材料热性能:定义及实例[注释& PDF]

用户好，在上一篇文章中，我已经讨论了材料力学性能你可以读读那篇文章。但今天我将讨论其他性质，即材料的热性质。

在进入我们的主要话题之前，让我们先了解一下“热”这个词的含义，“热”这个词意味着温度和热量。

什么是温度和热量?

温度的定义是，温度是衡量热和冷的程度。

而热是通过系统边界传递的能量，以改变系统与周围环境之间的差异。

注意:热和温度是两个不同的量。我们在水中提供的东西叫做热，而水里上升的东西叫做温度。

例:我把一块金属放在阳光下，那么我就在给它热量，热和冷的程度的增加就是温度。

这就是特定物质改变温度和状态的方式。

现在进入我们的主题材料的热特性，

材料热性能:

不同的材料热性能后:

比热
热容
热膨胀
热导率
熔点
热扩散系数和
抗热震性。

比热:

比热是一种性质，它告诉我们哪种材料加热得很快。所以比热是单位质量下改变单位度所需要的热量。用S表示，单位是焦耳/千克开尔文。

数学表达式,

(1 / m) *(∆Q /∆T)

在哪里

m =质量
T =温度
Q =能量含量
注:比热因材料不同而异

例如，我们在散热器中使用水而不是冰作为冷却剂，因为水的比热更高，与冰相比，水可以吸收更多的热量。

所以比热通过改变相而改变
SP.水的热= 1
SP.冰热= 0.5
SP蒸气热= 0.4

热容:

热容是材料的性质，通过材料内部吸收热量来了解材料，它告诉我们需要多少热能才能带来1度的单位变化。

在这里，我们说的是使整个物质变1度所需的热量。用(H)表示，单位为焦耳/开尔文。

数学表达式:

H= m*s=∆Q/∆t

热膨胀:

当我们向材料中注入热能时，它就会膨胀，我们称之为热膨胀。也就是说，他的维度发生了变化，这种变化是全方位的。

如果我们在线性方向上看到它，那么我们称之为线性膨胀，如果你看一个区域，那么就会有面积膨胀，如果你谈论体积，那么它就会说体积膨胀。

热膨胀取决于原子间的力．随着温度的升高，分子之间的空间增大，这也增加了它们的尺寸。

因为我们给了更高的温度，它的能量增加了，这也引起了分子的振动，它开始膨胀。

有三个热膨胀类型：

线性膨胀
表面膨胀
体积膨胀

导热系数:

导热性是材料的一种性质，它能帮助热能更容易地流动。这确定了材料在这些材料中引起热传导的能力。

有多少热材料允许该材料导热，意味着有多少热材料被允许从该材料传递热量。这就是材料的热导率。

用(K)表示，单位为瓦/米开尔文。

导热系数的大小取决于固体、液体和气体。
固体热导率= 407.0 w/mk
液体= 0.51 w/ mk和
气体= 0.022 w/mk

结果表明，固体的导热系数(Ks)大于液体(Kl)和气体(Kg)的导热系数。

金属有最高导热系数，合金比金属低，最低的是非金属。

在固体、液体和气体中导热系数的影响:

在固体中，纯固体金属有最高的热导率，因为纯金属有自由电子，它通过获得热量来传递热量，

而液态气体由于分子间胶原蛋白的存在，导热系数较低。

温度对固体导热系数的影响：

随着固体温度的升高，固体的热导率降低。当金属被加热时，温度会升高，它传递的热量就会减少。

但在铝和铀中，随着温度的升高，热导率也会增加。这就是为什么我们在厨房里使用铝。

温度对流体导热系数的影响：

液体的热导率会随着液体中温度的升高而降低，因为它们的密度不断减小。

但水是例外，水不会发生这种情况，如果水的温度升高，热导率也会增加。

温度对气体导热系数的影响：

气体的热导率会随着温度的升高而增加。随着气体分子质量的增加，热导率降低。

熔点:

熔点是物质从固相转变为液相的温度。纯金属的熔点是固定的，而合金的熔点则不同。

它还取决于它的键力键力有多强，熔点就越高。共价键的熔点比离子键高，是最后的金属分子键。

低熔点用于安全装置，如保险丝、保险丝塞和锅炉安全装置。

热扩散率:

热导率和热容的比值叫做热扩散率。在热扩散系数中，它告诉我们，如果我们向物质提供热量，那么它多久会把热量分配到物质的另一端。

这意味着如果材料的扩散率很高，那么向材料提供的热量将以高速分布。

例:我们有一根棒，我们从一个角上加热它，所以它的温度是100度。

所以如果热扩散率很高，金属的另一端也会在短时间内达到100摄氏度。手段会很快地分散热量。

热扩散系数高的材料在热环境中极易发生变化，从而达到稳态。

注:热容，热惰性，和热容是同一项。

抗热震性:

这是材料温度突然发生变化的情况。

如果一个物体在突然的温度下保持不变，那么我们称之为抗热震能力。

耐热震性较高与脆性材料相比的延展性材料．

所以我们最终研究了所有材料的热特性。如果你有任何疑问，请在评论区告诉我。如果你觉得有帮助，请在Facebook, WhatsApp等社交网站上分享。