Физички својства на алуминиум и бакар: топлинска спроводливост

Овој сребрен метал се користи во многу индустрии: во автомобилската, авионската, градежната и, се разбира, во електро-индустријата. Алуминиумот е 13-тиот елемент во периодниот систем на Дмитриј Иванович Менделеев. Во моментов се проценува дека изнесува околу 8% од вкупната тежина на цврста кора и е хемиски елемент 3 на распространетоста на планетата Земја, давајќи се случи само со кислород и силициум.

Историја на откритието

Но, од алуминиум има висока хемиска активност, во својата чиста форма е практично не се најде во природата, па за разлика од многу други метали од стана познат само на почетокот на XIX век, кога алуминиум беше официјално примена.

Во 1824 година, данскиот физичар првпат добил алуминиум во процесот на електролиза. Иако металот содржел примеси на жива и калиум, овој случај е првиот докажан случај за добивање на алуминиум под лабораториски услови.

Името на научникот, кој доведе до револуционерна метода, беше Ханс Кристијан Оерстед. Но, тоа траеше речиси половина век развиваат технологии за добивање тоа во индустриското производство. Повеќето природен алуминиум се наоѓа во составот на минералите на стипса. Благодарение на овој минерал, алуминиумот го доби своето име, кое на Латински звучи Алумен.

Алуминиумска руда

Во современиот свет алуминиум се користи во производството на алуминиум - боксит. Боксит е глинеста рок, кој вклучува различни модификации хидроксид со нечистотии како што се хром, силициум, титаниум, сулфур, ванадиум, карбонат соли на магнезиум, калциум и железо.

Во бокситите, може да се најде речиси половина од масата на Менделеев на хемиски елементи. Вредноста на оваа руда е и покрај тоа еден тон алуминиум извлечен од четири тони боксит, Вредноста за индустријата, исто така, има нечистотии. Од боксит во процесот на обработка, се добива бел прашок - алумина (Al2O3), кој исто така се нарекува "алумина". Тоа е од алумина дека металот е произведен со електролиза во модерни претпријатија.

Улогата на индустријата за електрична енергија во производството

Производството на алуминиум троши огромна количина електрична енергија. Со цел да се добие еден тон метал, енергијата се троши толку многу што би било доволно за потребите на 100-станбена куќа за цел месец. Имено, 15 MW * ч. Затоа, повеќето алуминиумски постројки се наоѓаат во близина на хидроцентралите, нуклеарните централи или имаат сопствени термоцентрали, како и развиена структура на електроенергетски системи и мрежи.

Карактеристики на алуминиум

Во алуминиум, ретка комбинација на својства како што се:

• мала тежина;
• пластика, електрична спроводливост;
• можноста за формирање на легури со други метали.

Површината на алуминиумот секогаш е покриена со многу тенка оксидна фолија, која е многу силна и не дозволува алуминиум да се кородира. Ова материјал во топла и студена состојба лесно може да се обработи со притисок. Таквите методи на преработка како валање, печат, цртање често се произведуваат на претпријатието во производството на одредени делови.

Друга вредност на алуминиумот е тоа што е нетоксичен, не изгори и не бара дополнително боење: ова ја прави неговата примена во автомобилската и авионската индустрија неопходен елемент. Измазливоста на алуминиумот е изненадувачка: направи лист и многу тенка жица со дебелина од само 4 микрони, а дебелината на фолијата - три пати потенка од човечка коса.

Поради способноста на алуминиум да формира соединенија со голема група на хемиски елементи, се појавила голема група легури. На пример, со комбинација на алуминиум и цинк се користи во создавање на различни видови на школки и плочи телефони, алуминиум комбинација магнезиум и силициум се користи во производството на разни видови на мотори, се состои од опрема елементи и различни мотори. Различни легури се користат во индустријата за електрична енергија.

Современата наука продолжува да ги проучува и измисли најновите видови алуминиумски легури. Денес, нема индустрија каде алуминиум не се користи. Безбедно е да се каже дека индустриите како што се воздухопловството, просторот, енергијата, автомобилите, храната, електронските го добија нивниот современ развој благодарение на алуминиумот и неговите легури.

Невозможно е да не се спомнува таков важен имот како топлинска спроводливост. Впрочем, ова својство на метал е потребно во производството на системи за греење, електрични производи, во авто-и авионска зграда, во производството на системи за сопирање и слично. Топлотниот капацитет е процес на пренесување на топлинска енергија во физичките тела или нивните честички од топла предмети на ладни, врз основа на законот на Фурие. Конкурентот на алуминиум во оваа област е бакар.

Значи, кој метал има висока топлинска спроводливост? Ова не е апсолутно недвосмислено прашање. Познато е дека на топлинска спроводливост на алуминиум е инфериорен во однос на бакар во умерени температури, но кога станува збор за ниски температури, имено на 50 К, а коефициент на топлинска спроводливост на алуминиум е значително зголемен, додека на топлинска спроводливост на бакар станува помал. Точката на топење на алуминиумот е 933,61 К, тоа е околу 660 ° C, во овој момент Al својства, како што се топлинска спроводливост и густина, се намалуваат.

Густината на сребрен метал се одредува според неговата температура и зависи од нејзината состојба. Така, на температура од 27 ° C, густината на алуминиумот е соодветно 2697 kg / m3 и на точка на топење од 660 ° C, неговата густина е еднаква на 2368 кг / м3. Намалувањето на густината на металот како функција на температурата се должи на неговото проширување при директно загревање.

Табели од алуминиумски и бакарни својства

Потоа, разгледајте ги табелите на физичките својства и топлинската спроводливост на алуминиум и бакар на различни температури.

• Густина на Cu и Al, kg / m3;
• специфична топлина од Cu и Al, J / (kg · K);
• термичка дифузија на Cu и Al, m2 / s;
• топлинска спроводливост на Cu и Al, W / (m · K);
• специфичен електричен отпор на Cu и Al, Ohm · m;
• Лоренц функција на Cu и Al;

Табела за физички својства на алуминиум

Табела на физички својства на бакар

Од сите погоре јасно покажува дека алуминиум е приоритет металната индустрија, но тоа е уште една карактеристика: метал и легури може да биде Топи, згора на тоа постојано, без губење на своите карактеристики. Меѓу другото, тоа е поекономично од рударството од руда. Значи, на една електрична енергија, заштедата надминува 14 kW / h. Се проценува дека 75% од сите алуминиум и легури произведени во минатото се уште се во употреба.