Ôn tập tính chất nhiệt

6/17/2015 1 TÍNH CHẤT NHIỆT • Specific heat – Năng lượng cần thiết để nâng 1 gram mẫu lên 1 độ Nhiệt dung riêng 2015/6/17 2 ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc Thomson Learning™ is[.]

6/17/2015 Nhiệt dung riêng • Specific heat – Năng lượng cần thiết để nâng gram mẫu lên độ TÍNH CHẤT NHIỆT ©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc Thomson Learning™ is a trademark used herein under license 2015/6/17 Heat capacity as a function of temperature for metals and ceramics Giãn nỡ nhiệt (Thermal expansion)  Linear coefficient of thermal expansion – hay đổi chiều dài vật liệu thay đổi nhiệt độ  Thermal stresses – Ứng suất bên vật liệu thay đổi nhiệt độ làm vật liệu giãn dài hay co lại 2015/6/17 2015/6/17 6/17/2015 SO SÁNH HSDNN DÃN NỞ NHIỆT • Vật liệu thay đổi kích thước đốt nóng L final  L initial  (Tfinal  Tinitial ) Linit L initial Tfinal Lfinal increasing  CTE: HSDNN (units: 1/K) Material Tinit  (10-6/K) at room T • Polymers 145-180 Polypropylene 106-198 Polyethylene 90-150 Polystyrene 126-216 Teflon • Metals Aluminum 23.6 Steel 12 Tungsten 4.5 Gold 14.2 • Ceramics Magnesia (MgO) 13.5 Alumina (Al2O3) 7.6 Soda-lime glass Silica (cryst SiO2) 0.4 •Sự dãn nở nhiệt ln phải tính tới thiết kế, từ bán dẫn tới cầu •Cần quan tâm đặc biệt nhiệt độ thay đổi nhiều (máy, thiết bị…) Selected values from Table 19.1, Callister 6e THERMAL CONDUCTIVITY THERMAL CONDUCTIVITY • General: The ability of a material to transfer heat heat flux (J/m2-s) dT temperature Fick’s First Law gradient dx k= thermal conductivity (J/m-K-s): Defines material’s ability to transfer heat q  k T2 > T T1 x1 heat flux x2 Material • Metals Aluminum Steel Tungsten Gold increasing k • Quantitative: Good heat conductors are usually good electrical conductors k (W/m-K) Energy Transfer 247 52 178 315 By vibration of atoms and motion of electrons Magnesia (MgO) 38 Alumina (Al2O3) 39 1.7 Soda-lime glass Silica (cryst SiO2) 1.4 By vibration of atoms • Ceramics • Polymers Polypropylene Polyethylene Polystyrene Teflon 0.12 By vibration/ 0.46-0.50 rotation of chain 0.13 molecules 0.25 Selected values from Table 19.1, Callister 6e 6/17/2015 BÀI TẬP Bài tập NDR Tungsten How much heat must be supplied to 250 g of tungsten to raise its temperature from 25oC to 650oC? 2015/6/17 Bài tập tính HSDNN • Ví dụ • Một dây nhơm (Al) dài 10 m bị làm nguội từ 38 tới 10C Chiều dài sợi dây biến đổi ? l = lo lT  10 Bài tập 3: Design of a Window Glass Tính bề dày cửa kính có kích thước ft x ft, nhiệt độ bên 25oC, bên ngòai 40oC Lượng nhiệt tối đa truyền qua  106 cal ngày Biết hệ số dẫn nhiệt thủy tinh is 0.96 W m-1 K-1 or 0.023 cal/cm s K where Q/A is the heat transferred per second through the window  = (10 m) 23.6 x 10 6(C) -1 (1C  38C) -9.2 mm 2015/6/17 12 6/17/2015 Bài tập 4: Thông số số loại vật liệu cho đây: Nhiệt dung riêng đẳng áp CP (J/kg.K) Nhôm Thép (mã 1025) 900 486 Thuỷ tinh hệ soda – đá vơi 840 Polyethylene tỷ trọng cao (HDPE) 1850 Tính lượng cần thiết (J) để nâng nhiệt độ mẫu có khối lượng kg từ 20oC lên 100oC vật liệu nhôm; thép (mã 1025); thuỷ tinh hệ soda – đá vôi HDPE 2015/6/17 13 Bài tập 5: Thông số số loại vật liệu cho đây: Nhiệt dung riêng đẳng áp CP (J/kg.K) Khối lượng nguyên tử phân tử M (g/mol) Nhôm Bạc Tungsten (W) 900 235 138 26.98 107.8 183.34 Hợp kim 70Cu – 30Zn (%KL) 375 Cu: 63.55 g/mol Zn: 65.41 g/mol Tính nhiệt dung riêng (NDR) đẳng áp (J/mol.K) cho VL trên: