Физични свойства на алуминий и мед: термична проводимост

Това сребрист метал се използва в много индустрии: автомобилостроенето, самолетостроенето, строителството и разбира се, в електроенергетиката. Алуминият е 13 елемент в периодичната таблица на Менделеев Менделеев. В момента тя се изчислява, че тя представлява около 8% от общото тегло на твърдата кора и е химичен елемент 3 по отношение на разпространението на планетата Земя, като извършва само кислород и силиций.

История на откритието

Но тъй като алуминий е с висока химическа активност, в чист вид е практически не се срещат в природата, така че за разлика от много други метали от него станаха известни само в началото на XIX век, когато алуминий е официално получи.

През 1824 г. датският физик получава алуминий за първи път в процеса на електролиза. Макар металът да съдържаше живак и калиеви добавки, този случай е първият доказан случай на получаване на алуминий в лабораторни условия.

Името на учения, довело до революционния метод, е Ханс Кристиан Оерстед. Но отне почти почти половин век разработват технологии за получаване в промишленото производство. Най-естественият алуминий се среща в състава на минералите на стипца. Благодарение на този минерал алуминият получава своето име, което на латински звучи Алумен.

Алуминиева руда

В съвременния свят алуминият се използва широко в производството на алуминий - боксит. Боксит е глинеста скала, която включва различни модификации хидроксид с примеси, като хром, силиций, титан, сяра, ванадий, карбонатни соли на магнезий, калций и желязо.

В бокситите може да се открият почти половината от масата на химическите елементи на Менделеев. Стойността на тази руда е освен това един тон алуминий, извлечен от четири тона боксит, Стойността за индустрията също има примеси. От боксита в процеса на обработка се получава бял прах - алуминиев оксид (Al2O3), който също се нарича "алуминиев оксид". От алуминиев оксид металът се произвежда чрез електролиза в съвременните предприятия.

Ролята на производството на електроенергия в производството

Производството на алуминий консумира огромно количество електроенергия. За да се получи един тон метал, енергията се изразходва толкова много, че тя ще бъде достатъчна за нуждите на 100-апартаментна къща за цял месец. А именно 15 MW * h. Поради това повечето алуминиеви инсталации се намират в близост до водноелектрически централи, атомни електроцентрали или имат собствени топлоелектрически централи, както и развита структура на електроенергийни системи и мрежи.

Свойства на алуминия

В алуминий, рядко съчетание от такива свойства като:

• леко тегло;
• пластмаса, електрическа проводимост;
• възможността за образуване на сплави с други метали.

Повърхността на алуминия винаги е покрита с много тънък оксиден филм, който е много силен и не позволява алуминий да бъде корозирал. това материал в горещо и студено състояние могат лесно да се обработват чрез натиск. Такива методи на обработка като валцуване, щамповане, рисуване често се произвеждат в предприятието при производството на определени части.

Друга стойност на алуминий е, че той не е токсичен, не гори и не се нуждае от допълнително оцветяване: това прави неговото приложение в автомобилната промишленост и в отрасъла на въздухоплаването незаменим елемент. изненадващо пластичност алуминий: от него успя в производството на лист, и дебелина много тънка тел от 4 микрона, и дебелината на фолиото - за постигане на три пъти по-тънки от човешки косъм.

Поради способността на алуминия да образува съединения с голяма група химически елементи, се появи голяма група от сплави. Например, комбинация от алуминий и цинк се използва за създаване на различни видове черупки и плочи телефони, алуминиев комбиниран магнезий и силиций, използвани в производството на различни видове двигатели, състояща се от предавателни елементи и различни двигатели. В производството на електроенергия се използват различни сплави.

Съвременната наука продължава да изучава и измисля най-новите видове алуминиеви сплави. Днес няма индустрия, в която алуминият да не се използва. Безопасно е да се каже, че такива индустрии като авиацията, космоса, енергетиката, автомобилостроенето, храните, електронните са получили съвременното си развитие благодарение на алуминия и неговите сплави.

Невъзможно е да не споменаваме такова важно свойство като топлопроводимостта. В края на краищата, тази собственост на метала се изисква при производството на отоплителни системи, електрически продукти, в производството на автомобили и самолети, при производството на спирачни системи и други подобни. Топлинният капацитет е процесът на пренос на топлинна енергия във физически тела или частици от топли предмети до студени, въз основа на закона на Фурие. Състезателят на алуминий в тази област е мед.

Така че кой метал има висока топлопроводимост? Това не е абсолютно недвусмислен въпрос. Известно е, че термичната проводимост на алуминия е по-малък мед при умерени температури, но когато става дума за ниски температури, а именно при 50 К, докато термичната проводимост на алуминия е значително повишена, докато термичната проводимост на мед става по-ниска. температура на топене е алуминий 933,61 К, което е около 660 ° С, при която точка на свойствата на Al, като топлопроводимост и намаляване на плътността.

Плътността на сребърния метал се определя от неговата температура и зависи от неговото състояние. Така при температура 27 ° С плътността на алуминия е съответно 2697 kg / m3 и при точка на топене 660 ° С, неговата плътност е равна на 2368 кг / м3. Намаляването на плътността на метала в зависимост от температурата се дължи на разширяването му при пряко нагряване.

Маси от алуминиеви и медни качества

След това разгледайте таблиците за физичните свойства и топлопроводимостта на алуминий и мед при различни температури.

• плътност на Cu и Al, kg / m3;
• специфична топлина от Cu и Al, J / (kg · K);
• термична дифузивност на Си и А1, m2 / s;
• топлопроводимост на Cu и Al, W / (m-K);
• специфично електрическо съпротивление на Cu и Al, Ohm · m;
• функцията Lorentz на Cu и Al;

Таблица на физичните свойства на алуминия

Таблица на физичните свойства на медта

От всичко по-горе ясно показва, че алуминий е приоритет металургия, но той има още една особеност: метал и на неговите сплави могат да бъдат един, който топи, освен това на няколко пъти без загуба на нейните характеристики. Между другото, той е по-икономичен от добива от руда. Така че при една електрическа енергия спестяването надвишава 14 kW / h. Според оценки, 75% от всички алуминиев произведени с течение на времето и неговите сплави се използват в момента.