dq dt μεταβολή θερμοκρασίας C = C m ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ J mole Θερμικές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα



Σχετικά έγγραφα
Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υλικών Θερμικές Ιδιότητες Callister Κεφάλαιο 20, Ashby Κεφάλαιο 12

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ. 100mm

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

6. ΘΕΡΜΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

Ηλεκτρικη αγωγιµοτητα

Εργαστήριο Τεχνολογίας Υλικών

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 2 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Υλικά-ιστορία και χαρακτήρας

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος: «Σπουδές στην εκπαίδευση» ΜEd stvrentzou@gmail.com

C=dQ/dT~ 6.4 cal/mole.grad

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Ηλεκτρική Αγωγιμότητα των μεταλλικών Υλικών

Ακουστική Χώρων & Δομικά Υλικά. Μάθημα Νο 1

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΚΕΡΑΜΙΚΩΝ. Χ. Κορδούλης

Τελική γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Ιούνιος 2016

Επαφές μετάλλου ημιαγωγού

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Ενότητα 3: ΑΤΕΛΕΙΕΣ ΔΟΜΗΣ ΛΙΤΣΑΡΔΑΚΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΗΜΜΥ

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Πλαστικότητα, Διαρροή, Ολκιμότητα

Εργαστήριο Συνθέτων Υλικών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7 ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ ΣΤΑ ΜΕΤΑΛΛΑ- ΑΝΤΙΣΤΑΤΕΣ

Κεφάλαιο 10: Μηχανικές και Θερμικές Ιδιότητες Κεραμικών Υλικών

Ενότητα: Θερμικές τάσεις σε πλοία

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2016

ΘΕΡΜΙΚΗ ΔΙΑΣΤΟΛΗ Τα περισσότερα στερεά, υγρά και αέρια όταν θερμαίνονται διαστέλλονται. Σε αυτή την ιδιότητα βασίζεται η λειτουργία πολλών

Μηχανικές ιδιότητες υάλων. Διάγραμμα τάσης-παραμόρφωσης (stress-stain)

Εργαστηριακή Άσκηση 30 Μέτρηση του συντελεστή θερμικής αγωγιμότητας υλικών.

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΚΑ Υλικα 3ο μεροσ. Θεωρητικη αναλυση

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΜΕΤΑΛΛΩΝ I

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΚΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ. Περιληπτική θεωρητική εισαγωγή

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Εφελκυσμού. ΕργαστηριακήΆσκηση2 η

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Δυσκαμψία & βάρος: πυκνότητα και μέτρα ελαστικότητας

ΔΙΑΤΑΡΑΧΕΣ (DISLOCATIONS )

Βιβλιογραφία C. Kittel: Εισαγωγή στη ΦΣΚ (5 η εκδ. 8η) Ashcroft, Mermin: ΦΣΚ Ε.Ν. Οικονόμου, ΦΣΚ, Π.Ε.Κ. Κρήτης

Εισαγωγή στην Μεταφορά Θερμότητας

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ. Εκπέμπεται από σώματα που έχουν θερμοκρασία Τ > 0 Κ. Χαρακτηρίζεται από το μήκος κύματος η τη συχνότητα

ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ. Οικογενειακά δένδρα: οργάνωση υλικών και διεργασιών

ΑΡΧΕΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

3 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

2.1 Παραμορφώσεις ανομοιόμορφων ράβδων

ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

Σεμινάριο Φυσικής. Ενότητα 5. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Εργαστήριο Συνθέτων Υλικών

Κεφάλαιο 20. Θερμότητα

Θερμότητα. Κ.-Α. Θ. Θωμά

Αγωγιμότητα στα μέταλλα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελίδα 1. Εισαγωγή Βασικές έννοιες Αγωγή

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ 1 Ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΛΙΚΩΝ. Δρ. M.Χανιάς Αν.Καθηγητής Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών ΤΕ, ΤΕΙ Ανατολικής Μακεδονίας και Θράκης

Περιεχόμενο της άσκησης Προαπαιτούμενες γνώσεις

4.1 Εισαγωγή. Μετεωρολογικός κλωβός

ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΣΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΚΑΙ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ ΣΕ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ ΤΗΞΕΩΣ

5. Θερμικές τάσεις και παραμορφώσεις

5. ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ

7η Εργαστηριακή Άσκηση Υπεραγώγιμα Υλικά

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ-ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ

Εκχύλιση Υποβοηθούμενη από Μικροκύματα. Χρήστος Παππάς - Επίκουρος καθηγητής

Θερμοκρασία - Θερμότητα. (Θερμοκρασία / Θερμική διαστολή / Ποσότητα θερμότητας / Θερμοχωρητικότητα / Θερμιδομετρία / Αλλαγή φάσης)

ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΑΔΟΣΗΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Είναι τρείς και σχηματικά φαίνονται στο σχήμα

ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. Καθηγητής Δ. Ματαράς

1 η ΕΝΟΤΗΤΑ ΔΟΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ (ΕΙΣΑΓΩΓΗ)

Διαδικασίες Υψηλών Θερμοκρασιών

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 2: Κρυσταλλική Δομή των Μετάλλων. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ

7.a. Οι δεσμοί στα στερεά

ΠΕΙΡΑΜΑ 4: ΑΓΩΓΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΜΟΝΤΕΛΟ ΣΠΙΤΙΟΥ [1] ΑΡΧΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ

ΚΕΡΑΜΙΚΑ ΥΛΙΚΑ. Δρ.-Μηχ. Άγγελος Μαρκόπουλος Λέκτορας ΕΜΠ Τομέας Τεχνολογίας των Κατεργασιών

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΊ ΙΣΧΥΡΟΠΟΊΗΣΗΣ ΤΩΝ ΜΕΤΆΛΛΩΝ

Υπεύθυνοι Καθηγητές: Γκαραγκουνούλης Ι., Κοέν Ρ., Κυριτσάκας Β. B ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

Επιστήμη των Υλικών. Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Τμήμα Φυσικής

Κρυσταλλικές ατέλειες στερεών

1.2. Ο ΣΙΔΗΡΟΣ ΚΑΙ ΤΑ ΚΡΑΜΑΤΑ ΤΟΥ.

12 η Διάλεξη Θερμοδυναμική

Συστήματα ηλιακής ενέργειας Άμεση μετατροπή σε θερμότητα.

Γραπτή εξέταση προόδου «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙΙ»-Απρίλιος 2016

Συνθήκες ευστάθειας και αστάθειας στην ατμόσφαιρα

Προσδιορισµός συντελεστή γραµµικής διαστολής

Διάδοση Θερμότητας. (Αγωγή / Μεταφορά με τη βοήθεια ρευμάτων / Ακτινοβολία)

Ημιαγωγοί. Ημιαγωγοί. Ενδογενείς εξωγενείς ημιαγωγοί. Ενδογενείς ημιαγωγοί Πυρίτιο. Δομή ενεργειακών ζωνών

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών. Πλαστική συμπεριφορά

V P P. [3] (α) Να δειχθεί ότι για ένα υδροστατικό σύστημα ισχύει: P V

ΘΕΜΑ Α Α1. α - Λάθος β - Σωστό γ - Σωστό δ - Λάθος ε - Σωστό Α γ 2 - β 3 - ε 4 - στ 5 - α ΘΕΜΑ Β Β1.

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΑΕΡΑ

ΦΥΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ

Γραπτή εξέταση «Επιστήμη και Τεχνολογία Υλικών ΙI»-Σεπτέμβριος 2016

Υλικά με θετικό θερμικό συντελεστή αντίστασης Η εξάρτηση PTC

ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π B ΛΥΚΕΙΟΥ 15 / 04 / ΘΕΜΑ Α Α1. α, Α2. β, Α3. δ, Α4. α, Α5. γ.

ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ. όπου το κ εξαρτάται από το υλικό και τη θερμοκρασία.

ΙΑΤΡΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ eclass: MED808 Π. Παπαγιάννης

HYDRO 30 ΞΥΛΟΣΟΜΠΑ ΚΑΛΟΡΙΦΕΡ.

ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ Πείραμα Κρούσης. ΕργαστηριακήΆσκηση 6 η

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ο.Ε.Φ.Ε ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Μάθημα 23 ο. Μεταλλικός Δεσμός Θεωρία Ζωνών- Ημιαγωγοί Διαμοριακές Δυνάμεις

ΦΥΣΙΚΗ -ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑ

ΒΙΟΦΥΣΙΚΗ. Αλληλεπίδραση ιοντίζουσας ακτινοβολίας και ύλης.

Transcript:

ΥΛΙΚΑ Ι ΠΑΡΟΝ ΚΑΙ ΜΕΛΛΟΝ 7 κές Ιδιότητες ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ κές ιδιότητες Θερμοχωρητικότητα κή διαστολή κή αγωγιμότητα γμ κή τάση Θερμοχωρητικότητα Η θερμοχωρητικότητα εκφράζει την ικανότητα του υλικού να απορροφά θερμότητα από το περιβάλλον προσφερόμενη θερμότητα Θερμοχωρητικότητα ανά μονάδα μάζας = dq d μεταβολή J me Ειδική θερμότητα c = m

ό ότητες - Θε ερμοχω ωρητι ικότητ τα dq = d υπό σταθερό όγκο Όλη η απορροφούμενη θερμότητα οδηγεί στην αύξηση της Γενικά: > P P dq = d P υπό σταθερή πίεση P Μέρος της απορροφούμενης θερμότητας ξοδεύεται στην αύξηση του όγκου Θερμοχωρητικότητα ατομική κλίμακα κή ενέργεια Αύξηση της Αύξηση της δονητικής ενέργειας Φωνόνια κβαντισμένη δονητική ενέργεια Ελαστικά κύματα στο κρυσταλλικό πλέγμα με μεγάλη συχνότητα & μικρό μήκος ήοςκύματος κή ενέργεια Θερμοχωρητικότητα εξάρτηση από θερμοκρασία 3R 25 J/(me ) Φωνόνια Κυρίαρχος μηχανισμός απορρόφησης θερμικής ενέργειας Αύξηση η της Ηλεκτρόνια Ηλεκτρονιακή συνεισφορά ασήμαντη για θερμοκρασίες Τ >0Κ Θερμοχω ωρητικό ότητα, Θερμοκρασία (Κ) σε χαμηλή θερμοκρασία ρ = 3 A Για Τ > θ D 3R Μικρό κλάσμα των ηλεκτρονίων συμμετέχει θ D : θερμοκρασία Debye συνήθως μικρότερη από θερμοκρασία δωματίου

κή διαστολή κή διαστολή ατομική κλίμακα Δ α Δ = ε Γραμμικός συντελεστής θερμικής διαστολής Μονάδες: -1 γενικά ανισότροπος α Δ Δ Κατ όγκο συντελεστής θερμικής διαστολής α 3 Μονάδες: -1 Ισότροπα υλικά α Δυναμική ενέργεια U 2 U 1 U r r αύξηση της Μετατόπιση της μέσης θέσης ισορροπίας λόγω ασυμμετρίας του πηγαδιού δυναμικού διατομική απόσταση Θ ερμικ κές ιδι κ κή δια αστολή Ισχυροί δεσμοί μικρή διαστολή με την θερμοκρασία Τυπικές τιμές συντελεστών θερμικής διαστολής Κεραμικά Μέταλλα * Πολυμερή 0.5-15 (x 10-6 ) 5-25 (x 10-6 ) 50 400 (x 10-6 ) * a 1 ( ) Κρυσταλλικά : α ανισότροπο, άμορφα: α ισότροπο κράμα OAR Fe-Ni-: α =. -6-1 1 10 ες ότητε κή αγωγιμότητα Ροή θερμότητας ανά μονάδα χρόνου και επιφάνειας Μονάδες: Btu ή 2 2 m t h x d q = dx κή αγωγιμότητα Μονάδες:

Μηχανισμοί θερμικής αγωγής κή αγωγή Φωνόνια Ηλεκτρόνια (ελεύθερα) = + Μέσω κρούσεων με φωνόνια ή ατέλειες Συνήθως ένας μηχανισμός υπερισχύει e e θερμι ική αγ γωγή διότη ητες ικές ι Μέταλλα e :20 400 Στα μέταλλα ο ηλεκτρονιακός μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας είναι πιο αποδοτικός από την φωνονική συνεισφορά Στα μέταλλα τα ελεύθερα ηλεκτρόνια είναι υπεύθυνα και για ηλεκτρική αγωγιμότητα. 2.44 10 σταθερά hm 8 Ω 2 Νόμος iedemann-franz L = σ Ηλεκτρική αγωγιμότητα 1 Ωh m κή αγωγιμότητα Θερμοκρασία ικές ιδιότη ητες θερμι ική αγ γωγή Μέταλλα Η παρουσία προσμίξεων οδηγεί σε μείωση της θερμικής αγωγιμότητας εξαιτίας της δράσης των προσμίξεων ως κέντρων σκέδασης γωγή ική αγ ητες θερμι ικές ιδιότη Μέταλλα θερμικές ιδιότητες

θερμι ική αγ γωγή διότη ητες ικές ι Κεραμικά e :2 50 Στα κεραμικά υλικά τα φωνόνια είναι κατά κύριο λόγο υπεύθυνα για την θερμική αγωγιμότητα. Τα φωνόνια δεν είναι τόσο αποδοτικά στην μεταφορά θερμότητας όσο τα ελεύθερα ηλεκτρόνια επειδή σκεδάζονται έντονα από τις ατέλειες του πλέγματος κές ιδιότητες θερμι ική αγ γωγή διότη ητες ικές ι Κεραμικά σε χαμηλές θερμοκρασίες η θερμική αγωγιμότητα κατά κανόνα μειώνεται με την αύξηση της σε υψηλές θερμοκρασίες η θερμική αγωγιμότητα αυξάνεται λόγω της μεταφοράς θερμότητας με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία Άμορφα κεραμικά είναι λιγότερο αγώγιμα από κρυσταλλικά Το πορώδες ελαττώνει τη θερμική αγωγιμότητα (θερμική αγωγιμότητα αέρα 0.02 /m. ) θερμι ική αγ γωγή ικές ιδιότη ητες Πολυμερή 03 0.3 Στα πολυμερή η θερμική αγωγιμότητα επιτυγχάνεται με την δόνηση και περιστροφή των μοριακών αλυσίδων. Η αύξηση του βαθμού κρυσταλλικότητας ενός πολυμερούς οδηγεί στην αύξηση της θερμικής αγωγιμότητας! κές ιδιότητες κή τάση Όταν ένα υλικό θερμαίνεται ή ψύχεται ενώ βρίσκεται σε περιορισμό αναπτύσσονται θερμικές τάσεις ψύξη θέρμανση Δ < 0 Δ > 0 1 2 «κή» τάση σ = Ε a Δ Μέτρο Συντελεστής ελαστικότητας γραμμικής διαστολής Μεταβολή ρ

Αντοχή σε θερμικό σοκ Όλκιμα υλικά ες ές ιδιότητε ερμικέ Θε κό σοκ: απότομη ψύξη ή θέρμανση Εφελκυστικές θερμικές τάσεις Οδηγούν σε θραύση μέσω τους σχηματισμού ρωγμών! Θλιπτικές θερμικές τάσεις θερμικ κό σοκ - Αντο οχή σε κ κές ιδιό ότητες Οι τάσεις που αναπτύσσονται από το θερμικό σοκ οδηγούν σε πλαστική παραμόρφωση Ψαθυρά υλικά Οι τάσεις που αναπτύσσονται από το θερμικό σοκ οδηγούν σε θραύση! SR: αντίσταση στο θερμικό σοκ σ SR = Eα Βελτιώνεται με μεγάλη αντοχή στη θραύση, Μικρό μέτρο ελαστικότητας, Μικρό συντελεστή θερμικής διαστολής, Μεγάλη θερμική αγωγιμότητα