Что лучше проводит тепло алюминий медь железо или дерево?

12 ответов на вопрос “Что лучше проводит тепло алюминий медь железо или дерево?”

  1. Nalmerdana Ответить

    Шаг пятый.
    Предыдущие шажки можно увидеть здесь.
    Достался мне тут недавно бракованный кулер Titan D5TB/Cu35. Все было нормально, но основание не отшлифовано совсем, медный пятак имел частые борозды видимо от отрезного станка глубиной примерно 0,5 мм.
    Решено было – отполировать и поставить.
    Эффект превзошел все ожидания. Температура, под нагрузкой, упала до 47 градусов.
    Как это возможно? Алюминий эффективней меди?
    В теории:
    Теплопроводность:
    Алюминий 180-200 Вт/м*К
    Медь обычная 300-320 Вт/м*К
    Плотность:
    Рал=2700 кг/м3
    Рмед=8940 кг/м3, где Р-плотность
    Удельная теплоёмкость:
    Алюминий – 880 Дж / кг*К
    Медь – 385 Дж / кг*К
    видим, что:
    · плотность меди выше, чем у алюминия примерно в 3,31 раза
    · теплопроводность меди выше, чем у алюминия примерно в 1,66-1,75 раза
    · теплоёмкость медного радиатора меньше, чем у алюминиевого примерно в 2,28 раза, при равной массе.
    Таким образом, если радиаторы одинаковые по размерам и форме, то выполненный из меди будет в 3,31 раза тяжелее, его теплоемкость будет примерно в 1.44 раз больше чем у алюминиевого. Следовательно, при одинаковой нагрузке медный радиатор нагреется в 1.44 раза меньше. При большей разнице температур между процессорным ядром и радиатором теплообмен проходит эффективнее, следовательно, медный радиатор лучше.
    Но на практике, я заменил медный радиатор на алюминиевый и выиграл. Почему?
    В данном случае я заменил небольшой, но тяжелый радиатор от Thermaltake Volcano 10, с частыми тонкими ребрами, на вдвое больший радиатор от Titan D5TB/Cu35 с достаточно редкими и толстыми ребрами. Масса радиаторов примерно равна, поэтому теплоемкость алюминиевого радиатора будет больше. Следовательно, нагреваться он будет дольше. Кроме того, сопротивление воздушному потоку меньше из-за большей ширины каналов. Следовательно, через алюминиевый радиатор проходит большее количество воздуха, и он (воздух) забирает больше тепла. Тепловой баланс устанавливается на низшей отметке температуры, так как, во-первых, за единицу времени больше тепла отдается в атмосферу вследствие большего количества проходящего воздуха, а площадь теплообмена у обоих радиаторов примерно равна. А во-вторых, сам радиатор нагревается медленнее вследствие большей теплоемкости, поэтому для достижения равной с медным радиатором температуры алюминиевому требуется больше времени, что усугубляет первое положение. Кроме того, возможно в радиаторе от Thermaltake Volcano 10 образовывались не продуваемые зоны, в которых застаивался теплый воздух.
    Основное преимущество меди, большая теплопроводность, в данном случае существенного влияния не оказывает, ввиду слабого воздушного потока вследствие чего и алюминиевый и медный радиаторы успевают равномерно распределить тепло по поверхности своих ребер и, следовательно, единица площади ребер обоих радиаторов отдает воздуху примерно равное количество тепла.
    Все, что здесь написано, отражает мою личную точку зрения и не более. Я не старался придерживаться классической терминологии и возможно применил неверные определения, за что прошу строго меня не судить.
    Конструктивная критика принимается здесь.

  2. Taumi Ответить

    ФPAГMEHT УЧЕБНИКА (…) Мы уже знаем, что в пространственной решётке металлических кристаллов находятся положительно заряженные атомы металлов — ионы. Они более или менее прочно удерживаются на своих местах. Вокруг ионов беспорядочно движутся свободные электроны. Их можно представить в виде «электронного газа», омывающего кристаллическую решётку. Свободные электроны легко перемещаются внутри решётки и служат хорошими переносчиками тепловой энергии от нагретых слоёв металла к холодным.
    Высокую теплопроводность металла всегда легко обнаружить. Прикоснитесь в холодную погоду рукой к стене деревянного дома и к железной ограде: железо на ощупь всегда гораздо холоднее, чем дерево, так как железо быстро отводит тепло от руки, а дерево — в сотни раз медленнее. Лучше всех других металлов проводят тепло серебро и золото, затем идут медь, алюминий, вольфрам, магний, цинк и другие. Самые плохие металлические проводники тепла — свинец и ртуть.
    Теплопроводность измеряют количеством тепла, которое проходит по металлическому стержню сечением в 1 квадратный сантиметр за 1 минуту. Если теплопроводность серебра условно принять за 100, то теплопроводность меди будет 90, алюминия 27, железа 15, свинца 12, ртути 2, а теплопроводность дерева всего 0,05.
    Чем больше теплопроводность металла, тем быстрее и равномернее он нагревается.
    Благодаря своей высокой теплопроводности металлы широко используются в тех случаях, когда необходимо быстрое нагревание или охлаждение. Паровые котлы, аппараты, в которых протекают различные химические процессы при высоких температурах, батареи центрального отопления, радиаторы автомобилей — всё это делается из металлов. Аппараты, которые должны отдавать или поглощать много тепла, чаще всего изготовляются из хороших проводников тепла — меди, алюминия.
    Самые лучшие проводники электричества — металлы. Хорошей электропроводностью металлы опять-таки обязаны свободным электронам.
    Когда мы присоединяем лампочку, плитку или какой-нибудь другой электрический прибор к источнику тока, в проводах, в нити лампочки, в спирали плитки мгновенно возникают большие изменения: электроны теряют прежнюю полную свободу движения и устремляются к положительному полюсу источника тока. Такой направленный поток электронов и есть электрический ток в металлах.
    Поток электронов движется по металлу не беспрепятственно — он встречает на своём пути ионы. Движение отдельных электронов тормозится. Электроны передают часть своей энергии ионам, благодаря чему скорость колебательного движения ионов увеличивается. Это приводит к тому, что проводник нагревается.
    Ионы разных металлов оказывают движению электронов неодинаковое сопротивление. Если сопротивление мало, металл нагревается током слабо, если же сопротивление велико, металл может раскалиться. Медные провода, подводящие ток к электрической плитке, почти не нагреваются, так как электрическое сопротивление меди ничтожно. А нихромовая спираль плитки раскаляется докрасна. Ещё сильнее нагревается вольфрамовая нить электрической лампочки.
    Наиболее высокой электропроводностью отличаются серебро и медь, затем следуют золото, хром, алюминий, марганец, вольфрам и т. д. Плохо проводят ток железо, ртуть и титан. Если электропроводность серебра принять за 100, то электропроводность меди равна 94, алюминия— 55, железа и ртути — 2, а титана — лишь 0,3.
    Серебро — металл дорогой и в электротехнике используется мало, но медь применяется для изготовления проводов, кабелей, шин и других электротехнических изделий в громадных количествах. Электропроводность алюминия в 1,7 раза меньше, чем у меди, и поэтому алюминий применяется в электротехнике реже, чем медь.
    Серебро, медь, золото, хром, алюминий, свинец, ртуть. Мы видели, что в таком же приблизительно порядке стоят металлы и в ряду с постепенно убывающей теплопроводностью (см. стр. 33).
    Наилучшие проводники электрического тока, как правило, являются и наилучшими проводниками тепла. Между теплопроводностью и электропроводностью металлов существует определённая связь, и чем выше электропроводность металла, тем обычно выше и его теплопроводность.
    Чистые металлы всегда проводят электрический ток лучше, чем их сплавы. Это объясняется следующим образом. Атомы элементов, составляющих примеси, вклиниваются в кристаллическую решётку металла и нарушают её правильность. В результате решётка становится более серьёзной преградой для электронного потока.
    Если в меди присутствуют ничтожные количества примесей — десятые и даже сотые доли процента — электропроводность её уже сильно понижается. Поэтому в электротехнике используют преимущественно очень чистую медь, содержащую только 0,05% примесей. И наоборот, в тех случаях, когда необходим материал с высоким сопротивлением— для реостатов), для различных нагревательных приборов, применяются сплавы — нихром, никелин, константан и другие.
    Электропроводность металла зависит также и от характера его обработки. После прокатки, волочения и обработки резанием электропроводность металла понижается. Это связано с искажением кристаллической решётки при обработке, с образованием в ней дефектов, которые тормозят движение свободных электронов.
    Очень интересна зависимость электропроводности металлов от температуры. Мы уже знаем, что при нагревании размах и скорость колебаний ионов в кристаллической решётке металла увеличиваются. В связи с этим должно возрастать и сопротивление ионов электронному потоку. И действительно, чем выше температура, тем выше сопротивление проводника току. При температурах плавления сопротивление большинства металлов увеличивается в полтора-два раза.
    При охлаждении происходит-обратное явление: беспорядочное колебательное движение ионов в узлах решётки уменьшается, сопротивление потоку электронов понижается и электропроводность увеличивается.
    Исследуя свойства металлов при глубоком (очень сильном) охлаждении, учёные обнаружили замечательное явление: вблизи абсолютного нуля, то-есть при температурах около минус 273,16°, металлы полностью утрачивают электрическое сопротивление. Они становятся «идеальными проводниками»: в замкнутом металлическом кольце ток не ослабевает долгое время, хотя кольцо уже не соединено с источником тока! Это явление названо сверхпроводимостью. Оно наблюдается у алюминия, цинка, олова, свинца и некоторых других металлов. Эти металлы становятся сверхпроводниками при температурах ниже минус 263°.
    Как объяснить сверхпроводимость? Почему одни металлы достигают состояния идеальной проводимости, а другие нет? На эти вопросы пока ещё нет ответа. Явление сверхпроводимости имеет громадное значение для теории строения металлов, и в настоящее время его изучают советские учёные. Работы академика Ландау и члена-корреспондента Академии наук СССР А. И. Шаль-никова в этой области удостоены Сталинских премий.
    МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
    Известна железная руда — магнитный железняк. Куски магнитного железняка обладают замечательным свойством притягивать к себе железные и стальные предметы. Это — естественные магниты. Лёгкая стрелка, сделанная из магнитного железняка, всегда поворачивается одним и тем же концом к северному полюсу Земли. Этот конец магнита условились считать северным полюсом, а противоположный ему — южным.
    Если железный или стальной стержень привести в соприкосновение с магнитом, стержень сам становится магнитом, сам будет притягивать железные опилки, стальные гвозди. Говорят, что стержень намагничивается.
    Намагничиваться способны все металлы, но в разной степени. Очень сильно намагничиваются только четыре чистых металла — железо, кобальт, никель и редкий металл гадолиний. Хорошо намагничиваются также сталь, чугун и некоторые сплавы, не содержащие в своём составе железа, например сплав никеля и кобальта. Все эти металлы и сплавы называют ферромагнитными (от латинского слова «феррум» — железо).
    Совсем слабо притягиваются к магниту алюминий, платина, хром, титан, ванадий, марганец. Намагничиваются они так незначительно, что без специальных приборов обнаружить их магнитные свойства нельзя. Эти металлы получили название парамагнитных (греческое слово «пара» означает около, возле).

  3. Vokus Ответить

    В этой статье мы не будем рассматривать чугунные радиаторы, т.к. они теряют популярность среди покупателей. Сосредоточим внимание на самых востребованных моделях. Материал в деталях расскажет о преимуществах алюминиевых и стальных батарей.

    Алюминиевые радиаторы имеют малый вес

    Алюминиевые радиаторы легче, чем традиционные стальные или чугунные радиаторы, этот факт дает возможность расположить такой радиатор на любой стене в помещении. Батареи из алюминия можно повесить на стену, даже в ситуациях, когда толщина не позволяет сделать глубокого закрепления. Это существенно экономит затраты на оплату строительных работ, так как повесить их можно очень быстро и надежно. Мы рекомендуем ознакомиться с ассортиментом радиаторов отопления представленных в интернет магазинах, на сайтах производителей можно купить алюминиевые радиаторы ведущих европейских производителей (ESPERADO, FERROLI, GLOBAL, FARAL, FONDITAL) с гарантией 10 лет!

    Алюминий — коррозионностойкий материал

    Алюминий не подвержен коррозии, что делает его идеальным материалом для производства радиаторов, которые предполагается устанавливать в таких помещениях, как ванные комнаты и кухни, где выоская влажность.

    Алюминий хорошо проводит тепло

    Алюминий быстро нагревается, что делает его отличным проводником тепла. Алюминиевые радиаторы имеют низкое содержание воды, а это означает, что после включения такие устройства дают интенсивный всплеск тепла и нагревают помещения довольно быстро. Установив алюминиевые радиаторы можно быстро достичь требуемой температуры в комнатах, так как они имеют наименьшее время отклика. Главным преимуществом является существенная экономия энергетических затрат в отопительный сезон и как прекрасный бонус – экономия денежных средств, так как алюминиевые радиаторы можно выключать на время вашего отсутствия в доме, а вернувшись домой включить и быстро получить теплый дом не тратя на ожидание длительное время.

    Алюминиевые радиаторы имеют широкий диапазон конструкций и цветов

    Бытует распространенное мнение, что эффективное тепло не может быть красивым и оригинальным. К счастью, времена, когда дизайн должен уступить свои позиции отличной эффективности, прошли. Алюминиевые радиаторы имеют разнообразный ряд конструкций и предлагают даже самому требовательному покупателю достойный выбор. Вы можете выбрать свой собственный цвет финишного покрытия, которое идеально будет соответствовать стилю вашего дома, форма радиатора будет гармонировать с вашей домашней или офисной атмосферой на сто процентов. Жертвоприношение по стилю? Ни в коем случае, когда вы выбираете для своего дома алюминиевые радиаторы!

    Нержавеющая сталь

    Использование стали для производства теплообменников позволяет получить прочные изделия, которые в основном используются для систем индивидуального отопления домов и коттеджей. По причине возможности контроля качества теплоносителя и давления в системе, стальные приборы станут отличном выбором для систем автономного отопления. При условии подачи качественного теплоносителя и умеренного давления рабочей жидкости, такие устройства прослужат более 30 лет. Стальные радиаторы обладают низкой тепловой инерцией, а значит проблем с быстрым изменением температуры в помещении не возникнет. Помимо небольшой тепловой инерции, стальные радиаторы обладают и другими преимуществами:

    Эффективность

    Нержавеющая сталь легко проводит тепло, это делает радиатор, изготовленный из стали достаточно эффективным. Даже если вы выключите систему центрального отопления, сталь сохранит тепло в течение более длительного периода времени, чем другие материалы, так что ваш дом будет теплым еще некоторое время после. Это экономит затраты на электроэнергию.

    Внешний вид

    Отделка из стали имеет очень привлекательный вид и проста в обслуживании.

    Цена радиаторов

    Сталь не самый дешевый вариант в данный момент, так что придется заплатить внушительную сумму за стальной радиатор.

    Алюминий

    Наряду с биметаллическими радиаторами, один из самых популярных на сегодня тип теплообменников обладающий численными преимуществами. Теплообменники из алюминиевого сплава можно встретить практически в любых помещениях, начиная от маленьких квартир, заканчивая большими офисными помещениями. Из недостатков можно отметить склонность к внутренней коррозии, появление которой можно избежать используя специально подготовленный теплоноситель. Для радиаторов из алюминия характерны:

    Качество

    Алюминий совершенно не боится коррозии, так что вы не найдете лучше варианта, чем алюминиевый радиатор для установки в ванной комнате. Его качество будет радовать вас в течение многих лет.

    Высокая теплопроводность

    Алюминий не сравниться по эффективности отдачи тепла, ни с каким другим материалом. Алюминий обладает способностью очень быстро реагировать на изменения в обстановке, которая дает оптимальные возможности для управления теплом в доме. Уровень комфорта в доме или офисе значительно возрастет.

    Эффективность

    Алюминий может излучать тепло очень быстро и эффективно. При включении системы центрального отопления, которая имеет алюминиевые радиаторы, дом или офис прогреются в очень короткий срок. Эта особенность алюминия делает его идеальным материалом для радиаторов и позволяет экономить, снижая ежемесячный счет за отопление. Из-за того, что установка алюминиевого радиатора очень легкая, то соответственно и плата за нее будет ниже.

    Внешний вид

    Алюминиий легко принимает сложные формы, для того, чтобы удовлетворить самых требовательных покупателей. Также существует стандартная линейка стилей, видов и готовых цветов. Алюминий это действительно очень универсальный материал для производства радиаторов отопления.
    В этой статья приведены как преимущества, так и недостатки различных материалов для производства радиаторов, что бы вы могли подумать, какой радиатор лучше выбрать именно вам. В действительности выбор потребителя сводиться к тому, что он ставит своим первоначальным критерием, эффективность, теплоотдачу, внешний вид или цену. Стоимость, как правило, является основным фактором, когда дело доходит до установки радиатора. Поэтому выбор правильного радиатора отопления не только сохранит теплым ваш дом или офис круглый год, но и так же эстетически будет отлично смотреться.

  4. Silvereye Ответить

    Металл
    Вт/(м•К)
    Алюминий
    209,3
    Бронза
    47-58
    Железо
    74,4
    Золото
    312,8
    Латунь
    85,5
    Медь
    389,6
    Платина
    70
    Ртуть
    29,1
    Серебро
    418,7
    Сталь
    45,4
    Свинец
    35
    Серый
    чугун
    50
    Чугун
    62,8

    Коэффициент теплопроводности других материалов

    Материал
    Влажность
    массовая доля %
    Вт/(м•К)
    Бакелитовый
    лак
    –
    0,29
    Бетон
    с каменным щебнем
    8
    1,28
    Бумага
    обыкновенная
    Воздушно-сухая
    0,14
    Винипласт
    –
    0,13
    Гравий
    Воздушно-сухая
    0,36
    Гранит
    –
    3,14
    Глина
    15-20
    0,7-0,93
    Дуб
    (вдоль волокон)
    6-8
    0,35-0,43
    Дуб
    (поперек волокон)
    6-8
    0,2-0,21
    Железобетон
    8
    1,55
    Картон
    Воздушно-сухая
    0,14-0,35
    Кирпичная
    кладка
    Воздушно-сухая
    0,67-0,87
    Кожа
    >>
    0,14-0,16
    Лед
    –
    2,21
    Пробковые
    плиты
    0,042-0,054
    Снег
    свежевыпавший
    –
    0,105
    Снег
    уплотненный
    –
    0,35
    Снег
    начавший таять
    –
    0,64
    Сосна
    (вдоль волокон)
    8
    0,35-0,41
    Сосна
    (поперек волокон)
    8
    0,14-0,16
    Стекло
    (обыкновенное)
    –
    0,74
    Фторопласт-3
    –
    0,058
    Фторопласт-4
    –
    0,233
    Шлакобетон
    13
    0,698
    Штукатурка
    6-8
    0,791

    Коэффициент теплопроводности асбеста и пенобетона при различных температурах

    (ρa=576кг/м3, ρп=400кг/м3,λ, Вт/(м•К))
    Материал
    -18oС
    0oС
    50oС
    100oС
    150oС
    Асбест
    –
    0,15
    0,18
    0,195
    0,20
    Пенобетон
    0,1
    0,11
    0,11
    0,13
    0,17

    Коэффициент теплопроводности жидкости Вт/(м•К) при различных температурах

    Материал
    0oС
    50oС
    100oС
    Анилин
    0,19
    0,177
    0,167
    Ацетон
    0,17
    0,16
    0,15
    Бензол
    –
    0,138
    0,126
    Вода
    0,551
    0,648
    0,683
    Масло
    вазелиновое
    0,126
    0,122
    0,119
    Масло
    касторовое
    0,184
    0,177
    0,172
    Спирт
    метиловый
    0,214
    0,207
    –
    Спирт
    этиловый
    0,188
    0,177
    –
    Толуол
    0,142
    0,129
    0,119

  5. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *