Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu - Ôn tập: Tính chất nhiệt
6/17/2015
Nhiệt dung riêng
• Specific heat – Năng lượng cần thiết để nâ ng
1 gram mẫu lên 1 độ.
TÍNH CHẤT NHIỆT
©2003 Brooks/Cole,
a
division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark
used herein under license.
Heat capacity as a function of temperature for metals and
ceramics.
2015/6/17
2
Giã n nỡ nhiệt (Thermal expansion)
Linear coefficient of thermal expansion –
hay đổi chiều dài của vật liệu do thay đổi
nhiệt độ.
Thermal stresses – Ứng suất bên trong vật
liệu do thay đổi nhiệt độ làm vật liệu giãn
dài hay co lại.
2015/6/17
3
2015/6/17
4
1
6/17/2015
SO SÁNH HSDNN
DÃN NỞ NHIỆT
•Sự dãn nở nhiệt luôn
phải tính tới trong
thiết kế, từ bán dẫn tới
cây cầu.
•Cần quan tâm đặc
biệt khi nhiệt độ thay
đổi nhiều (máy, thiết
bị…).
-6
• Vật liệu thay đổi kích thước khi đốt nóng
(10 /K)
Material
T
L
L
at room T
145-180
106-198
90-150
init
T
• Polymers
Polypropylene
final
initial
(T
T
)
L
init
final
initial
L
initial
Polyethylene
Polystyrene
Teflon
final
L
final
CTE: HSDNN (units: 1/K)
126-216
• Metals
Aluminum
Steel
23.6
12
4.5
Tungsten
Gold
14.2
• Ceramics
Magnesia (MgO)
13.5
7.6
9
Alumina (Al O )
2
3
Soda-lime glass
Silica (cryst. SiO )
2
0.4
Selected values from Table 19.1,Callister 6e.
THERMAL CONDUCTIVITY
THERMAL CONDUCTIVITY
Good heat conductorsare usually good electrical conductors.
• General: The ability of a material to transfer heat.
• Quantitative:
temperature
dT
Fick’s First Law
q k
gradient
Material
k (W/m-K) Energy Transfer
dx
k= thermal conductivity (J/m-K-s):
Defines material’s ability to transfer heat.
> T
heat flux
(J/m2-s)
• Metals
Aluminum
Steel
Tungsten
Gold
247
By vibration of
52
178
315
atoms and
motion of
electrons
T
T
2
1
1
• Ceramics
Magnesia (MgO)
Alumina (Al O )
x
1
x
2
heat flux
38
39
1.7
1.4
By vibration of
atoms
2
3
Soda-lime glass
Silica (cryst. SiO )
2
• Polymers
0.12
0.46-0.50
0.13
0.25
Polypropylene
Polyethylene
Polystyrene
Teflon
By vibration/
rotation of chain
molecules
Selected values from Table 19.1,Callister 6e.
2
6/17/2015
BÀI TẬP
Bài tập 1 NDR của Tungsten
How much heat must be supplied to 250 g of tungsten to raise its temperature
from 25oC to 650oC?
2015/6/17
10
Bài tập 3: Design of a Window Glass
Bài tập 2 tính HSDNN
Tính bề dày cửa kính có kích thước 4 ft x 4 ft, nhiệt độ bên trong 25oC, bên ngòai
40oC. Lượng nhiệt tối đa truyền qua là 5 106 cal mỗi ngày. Biết hệ số dẫn nhiệt của
thủy tinh là is 0.96 W . m-1 K-1 or 0.023 cal/cm . s . K.
• Ví dụ
• Một dây nhôm (Al) dài 10 m bị làm nguội từ 38 tới -
10C. Chiều dài sợi dây biến đổi như thế nào ?
where Q/A is the heat transferred per second through the window.
l = l T
o l
6
-1
= (10 m) 23.6 x 10 (C) (1C 38C)
-9.2 mm
2015/6/17
12
3
6/17/2015
Bài tập 4:
Thông số của 1 số loại vật liệu cho dưới đây:
Thép (mã
1025)
Thuỷ tinh Polyethylene tỷ
Nhôm
hệ soda –
đá vôi
840
trọng cao
(HDPE)
1850
Nhiệt dung riêng đẳng áp
900
486
CP (J/kg.K)
Tính năng lượng cần thiết (J) để nâng nhiệt độ mẫu có khối lượng 2 kg từ 20oC lên 100oC của
các vật liệu nhôm; thép (mã 1025); thuỷ tinh hệ soda – đá vôi và HDPE
2015/6/17
13
Bài tập 5:
Thông số của 1 số loại vật liệu cho dưới đây:
Tungsten
(W)
Hợp kim
70Cu – 30Zn
(%KL)
Nhôm Bạc
Nhiệt dung riêng đẳng áp CP
900
235
138
375
(J/kg.K)
Khối lượng nguyên tử hoặc phân
107.8
7
Cu: 63.55 g/mol
Zn: 65.41 g/mol
26.98
183.34
tử
M (g/mol)
Tính nhiệt dung riêng (NDR) đẳng á p (J/mol.K) cho cá c VL trên:
4
4 trang
24220
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Cơ sở khoa học vật liệu - Ôn tập: Tính chất nhiệt", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_co_so_khoa_hoc_vat_lieu_on_tap_tinh_chat_nhiet.pdf
