Тепловые свойства материалов.

Теплопроводность – способность материала передавать через свою толщину тепловой поток, возникающий вследствие разности температур на противоположных поверхностях. Теплопроводность характеризуется коэффициентомтеплопроводности.

Коэффициент теплопроводностиλ– отношение произведения количества теплоты Q, проходящей через пластинку материала, на толщину пластинкиh к площади пластинки S, умноженной на разность температур на ее сторонах

(Т1– Т2), Вт/(м·К)

λ = Q·h/S·(Т1 –Т2).

Теплопроводность материала зависит от его строения, структуры, пористости и характера пор, от влажности и температуры, при которой происходит передача теплоты. Теплопроводность однородного материала зависит от плотности (с уменьшением плотности уменьшается теплопроводность).

Теплопроводность характеризует теплофизические свойства материалов,определяя их принадлежность по назначению к теплоизоляционным, конструкционно-теплоизоляционным и конструкционным материалам.

Теплопроводность очень важна для конструкционно-теплоизоляционных итеплоизоляционных материалов, используемых в качестве стен и перекрытийотапливаемых зданий, для изоляции холодильников и различных тепловых агрегатов (котлов, теплосетей и т.п.). Теплоизоляционные материалы, в свою очередь, делятся на классы по теплопроводности, Вт/(м·К): А – низкой теплопроводности(до 0,058); Б – средней (0,058...0,116) и В – повышенной (0,116...0,15).

Тепловое расширение – способность материала к изменению формы иразмеров при его нагревании. Твердые тела расширяются при нагревании вовсех направлениях (стержни и проволоки расширяются в основном в длину).

Коэффициент линейного расширения твердых тел α – величина изменения линейного размера материала при изменении температуры на 1°С,

К^-1.

α = Δl (I/l1 ΔT).

Коэффициент линейного расширения слабо зависит от температуры.

Объемное расширение твердых тел можно рассматривать как линейноерасширение в трех направлениях.

Жидкости расширяются во всех направлениях, причем сильнее твердых

тел.

Коэффициент объемного расширения жидкостиβравен отношению относительного объемного расширения ΔV/ V1 к разности температур ΔT, К^-1:

β=ΔV/ (V1 ·ΔT).

Исключение среди жидкостей представляет вода, коэффициент объемногорасширения которой сильно зависит от температуры, а в интервале 0...4°С принимает отрицательное значение.

Газы расширяются при нагревании значительно сильнее, чем твердые и

жидкие тела, причем при повышении температуры произведение давления на

объем (pV) также возрастает.