaktivt uran, derimot, reiser meget nær lysets hastighet, ca. 300 millioner meter per sekund. Da elektronene i forskjellige metaller reise seg med forskjellige hastigheter, dette påvirker varmeledningsevne av metallet til en viss grad.

elektrontettheten

Måling av elektrontettheten betegner sannsynligheten for å finne et elektron i en enkelt enhet (volum) av plass på et bestemt sted. Tettheten av elektroner er en faktor som positivt påvirker evnen av metallet for å lede strøm og varme. Hver enkelt element har et varierende antall elektroner. Et atom av sølv, for eksempel inneholder 47 elektroner, og er mer kompakt enn et atom av jern, inneholdende 26 elektroner. Sølv er en bedre varmeleder enn jern.

Pure Metaller versus Alloys

Rene metaller som gull, kobber, sølv og aluminium leder varme bedre enn legeringer, som er metaller som består av mer enn ett element --- inneholdende forskjellige typer atomer. Messing og rustfritt stål er eksempler på metaller som kan inneholde mer enn ett element.

Eksempler på varmeledningsevne priser

Måleenheten for termisk varmeledningsevne er "k" fra hvilken den relative varmeledning av forskjellige metaller, elementer og materialer kan evalueres. Sølv har den høyeste ledningsevne av rene metaller, som måler 429 k. Gold er 310 k, er aluminium 250 k; messing er 109 k. Iron priser på 80 k, mens rustfritt stål og stållegeringer er mye lavere, med priser mellom 16 og 64 k. Sammenligne ratingene for å fast fjell, som måler mellom 2 og 7 k, marmor på ca 2,5 k, og glass på 1,05 k.