тест веществ, не являющихся термоинтерфейсами

Теплопроводная паста имеет вид пластичного вещества, обладающего высокой теплопроводностью. Его назначение заключается в улучшении теплообменных процессов между радиатором и процессором. Если вы заинтересовались и хотите узнать больше, тогда приступайте к чтению статьи.

Зачем нужна термопаста «КПТ-8»

Термопаста «КПТ-8» выполнена в виде однородной пасты белого или серого цвета, иногда она бывает голубого или серебристого оттенка. В прошлом процессоры изготавливались холодного типа, поэтому обходились без этого вещества. В настоящее время такая паста нужна любому, даже маломощному процессорному агрегату. Разгон современных процессоров предусматривается производителями, это достигается путем программирования, пользователю потребуется внести изменения в настройки с помощью утилиты BIOS Setup. Из-за наличия микронеровностей процессора и радиатора образуется воздушная прослойка, она снижает теплоотвод микропроцессора. Такая проблема очень актуальна в настоящее время, поскольку многие агрегаты работают на пределе своих возможностей, при этом интенсивно выделяется тепло.

Как правильно использовать термопасту

Из тюбика выдавливают пасту ровной линией, от одного до другого края с одной стороны поверхности процессора. Нужно следить за тем, чтобы линия не была слишком тонкой, но и не стоит делать ее чрезмерно широкой. Слишком толстый слой не годится. По отзывам, термопаста «КПТ-8» в шприце выдавливается плохо и не равномерно, так что лучше ее приобретать в заводском тюбике.

Взяв в руки карточку, придавливают ее край за пастой так, чтобы она изогнулась. Медленным движением по направлению справа налево и с интенсивным нажимом размазывают пасту.

Уже с одного раза можно получить хороший результат. Но если потребуется повторить процедуру, пасту нужно будет убрать или с помощью карточки можно выровнять образовавшиеся разрывы. Чтобы добиться тонкого равномерного слоя, нужно будет пройтись по нанесенной пасте карточкой несколько раз.

Что важно знать еще о термопасте

Секрет правильного нанесения пасты предельно прост. Нужно непременно удалять излишки пасты, которые оказались не на поверхности процессора. Это делают с применением тряпки.

Важно не допускать попадания вещества на материнскую плату, это может привести к нежелательным последствиям. Поэтому процедуру нужно проводить предельно аккуратно. Ведь излишки пасты, попавшие не на те элементы, могут стать причиной нарушения работы. На радиатор кулера пасту наносить не нужно. Два слоя также делать не надо. Многие отзывы о термопасте «КПТ-8» для ноутбука ее не рекомендуют из-за низкой теплопроводности, так что ваше устройство может попросту сгореть от перегрева.

Характеристики термопасты «КПТ-8»

Креминийорганическая паста или термоинтерфейсная производится в соответствии с нормами ГОСТа 19783 — 74. Это вещество белого цвета и высокой вязкости нужно для улучшения теплообменного процесса между касающимися поверхностями компонентов, радиатора и схем. Паста имеет вид теплостойкой белой массы. Она упаковывается в банки или другую тару.

Характеристика пасты:

• вещество белого цвета;
• токсичная и вредная для здоровья, но она не взрывоопасна и не горюча;
• обладает корродирующим воздействием;
• паста способна сохранять свои рабочие функции в пределах от -60 до +180 градусов;
• плотность составляет 2,6 — 3,0 г/см. куб.

Завоевала хорошие отзывы термопаста «КПТ-8» для процессора благодаря доступной цене. Также она соответствует всем необходимым требованиям и стандартам. Агентом-проводником тепла является оксид цинка, он может служить заменой слюдяных и резиновых прокладок. Марлю складывают в три слоя и пропитывают пастой «КПТ-8». Толщина марли дает возможность поддерживать необходимый зазор.

Другие марки термопасты

Все виды термопаст подразделяются на два вида, одни из них продаются по доступной цене, другие имеют высокую стоимость. На цену влияет материал, из которого она изготовлена, и уровень теплопроводности. Как правило, такие пасты изготавливают из оксида цинка или на силиконовой основе. Бюджетный вариант применим для домашних персональных компьютеров с небольшой мощностью, одной упаковки хватает на длительное время. Недорогие термопасты получили широкое распространение среди обычных пользователей ПК. Наиболее популярными отечественными термопастами являются «КПТ-8»; «НС-125»; «АлСил-3/5».

Дорогие пасты, как правило, зарубежного производства. Они отличаются более высокой теплопроводностью. В производстве используются металлы и оксиды с высоким коэффициентом теплопроводности. Такие вещества применимы для использования на мощных компьютерах, а также серверах и мостах. Фирменные термопасты фасуют и продают в небольших емкостях. Одна упаковка рассчитана на два или три нанесения. Теплопроводное вещество имеет удобную для нанесения и удаления консистенцию. Среди зарубежных паст наибольшей популярностью пользуются Arctic Cooling, Noctua NT, Zalman, Akasa AK. Эти термопасты обладают хорошей теплопроводностью, при этом цена у них не очень высокая.

Термопаста (как уже упоминалось выше) представляет собой вязкую кремообразную субстанцию, обладающую высокой теплопроводностью. Вещество выступает в роли моста, соединяющего процессор и радиатор. Нанести пасту можно самостоятельно во время чистки компьютера. Замену следует проводить раз в год.

Заключение

Если вы сомневайтесь в том, подойдет данная паста для вашего устройства, то вы по отзывам о термопасте «КПТ-8» уточнить совместимость по вашим параметрам системы.

Скажите, какие отечественные термопасты вам известны? Уверен, что большинство начнет перечисление с КПТ-8 и ею же и ограничится. Небольшая часть продвинутых оверклокеров и наших постоянных посетителей добавит в список еще и достаточно эффективную НС-125, а также вспомнит о довольно противоречивом АлСил-3. На этом, пожалуй, перечень закончен. Однако не стоит думать, что других термоинтерфейсов в России не выпускается. Термопаста – это сложный химический состав, обладающий такими свойствами, как теплопроводность и теплостойкость, электрическое сопротивление и прочность, адгезия, наконец. Весь спектр этих свойств нужно удерживать в определенных пределах.

Тем не менее, сложности не пугают российских производителей, и сегодня мы с вами познакомимся с двумя новыми (относительно КПТ-8) термоинтерфейсами: термопастами «РАДИАЛ» и «Thermax».

Кроме новичков протестируем и КТП-8 от двух разных производителей – ПБОЮЛ «Савостин» г. Любучаны и ООО «Химтек» г. Москва – и сравним их эффективность. Уже упомянутая мною термопаста НС-125, хотя и выпускается на территории Российской Федерации, сегодня в тестировании принимать участие не будет, так как ее эффективность проверена ранее , в том числе и в сравнении все с той же КПТ-8. То же справедливо и по отношению к АлСил-3.

Рассмотрим тестируемые сегодня термоинтерфейсы по очереди.

реклама

Первый участник сегодняшних тестов продается в пластиковой прозрачной упаковке со вставкой из толстого картона:

На лицевой стороне вкладки можно рассмотреть часть фотографии участка материнской платы около чипсета. На ней приведена информация о рабочих температурах термопасты, диапазон которых –60. ..+300 градусов Цельсия, стабильной теплопроводности и нетоксичности данного термоинтерфейса. Отдельно указаны страна производства и ее флаг.

На оборотной стороне упаковки указана область применения: «для монтажа теплоотводящей арматуры к процессору, транзистору и т. п.». Там же подробно и столь же специфично описан способ применения данного термоинтерфейса. Объем термопасты в шприце – 2 мл, гарантийный срок хранения – 2 года, а в качестве производителя указана неизвестная фирма «KELLER» из Санкт-Петербурга.

Кремнийорганическая Паста Теплопроводная — так расшифровывается сокращённое название КПТ-8. Это паста служит для передачи тепла от горячего к холодному. Теплопроводность по сравнению с металлами не так велика, но, тем не менее, заполняя неровности между деталями, значительно увеличивает теплопередачу. Если не использовать КПТ-8, то там был бы воздух, со своими теплоизоляционными свойствами. Лучшие показатели у этого состава получаются, если зазор между деталями минимален и слой термопасты очень тонок.

Основные характеристики:

1. Теплопроводность 0,6-1 Вт/(м*К) зависит от температуры, с её ростом значение уменьшается.
2. Удельное объёмное электрическое сопротивление 10 12 Ом*см
3. Электрическая прочность от 2,0 до 5,0 кВ/мм
4. Плотность от 2,5 до 3 г /см 3
5. Верхний предел температуры 190 о С

КПТ-8 состоит из кремнийорганической жидкости, загустителей и оксида металла. Соответствует ГОСТу 19783-74, в котором подробно расписано как устроена установка для проверки теплопроводности и как ею пользоваться.

Состав достаточно тяжёлый, не растекается, но при этом пластичный и легко намазывается. Цвет варьируется от слегка серого до абсолютно белого. Но серый цвет ушёл в историю и сегодня не встречается.

В советское время это был безальтернативный состав. Наверное, где то были другие термо-интерфейсы, но тогда про них никто не знал. Одной и той же пастой мазали копеечный транзистор в блоке питания и экспериментальную инфракрасную ПЗС матрицу стоимость в пять жигулей. Для повышения чувствительности она охлаждалась жидким азотом. После экспериментов матрица с КПТ-8 отправлялась в космос. Никто и не задумывался о нижнем пределе работоспособности пасты. Это рассказ о том, как эксплуатировалась КПТ-8 лишь в одной лаборатории. По стране применение было ещё разнообразней.

Тут надо сказать, что Википедия ограничила нижнюю температуру — 50 о С. Но это лишний раз доказывает посредственное качество статей на этом ресурсе. Что, КПТ-8 не будет работать при более низких температурах? Конечно, будет! И, прекрасно много лет работает. Откуда взялась эта цифра? Скорей всего из ГОСТа. ГОСТ говорит — чему обязана соответствовать паста. Но, этот состав полон приятных сюрпризов.

С тех пор сохранилось большое количество четырёх килограммовых жестяных банок с этим составом. В целом, это качественная паста, но минимум 20 лет хранения превращают её в резину или расслоившуюся массу. Поэтому если пользоваться такими банками, то не стоит от них ждать многого и точно не использовать в ответственных местах. Сегодня производители указывают срок хранения от 1 года до 1,5 лет. Это не говорит о том, что состав будет не годным, это говорит о том, что именно на этот срок даётся гарантия.

КПТ-8 сегодня продаётся в многочисленных компьютерных магазинах на радиорынках, в интернет магазинах. Самые распространённые это шприцы и тюбики. Они удобны для использования в небольших объёмах. Тюбики бывают алюминиевые и пластиковые. У каждого из них свои преимущества. Алюминиевые тюбики значительно лучше сохраняют пасту, но мнутся, пластиковые имеют хуже барьерные свойства, но восстанавливают форму после смятия. Окончив работу, на них надеваются колпачки и убираются до следующего раза. Так же встречаются баночки украинского производства по 10 грамм. Это менее удобно — требует дополнительного инструмента, чтобы достать её оттуда, а по цене мало отличается. Существуют и ёмкости больших размеров от 400 грамм до 20 килограмм. Самыми распространенными в этом сегменте являются 400 грамм и 1 килограмм. 4 килограмма практически потеряли популярность.

КПТ-8 — лидер использования в домашних компьютерах и ноутбуках. Действительно, замена боксовых паст от Intel приводит к улучшению работы термоинтерфейса процессора. Надёжность же КПТ-8 просто легендарна.

КПТ-8 и высыхание.

После перестройки, когда прекратилось официальное производство, и появился рынок индивидуальных компьютеров, пасту стали делать кому не лень. То ли по незнанию, то ли по экономии, но эти пасты высыхали. Это могло быть серьёзной проблемой. Если в составе есть высыхающий агент, то испаряясь, он пробивает себе путь наружу. Трещинки заполняются воздухом, а он хороший термоизолятор. Состав резко теряет теплопроводность.

Как уберечься от такого?

1. Не покупать термопасту, вызывающую подозрения. У производителя должен быть сайт.
2. Если паста пахнет — покупать её нельзя. Это признак, что из пасты испаряется растворитель.

Безусловно, такое варварство осталось в прошлом, но кто знает, что может всплыть на рынке. Поэтому пренебрегать этими советами не стоит.

Сегодня настоящая КПТ-8 сделана из кремнийорганической жидкости. Она никогда не испаряется и не имеет запаха. Такая паста будет работать долго и легко снимется, если Вы будете менять радиатор.

Как наносить

Основным достоинством является присутствие кремнийорганической жидкости, но это и недостаток. Она не растворяется водой, спиртом или другими распространёнными растворителями. Поэтому если есть риск испачкаться на руки лучше надеть одноразовые перчатки. Так же стоит беречь одежду. Используя шприц или тюбик испачкаться можно только по неаккуратности. С банками и баночками надо быть втройне осторожней.

Тем не менее, способы удаления загрязнений есть. И вот один из них.

Сначала снимите салфеткой излишки, не растирая и не увеличивая площадь загрязнения. Далее с помощью любого растворителя, например спирта и большого количества бумажных салфеток, оттирая, снимите остальное. Для рук спирт можно заменить подсолнечным маслом, одежду после этого постирать в машинке.

Растворения состава не происходит. Происходит выдавливание одной жидкости другой.

Основное, что надо помнить при нанесении это то, что теплопроводность металлов на порядки выше, чем термопасты. Наносить пасту надо тоненьким слоем. Её задача вытеснить воздух, а если металлы где то сомкнутся, тем лучше.

Желательно наносить на обе поверхности. Для разравнивания пригодится кусочек одноразовой упаковки типа блистер, с ровным краем. Коротенькая пластмассовая линейка или то, что недорого и можно выбросить после использования. После этого, соединив детали, надо слегка их сдавить, чтобы убедиться, что воздух вышел.

Удаление

Если Вам необходимо удалить КПТ-8 возьмите сухие салфетки и вытирайте, пока полностью не отчистите поверхность. Если есть царапины, из которых паста не удаляется, возьмите салфетку смоченную спиртом и с усилием протрите царапины.

Пройдя богатую историю, этот состав не утратил своей актуальности и сегодня. Он широко применяется в промышленности, в радиоэлектронике в светодиодных светильниках идёт бок о бок с ультрасовременной теплопроводящей керамикой.

Вследствие прогресса современной микроэлектроники стремительно увеличивается быстродействие центральных процессоров, других узлов современного компьютера. Зачастую рост вычислительных мощностей сопровождается увеличением тепловыделения того или иного компонента ПК.
Стоит признать, что сегодня полупроводниковая технология столкнулась с проблемой теплоотвода от кристаллов самых мощных чипов. Так, центральные процессоры и ядра топовых видеокарт являются теми представителями сегмента потребительской микроэлектронной техники, где тепловыделение на один квадратный сантиметр приближается к отметке в 100 Ватт. Для особо мощных чипов данный показатель дополнительно увеличивается.
Как оказалось, отводить тепло с такой маленькой площади очень непросто… И пока невозможно кардинально уменьшить тепловыделение упомянутых компонентов, не прибегая к очень дорогостоящим исследованиям в области технологий полупроводников и наноструктур.

Конечно, производители принимают адекватные меры – улучшали и продолжают улучшать охлаждение тех или иных узлов компьютера, продвигают в массы водяное охлаждение, разрабатывают новые конструкции воздушных СО. Яркий пример выражения этого движения на практике – нынешняя «эпоха суперкулеров», которая буквально захлестнула прилавки магазинов и умы большинства пользователей шедеврами технического искусства из меди, алюминия и тепловых трубок.
Качественная система охлаждения – залог низких температур компонентов ПК, тишины в работе, возможности разгона системы. Однако в данном случае необходимо помнить о том, что «бочку меда» можно легко испортить «ложкой дегтя».
Схематично отвод тепла от греющегося компонента (например, центрального процессора) можно отобразить так: «процессор – термоинтерфейс – система охлаждения» (кстати, теплорассеивающая крышка современного CPU контактирует с ядром через еще один тонкий слой все того же термоинтерфейса, но этот момент мы в данном материале упустим, т.к. на характеристики данного фактора пользователь повлиять не может). О связывающем компоненте, в качестве которого может выступать пропитанная различными веществами тканевая наклейка, небольшой лист фольги, паста, мазь, жидкость, большинство пользователей забывают, или же используют «то, что было в коробке» — бесплатную субстанцию, поставляемую вместе с приобретенной системой охлаждения. А многие новички ведь вообще не подозревают о существовании термоинтерфейсов и об их применении в современных компьютерах!
Оправдан ли такой подход к, казалось бы, мелочам? Далеко не всегда, поэтому сегодняшний материал призван продемонстрировать важность рассматриваемой темы и обратить внимание читателей на один из немаловажных аспектов охлаждения компонентов ПК – влияние используемых термоинтерфейсов на качество теплоотвода.
Наша цель – исследование различных веществ, которые энтузиасты применяют для того, чтобы добиться максимально эффективной теплопередачи от кристалла процессора, графического ядра, чипсета материнской платы к основанию кулера или водоблока. Тем самым обеспечивается дополнительный «запас прочности» при разгоне, или же попросту снижаются общие температурные показатели компонентов и облегчается режим работы того или иного узла ПК.

Теплопередача: немного теории

Для тех, кто забыл или не знает, что такое термоинтерфейс , приведем максимально понятное большинству определение: это та самая прослойка, состоящая из какого-либо специального вещества, которая существует между процессором и основанием воздушного кулера или водоблока.
Как Вы понимаете, поверхности самого чипа и его охладителя не идеальны в плане абсолютной ровности. В условиях массового промышленного производства часто невозможно обеспечить очень высокую чистоту поверхности, и ее геомметрическую плоскость. Даже на визуально очень ровных основаниях остаются целые участки микрогеометрии с неидеальным контактом, которые без применения термоинтерфейсов оказываются заполненными молекулами воздуха. Это могут быть миниатюрные выемки, выпуклости или микроцарапины, которые не видны невооруженным глазом.

Передача тепла меду контактирующими поверхностями осуществляется посредством кондукции . Данный термин обозначает процесс обмена кинетической энергией между молекулами веществ совместно с диффузией электронов в металлах. Передача тепла кондукцией будет иметь место при условии контакта тел с разностью температур. Во всех случаях поток тепла будет направлен в сторону падения градиента абсолютных значений. Следовательно, основная часть тепловой энергии идет по направлению от чипа к его охладителю.
Конвекция и лучеиспускание по отдельности не способны отвести огромные тепловые потоки на малой площади микрочипа, и лишь частично принимают участие в общем теплообмене.

Если немного затронуть теоретическую физику, то следует вспомнить, что теплопроводность металлов определяется колебаниями кристаллической решетки и движением свободных электронов (так называемый «электронный газ»).
С повышением температур у всех металлов электропроводность, и, как следствие, теплопроводность убывают (эти два явления взаимосвязаны и одно без другого не происходит). С понижением температур, наоборот, теплопроводность растет.
Наличие свободных электронов определяет высокую электропроводность металлов.
Зная это, становится ясно, почему при изготовлении деталей охлаждающих устройств широко применяются алюминий, медь, серебро и их сплавы. Эти распространенные металлы обладают самой высокой электро- и теплопроводностью из всех, известных массовой промышленности. К тому же им сравнительно легко придать необходимую форму путем соответствующей обработки. Приводим краткие характеристики теплопроводности наиболее доступных металлов и некоторых интересных материалов, которые применяются в тех или иных отраслях промышленности:

Но вернемся к нашим «баранам»: у нас есть две поверхности, — кристалла чипа и основания системы охлаждения, которой поручено его охлаждать. Термоинтерфейс вытесняет воздух, и образует между ними пленку, состоящую из вещества с низким тепловым сопротивлением.
Различные пасты также позволяют механически разъединить источник тепла и его охладитель, что необходимо в случае замены какого-либо компонента ПК.
Если крепежные элементы для радиаторов не предусмотрены, или же необходима более жесткая фиксация устройств теплоотвода, то применяют термоклеи и специальные наклейки. В данной статье эти виды интерфейсов не рассматриваются, однако, исходя из данных, приведенных в одном из наших более ранних , можно приблизительно оценить эффективность и другие характеристики некоторых продуктов подобного плана.

Надеемся, по теоретической части вопросов у читателей не осталось, поэтому будем двигаться дальше.

Методика проведения теста

При выборе пасты-эталона мы исходили из следующих соображений:

• массовой доступности тестового образца;
• высокой эффективности;
• удобства нанесения и смывания;
• невысокой стоимости.

Думаем, Вы уже догадались, что речь идет о довольно старом шедевре отечественной химической промышленности — пасте КПТ-8 . Залогом тотальной популярности для огромного количества пользователей является отличное соотношение «цена/качество» данного продукта.
Но не всех удовлетворяют параметры указанной пасты. Среди тех, кто интенсивно использует ПК, есть так называемые «гонщики», энтузиасты. Они жаждут славы и рекордов, форсируют режимы работы железа всеми доступными способами, выжимая тем самым мегагерцы, попугай-силы, и, как следствие, создавая более сложные условия работы различных компонентов ПК, неизменно приводящие к повышенному тепловыделению. Понятно, что в состоянии рекордной производительности система будет работать очень нестабильно. В этом случае решающее значение будет иметь каждый градус и каждый лишний ватт отведенного тепла.
В таких условиях к любому компоненту и звену системы охлаждения предъявляются повышенные требования, а к термоинтерфейсу – порой даже исключительные, ведь ничто так не ухудшит теплоотвод, как некачественная термопаста.
Как мы уже говорили, мощные микропроцессоры современных ПК, пожалуй, являются тем единственным сегментом потребительской микроэлектронной техники, где тепловыделение кристалла зачастую достигает более 100 Ватт на один квадратный сантиметр. Как оказалось, отводить тепло с такой маленькой площади очень непросто, поэтому многие фирмы занимаются исследованием и разработкой устройств и веществ, предназначенных для эффективного отвода тепла именно с центральных процессоров и ядер видеокарт.

В рамках одного неплохого теста на ПК все кажется предельно ясным и понятным. Однако, просматривая и сравнивая значительное количество обзоров и статей, опубликованных в сети, мы порой находили противоречивые данные исследований и неоднозначные выводы, сделанные их авторами.
Практически во всех случаях прямо или косвенно делался упор на процессор, на котором производилось тестирование, и применяемую систему охлаждения.
Это побудило Тестовую лабораторию сайт собрать все доступные нам термопасты и провести собственное независимое расследование с применением специального тестового стенда.
Ознакомившись с результатами исследования характеристик термопаст, проведенных на CPU, можно заметить, что в подавляющем большинстве случаев ощутить разницу между образцами со схожими характеристиками сложно. Многое зависит от архитектуры и TDP процессора. C ростом тепловыделения нагревателя разница между исследуемыми термопастами становится все более очевидной.

Мы заметили еще один интересный момент. Так, производители на упаковках своих продуктов указывают теплопроводность паст, однако ее недостаточно для того, чтобы по этому показателю определить победителя.
Причина проста — разные методы измерения теплопроводности дают различные ее значения. Даже проведение исследований по единому методу в нескольких лабораториях не исключает получения неточностей в конечных результатах. Например, паста может иметь иной контактный слой во время теста, и это прямо повлияет на цифровое выражение субъективных итогов исследования.
Безусловно, только опытным путем посредством единого _большого_ сравнения по единой методике можно обнаружить действительные отличия между участниками тестирования.

В качестве стабильного источника тепла мы выбрали доказавший свое право на жизнь экспериментальный тестовый стенд MARK Sea Launch.

На данной модификации ядро нагревателя имеет переходник с малой площадью (менее 12х12 мм), что затрудняет теплопередачу от источника тепла к крышке. Верхняя, шлифованная часть нагревателя «эмулирует» теплораспределитель процессора. Ее размеры – 25 x 25 мм, толщина — 2 мм.
При выделяемой мощности, близкой к 100 ваттам, нагреватель становится похож на мощный разогнанный процессор, охлаждать который в реальных условиях было бы очень трудно. Внедренный в сердцевину нагревателя микропроцессорный термодатчик способен регистрировать изменения температуры в десятые доли градуса.

Мощность нагревателя была установлена на значении 100 Вт. Эта величина подходила как нельзя лучше. Приятно, что значения итоговых температур получались примерно такими же, какие имеют место быть на современных процессорах со среднестатистическими СО.

Соответственно для нашего мощного источника тепла потребуется и не мене мощный охладитель, и не исключено, что жидкостный. Но на системе водяного охлаждения проводить тестирование термопаст сложно. Можно ввести ошибку в тест из-за наличия промежуточного теплоносителя (воды), действующего в перерывах между испытаниями как конденсатор. Это значит, что система будет иметь определенную инерцию. Подобные моменты всегда являются неудобным «узким местом» длительных и трудоемких исследований.
При тестировании воздушных кулеров результаты проверки оказываются более стабильными, что подтверждается испытаниями контрольных образцов через большие промежутки времени.
Основой нашей системы охлаждения является радиатор производства компании Noctua, модель NH-U12 . Данный образец собран на четырех U-образных тепловых трубках, которые контактируют с медным основанием, и солидных алюминиевых пластинах. Мы решили его немного «разогнать», и оснастили радиатор двумя 120-миллиметровыми промышленными вентиляторами Sunon KD1212-PMS1 производительностью 181 куб.м./час каждый.
Данная конфигурация позволила добиться рекордной продуктивности системы воздушного охлаждения, значительно превосходящей по мощности бюджетные комплекты СВО.
Прижим кулера осуществлялся парой винтов через стандартные отверстия для крепежа socket 939 . В процессе испытаний амортизирующие пружины отсутствовали, усилие прижима не регламентировалось. В каждом тесте винты затягивались до предела, что гарантировало образование более тонкого промежуточного слоя термопасты и, как следствие, наиболее правильный итоговый результат.

В помещении, в котором производилось тестирование, температура воздуха находилась на уровне 27,5°С, мониторинг осуществлялся непрерывно. В случае превышения порога данного значения на 1 °С (в любую сторону) стенд автоматически выдавал предупредительный сигнал, и исследование приостанавливалось.

Каждая паста по возможности проверялась не мене двух раз. При этом контактный слой наносился заново, а полученный результат уточнятся.
Для паст, которые демонстрировали неожиданные, подозрительные результаты, или же требуют некоторого времени для полного обретения ими оптимальной кондиции, тест повторялся через несколько дней* .

Просим обратить внимание на диаграммы — они заведомо построены «неправильно» для более четкой демонстрации разницы между протестированными интерфейсами. Так, за начальную взята отметка в 45°С, поэтому не пугайтесь относительно большой визуальной разницы между некоторыми веществами на графиках, отображающих итоговые результаты.

* в течение всего времени исследований в помещении держалась одна и та же температура

Параметры термопаст

Независимо от модели и названия производителя любые образцы хороших паст должны отвечать следующим требованиям:

1) наименьшее тепловое сопротивление;
2) стабильность свойств в довольно широком диапазоне рабочих температур;
3) удобство нанесения и легкость смывания;
4) неизменность свойств с течением времени.

Считаем, что на каждом из них необходимо остановиться более детально.

Наименьшее тепловое сопротивление нанесенного слоя в итоге определит предельную теплопроводность пасты для данной площади контакта. Если значения рабочих температур находятся в разумных рамках и вещество не теряет и не меняет свойств в течение всего времени эксплуатации, то параметр теплопроводности будет единственным и определяющим.

Рабочий диапазон температур
Все качественные термопасты отлично работают в домашнем компьютере при стандартных температурах. Напомним, что в ПК в большинстве случаев мы имеем дело со значениями порядка 30-80°С в месте контакта.
В рамках этого «положительного» диапазона и будет проведено сравнение.
Температуры свыше 100°С по понятным причинам не рассматриваются в принципе. Также все, что ниже нуля вплоть до -200°С — это уже экстрим, который является темой другого разговора. Как поведут себя различные пасты в таком случае, мы не знаем, и опыты в данном направлении сегодня ставить не будем.

Удобство нанесения является очень важным фактором, и если паста с большим трудом наносится тонким слоем на контактные поверхности, или очень плохо смывается, загрязняя все вокруг, то это доставляет определенные проблемы пользователю и однозначно снижает общий балл, даже не смотря на другие высокие параметры.

Стабильность свойств в широком временном диапазоне определяет «живучесть» пасты. Например, мы знаем очень много случаев высыхания или частичного подсыхания некачественных образцов КПТ-8 при ее эксплуатации даже в течение одного месяца! Естественно, термоинтерфейс, который демонстрирует подобные показатели по заданному параметру, в лучшем случае можно использовать лишь для непродолжительных тестов.

Такие характеристики, как электрическая прочность и диэлектрическая проницаемость, удельное объемное электрическое сопротивление и прочие особые показатели для любого пользователя ПК являются по большей части неактуальными.
В процессе знакомства с термопастами мы не станем останавливаться на описании физико-химических свойств, как делают это остальные, а акцентируем внимание только на главных для нас критериях.

Знакомство с термоинтерфейсами: общие впечатления

КПТ-8

Первой мы намажем нашу эталонную пасту, которую с успехом используем во всех тестах. Вы наверняка уже догадались, что речь идет об отечественной КПТ-8. Один из образцов «восьмерки» приобретался на киевском радиорынке. Начинки 10-кубового шприца обычно хватает на длительное время, но мы всегда берем пасту с запасом. Истинный производитель пасты неизвестен, какие-либо опознавательные знаки отсутствуют.
В обычные шприцы паста фасуется из большой емкости, и явно неподалеку от места последующей их продажи.
Данный образец КПТ-8 выдавливается с определенными усилиями, но при частом использовании к этому можно быстро привыкнуть.
На вид паста белая, не содержит никаких вкраплений, довольно густая.
После нанесения для корректного тестирования пасту необходимо размазать по поверхности тонким слоем. Для этих целей хорошо подходит израсходованная карточка для городских таксофонов, или же чистый палец пользователя:)
Обычно производители заявляют теплопроводность данного типа пасты в пределах 0,5-0,8 Вт/(м x K) (здесь и далее в характеристике единицы теплопроводности градусы Цельсия заменены на более распространенную единицу – Кельвины). Именно она во всех сравнительных тестах на диаграммах будет присутствовать под обозначением «Эталон».

В тестах также присутствует КПТ-8, но уже из меньшего шприца, на котором красуется красная наклейка с изображением Менделеева и названием содержимого (в народе прозвана «Менделеевской»).
Подобно первому образцу, очень распространена, но приобретается в другом месте радиорынка:).
Наносится и размазывается несколько лучше, чем предыдущая, и не такая густая. От нашего эталона ничем на вид не отличается.

Следующий образец — тоже «восьмерка», с той же «халтурной» наклейкой. Но вот называется уже как кТп-8, — это что-то новенькое! Интересно, может они чем-то отличаются? (забегая вперед, скажем, что ничем). Очевидно, с названием у продавцов-фасовщиков неувязочка вышла:).

О боже, следующий участник тестирования — тоже КПТ-8! Но на этот раз паста действительно особенная. Оригинальность заключается в применении при ее изготовлении оксида бериллия, ВеО . Данный образец в последнее время активно рекламируется в некоторых местах продажи. Правда, ее цена и «упаковка» ничем не отличаются от «Менделеевской».
Забавно, но по поводу использования в качестве теплопроводника оксида бериллия (ВеО) в Сети ходят легенды. Бытуют слухи о том, что это — редкая паста военно-космического целевого назначения с потрясающими характеристиками.

В нашем случае перед глазами возникают смутные картины из фантастического фильма «Тень», бериллиевая сфера, древнее зло, и все такое;).
Как бы там ни было, но в указанном ГОСТе 19-783-74 по поводу оксида бериллия вообще ничего не сказано, собственно как и не сказано о точном составе пасты.
Для тех, кто не знает, напомним, что в традиционной КПТ-8 теплопроводником является мелкодисперсный оксид ЦИНКА. А бериллий?
Поднятая информация аналитической химии данного металла говорит о том, что действительно, оксид бериллия сочетает высокие показатели теплопроводности и низкую электропроводность. Он применяется в специальной керамике и во многих отраслях науки и техники. Вполне возможно, что на основе ВеО можно изготовлять и термопасты.
Кстати, соединения бериллия определенно ядовиты, но степень данного показателя зависит от конкретного соединения. Про токсичность оксида достоверной информации не выявлено, как и собственно самого факта наличия ВеО в рассматриваемой пасте.
Для установления истины необходимо проводить химический анализ пасты, а это уже является определенной проблемой для любой тестовой лаборатории даже больши х интернет-ресурсов. Поэтому мы ограничимся только тестом.

АлСил-3

Очень популярная среди отечественных пользователей термопаста. Производится московской фирмой «Джи Эм Информ». В Интернете о рассматриваемом веществе ходит очень много слухов. Видимо, один из поводов для этого — ее максимальная заявленная теплопроводность, которая равна примерно 2 Вт/(м x K), простив 0.8 у КПТ-8. На форумах некоторые пользователи рапортуют об отличных результатах с применением АлСил-3, в отличии от иной отечественной соперницы, а другие же не чувствуют никакой разницы, или же наоборот, больше одобряют «восьмерку». Утверждают, что существуют подделки АлСил-3 на основе зубной пасты* . Также есть предположения, что производитель экспериментирует/экономит, и не всегда гарантирует стабильно высокие характеристики выпускаемой продукции.
* для интереса мы протестировали и зубную пасту, чтобы узнать, можно ли таким способом изготовить подделку; данные исследования смотрите в конце статьи

На тесты к нам попали два образца рассматриваемого вещества — оригинальная, фирменная АлСил-3, выпущенная во втором квартале 2006 года:

И еще один шприц чуть больших размеров с маркировкой АлСил-3:

Визуальное сравнение показало, что пасты из обоих шприцов ничем не отличаются. Вещество в каждом случае имеет характерный серый оттенок. Эта особенность АлСил-3 продиктована наличием в ней нитрида алюминия, который выступает в роли теплопроводника. В составе никаких вкраплений нет. Паста выдавливается просто и размазывается легко. Из двух наших образцов АлСил-3 в большем шприце был выпущен довольно давно, ориентировочно в 2002 году. Тем не менее, в процессе тестирования разницы между пастами не обнаружено.

Данный термоинтерфейс поставляется с кулерами компании akasa.
Паста находится в небольшом шприце, имеет белый цвет, по сравнению с нашим эталоном она боле жидкая и легче поддается размазыванию.

Заявленный производителем коэффициент теплопроводности составляет более 7,5 Вт/(м x K). Теоретически это примерно в 7 раз больше, чем у КПТ-8! А что же будет на практике?… Тестирование покажет!

AOS — очень известный за рубежом производитель термоинтерфейсов.
К нам на тестирование попала силиконовая паста, #54013, упакованная в фирменный шприц.

Имеет белый цвет, наносится легко. Смывается без особых проблем. По консистенции — весьма жидкая.
Задекларированная теплопроводность данного образца составляет 0,73 Вт/(м x K).

Apus–TMG 301

Этот образец мы достали из комплекта кулера XC-801 от компании LEXCOOL.

Паста обладает небольшим сероватым оттенком и напоминает АлСил-3.
Консистенция — довольно жидкая. Указана теплопроводность порядка 4,5 Вт/(м x K).

Arctic Cooling MX-1

Данная паста – один из нетрадиционных продуктов швейцарской компании Arctic Cooling , специализирующейся на производстве тихих и качественных систем охлаждения. Мы уже о данном продукте, поэтому не будем останавливаться на деталях.
Субстанция находится в фирменном шприце, который, кстати, несколько месяцев назад изменил свой внешний вид. Паста пепельного цвета. Выдавливается небольшими комками. Для правильного нанесения ее нужно втирать в основание системы охлаждения и крышку процессора. Заметим, что на обе поверхности нужно нанести очень немного пасты, излишки убрать.
Это — «старый» вариант фасовки:

А вот паста в новой упаковке в более тонком и длинном шприце:

Arctic Alumina

Данная паста – детище, наверно, самого известного и разрекламированного зарубежного производителя термоинтерфейсов – компании Arctic Silver .

Arctic Alumina изготавливается на основе оксида алюминия. Паста белая, наносится на поверхность легко, так же легко размазывается. Заявленная теплопроводность составляет более 4.0 Вт/(м x K).

Arctic Ceramique

Теплопроводником в пасте является смесь оксида алюминия, оксида цинка и нитрида бора; пропорцию веществ производитель не указывает.

Arctic Ceramique, как и вся тестируемая нами продукция компании Arctic Silver, изготовлена на базе фирменной высокостабильной полисинтетической основы. С нанесением и смыванием продукта проблем не возникло.

Arctic Silver 3

Одна из самых известных паст на основе серебра. Состав представляет собой темно-серое вещество с зеленоватым оттенком.

Производитель указывает содержание приблизительно 70% мелкодисперсного серебра по объему пасты.
Субстанция выдавливается и наносится без проблем, убирается быстро и просто.

Antec Reference

Взглянув на шприц, несложно догадаться, где и кем произведена паста.

Занятно, что на упаковке заявлено уменьшение температуры процессора на величину от 4°C до 15°C благодаря применению данной термопасты. Мы так и не смогли понять, в каком именно случае можно достичь столь выдающихся показателей… Возможно, маркетологи компании-производителя имеют ввиду разницу между установкой кулера без применения какого-либо термоинтерфейса, и с использованием Antec Reference:)
Рассматриваемый продукт имеет абсолютно те же характеристики, что и Arctic Silver 3, и проведенные тесты это подтверждают.

Arctic Silver 5

Данный продукт пришел на смену Arctic Silver 3, и имеет улучшенные характеристики. На этот раз указывается наличие в составе пасты уже 88% мелкодисперсного серебра высокой чистоты.

Вещество темно-серого цвета, довольно густой консистенции. Чтобы размазать пасту идеальным тонким слоем, нужно потратить определенное время.
Заявленная теплопроводность данного продукта впечатляет — порядка 8,7 Вт/(м x K).
Многие известные фирмы используют продукцию Arctic Silver под своим брендом, нередко и со своей упаковкой. Например, Arctic Silver 5 именуется как Thermal Grease №2 у фирмы Thermaltake.

Данная термопаста идет в комплекте с системой водяного охлаждения Asetek WaterChill KT03A.
Субстанция содержится в плотном пакетике белого цвета, которого хватит на несколько применений.

Паста белая, местами жидкая, но в основном идет небольшими сгустками. Размазывается нормально, смывается легко.

Data Сooler

Данный термоинтерфейс поставляется в пакетиках с кулерами, выпущенными под одноименным брендом.

Паста очень напоминает польскую W.P. — гораздо более жидкая, чем КПТ-8. С нанесением проблем не возникло.

Стандартная «силиконовая» термопаста.

За рубежом DC- 340 встречается у многих производителей химической продукции. Наша паста находится в пластиковом тюбике. При выдавливании оказывается, что она весьма густая, тянется, имеет белый цвет. Типовая теплопроводность DC-340 — 0.42 Вт/(м x K).

Fanner 420

Данная термопаста также известна как Evercool 420, а на самом деле перед нами продукт от Stars с тем же цифровым обозначением — 420. Как видите, этот термоинтерфейс является очень популярным среди многих поставщиков.

Паста белого цвета, очень жидкая. Указанная теплопроводность — 2,062 Вт/(м x K).

GeIL GL-TCP1b

Довольно интересный образец. Напомним, что фирма Geil производит оперативную память. Тюбик термопасты когда-то можно было приобрести отдельно, или же найти в комплекте с некоторыми модулями, как бесплатный бонус для покупателя.

Состав очень красивый, если так можно выразиться, золотистого цвета. Производитель указывает наличие в нем 5% меди и 5% серебра (по объему).
Интересно, какой теплопроводностью обладает данный «микс»? На этикетке шприца можно обнаружить значение 1,729 Вт/(м x K), что, скорее всего, похоже на правду. Однако реальную эффективность GeIL GL-TCP1b определит тестирование.
Состав данной пасты жидковат, однороден, наносится пластами, размазывается легко. Эта субстанция удаляется немного легче, чем приснопамятная «серебрянка».

Gigabyte

Данную пасту мы выудили из комплекта СВО Gigabyte 3DGalaxy.

Отметим, что производитель дает далеко не полный шприц, и вещества хватает только для одной-двух установок водоблока на процессор.
Паста белая, весьма жидкая.

Koolance

Данный образец достался нам из комплекта СВО Koolance Exos. Собственно перед нами – Stars 360 , имейте это ввиду.

Паста пепельного цвета. Густая, но размазывается сравнительно легко. Заявлена довольно высокая теплопроводность – порядка 4,5 Вт/(м x K).

Данный продукт входит в комплект кулеров производства Noctua . Паста находится в маленьком шприце, заполненном до отказа.

Субстанция белого цвета, ничем не примечательная, жидкая и скользкая.

Pasta Siliconowa

Данная паста довольно распространена в продаже. Изготовляется в Польше. Надеемся, Вы понимаете, что в «силиконовых» пастах теплопроводником является не то вещество, которое применяется для увеличения определенных частей тела представительниц женского пола, а в основном оксиды металлов:).

Паста содержится в жестяном тюбике. Цвет белый; густая, как и наш эталон, но наносится и размазывается легко.
Отметим, что выдавливать пасту из такого тюбика крайне неудобно.

Следующая термопаста — тоже польская, фасуется в одноразовые пакетики. Опознавательные знаки отсутствуют, но у продавца удалось выяснить аббревиатуру данного вещества — W.P.

Паста весьма жидкая, наносится очень хорошо, тонким слоем.

Panasonic

Не удивляйтесь, что известная компания Matsushita Electric Co. (владелец торговой марки Panasonic), кроме прочего, выпускает термопасты для применения на собственном производстве.
Вещество, предназначенное для розничной продажи, фасуется в круглой маленькой баночке с красной крышкой.

Сама паста оказалась похожей на взбитые сливки, «воздушной». Как только кулер будет установлен на процессор, он моментально выдавит лишнее количество вещества наружу, так что за тонкий рабочий слой в данном случае можно не переживать.

Возможно, это продукт компании Stars. Многие производители используют термопасты от данного вендора, зачастую «перевыпуская» их под своей маркой.

Указанная на шприце теплопроводность состава – 0,88 Вт/(м x K), что очень похоже на характеристики нашего эталона. Паста белая, очень жидкая и легко поддается размазыванию.

Shin-Etsu

Мы не можем назвать точную модель данного вещества, однако купить его не составит особой проблемы. В некоторых случаях пользователю может достаться упаковка, которая будет снабжена наклейкой. Если верить заявлениям продавцов, данные шприцы наполняются термопастой именно компании Shin-Etsu MicroSi, Inc.

Номинальных характеристик продукта выяснить не удалось. Паста белая, очень похожа на «Менделеевскую» КПТ-8. Наносится нормально, немножко «скользкая».

Stars (soft pack)

Очередной продукт, произведенный компанией Stars. Возможно, он ничем не отличается от прочих похожих веществ.

На вид паста белая, несколько скользкая, консистенцией напоминает вещество из комплекта кулеров Data Cooler.

Stars silver

А это — нестандартная термопаста от Stars, очень похожа на Titan TTG-S104. Вещество хорошо наносится и размазывается по поверхности теплораспределительной крышки процессора.

Правда, во время его смывания возникают те же проблемы, что и с «серебрянкой».

Stars 700

Подобно другим сородичам от данного производителя, также весьма распространенный образец. Занятно, что в составе пасты изготовитель указывает наличие 25% серебра по объему. К сожалению, проверить данное заявление в рамках сегодняшнего теста мы не сможем.

Указанная теплопроводность — 7,5 Вт/(м x K). Состав серебристого цвета, ложится слоями. Очень напоминает «титановскую серебрянку».

Aero 700

Паста из комплекта кулеров компании Aerocool.

Фактически перед нами — Stars 700, но в другой упаковке: всё те же 25% серебра по объему и теплопроводность на уровне 7,5 Вт/(м x K).

Sil more

Паста поставляется в прозрачном полиэтиленовом пакетике. На вид белая, очень жидкая.

При выдавливании на крышке процессора, кроме пасты, появляется еще какая-то прозрачная субстанция. Наносится данный термоинтерфейс легко, смывается просто.

Shin-Etsu MicroSi G-751

На шприце, кроме опознавательного знака в виде наименования производителя, больше ничего не было, но нам удалось узнать истинное название продукта — G-751.

Паста входила в комплект одного из кулеров для серверных процессоров Intel Xeon. Состав имеет серый цвет, довольно густой, находится в тонком и длинном шприце. Заявленная производителем теплопроводность составляет 4,5 Вт/(м x K).

Shin-Etsu MicroSi MPU-3.7

Этот образец термопасты сохранился у нас еще с эпохи процессоров AMD Athlon XP (K7)!

Интересно, какой результат продемонстрирует данная субстанция. Сама паста темно-серого цвета, очень густая.
MPU-3.7 намазывается не лучшим образом, если так вообще можно выразиться. Подобно Arctic Cooling MX-1, для нормального нанесения тонким слоем ее необходимо втирать в поверхность.

Titan TTG-S104, -S103 (silver)

Данная субстанция ранее поставлялась в маленьком пакетике или в шприце с кулерами производства Titan . У нас она является одной из самых известных и распространенных термопаст. За специфический цвет и состав получила прозвище «серебрянка».

Паста действительно серебристого цвета, но не более того: как нам кажется, серебро в составе отсутствует по определению, хотя производитель заявляет какие-то проценты. Похоже, что теплопроводником является мелкодисперсный порошок алюминия.
Выдавливается паста легко, на поверхность ложится слоями, размазывается хорошо. Фасовка в шприце более удобная, так что при выборе между S104 и S103 не теряйтесь — разницы между ними, кроме как в упаковке, нет, перед нами — одно и то же вещество. Особенность «серебрянки» проявляется в момент смывания данного интерфейса — состав стремительно, как будто целесообразно и самопроизвольно, оказывается на некоторых участках Вашего тела, и на предметах, подвергшихся малейшему контакту с пастой или запачканными руками пользователя.
Настолько «грязного» термоинтерфейса мы, пожалуй, еще не встречали.

Titan Nano Blue

Один из вариантов замены классической «серебрянки». В виде небольшого шприца входит в комплект кулеров и систем водяного охлаждения от Titan. Является весьма распространенным образцом, а вот насколько удачным – покажут испытания.

Сам состав шприца — радикального синего цвета, ложится пластами, размазывается не самым лучшим образом. Номинальная теплопроводность — более 2,5 Вт/(м x K).

Titan Nano Grease TTG-G30010

Данный термоинтерфейс является самым новым продуктом подобного класса от Titan. Судя по всему, он заменит собой известную пасту Nano Blue.
Продукт, попавший на тестирование, поставляется в небольшом сплюснутом шприце, который идет в комплекте с новыми кулерами от рассматриваемого производителя.
Состав имеет серый цвет. Паста очень густая, вязкая и плотная, поэтому для равномерного нанесения потребуется некоторое время. Заявленная теплопроводность — 4. 5 Вт/(м x K).

Стоит отметить, что такая же термопаста доступна отдельно в розничной продаже:

Единственное отличие от протестированного нами образца – поставка в шприце заметно большего объема и, как следствие, маркировка TTG-G30030 .

Thermopox

Перед нами — продукция известной в определенных кругах компании Amepox .

Рассматриваемое вещество взято из двухкомпонентного набора, предназначенного для приклеивания радиаторов к корпусам чипов памяти и/или силовых транзисторов. Теплопроводником является довольно оригинальная смесь, основу которой составляет жидкая мелкодисперсная медь.
Указанная теплопроводность состава — 6,4 — 6,8 Вт/(м x K).

Zalman CSL 850

Очень распространенный образец. Данная паста входит в комплект подавляющего большинства кулеров производства Zalman, что и определяет ее массовую доступность и широкую популярность.

Состав находится в миниатюрном жестяном тюбике, которого хватает на два-три использования. Паста белого цвета, относительно жидкая, легко наносится. Заявленная теплопроводность — 0.837 Вт/(м x K). Многие постоянно используют CSL 850 и отзываются о ее хороших свойствах, лучших, чем у КПТ-8. Тем не менее, данные термопасты весьма похожи, и, скорее всего, их эффективность находится примерно на одном уровне. Так это или нет – покажет тестирование.

47 D90T8-010 GFC-M1

Перед нами — паста темного пепельного цвета. Никаких опознавательных знаков, кроме маркировки, и происхождения вещества определить не удалось.

Рассматриваемый продукт входил в состав одного из наборов для самостоятельной сборки ноутбука. Но раз она подвернулась под руку – почему бы и не протестировать?!

Coollaboratory Liquid Pro

Данное вещество является первым серийным термоинтерфейсом на основе жидкого металла. Те, у кого было интересное детство, наверняка били градусники за гаражами и раскатывали шарики ртути. Так вот, данный состав навеивает ностальгию по былым затеям и экспериментам с жидкими металлами. Вещество имеет характерный блестящий металлический цвет.

Это сплав не испаряется, не такой токсичный, как ртуть, и не образует настолько опасных соединений. Данный термоинтерфейс состоит из редкоземельных металлов, сплавленных в определенной пропорции. Температура его плавления оказывается ниже комнатной. Но это еще не значит, что с Liquid Pro можно делать все, что угодно. Как и ртуть, этот металл вступает в химические реакции со многими другими металлами. Так, на алюминиевых деталях через некоторое время вырастают хлопья оксида, а сами они в прямом смысле разлагаются и растворяются в месте контакта (подобное поведение характерно для галлия). При этом образуются трансметаллические соединения. На меди данный процесс тоже будет происходить, но не так быстро и далеко не настолько явно.
К сожалению, Liquid Pro еще и наносится весьма затруднительно.
Все попытки намазать жидкий металл будут тщетными, если не будут выполнены несколько условий, гарантирующих должный эффект. Соприкасающиеся поверхности чипа и кулера должны быть чистыми и гладкими, медь не должна иметь окислов. Лучше всего наждачной бумагой с мелким зерном (ноль) предварительно обработать подошву устройства охлаждения, после чего обезжирить спиртом. Крышку процессора тоже следует обезжирить.
Подготовьте ватный тампон. Из шприца выдавите небольшой шарик Liquid Pro на поверхность, ваткой надавите на шарик. Металл войдет в волокна ваты, и будет там удерживаться. Теперь нужно втирать его в поверхность с небольшим усилием. Если поверхности действительно чистые, то результат не заставит долго ждать. Иные способы, такие как размазывание кисточкой или ветошью, редко приносят результат. В большинстве случаев Вы будете катать металл в виде шариков, пока они не скатятся куда-то вниз, под подложку процессора или просто на текстолит платы (проверено).
А когда вы трете ватой по поверхности, то снимаете тончайшую оксидную пленку с меди, что способствует адгезии.
Необходимо отметить, что Liquid Pro – металл, и он является просто отличным проводником электричества. Ни Arctic Silver 5, ни тем более всякие «серебрянки» в этом плане вообще не сравнятся с ним. Обращаться с этим веществом нужно очень аккуратно, ведь один маленький шарик, незаметно скатившийся на контакты какого-либо чипа, способен создать короткое замыкание и навсегда вывести из строя всю Вашу систему. Если работать аккуратно и не спеша, и следовать простейшим рекомендациям, мерам предосторожности — все будет нормально.
Для Liquid Pro изготовитель указывает теплопроводность более 80 Вт/(м x K).

Результаты тестирования

В зависимости от полученных данных мы разделили все образцы на пять категорий, исходя из продемонстрированного ими уровня теплопроводности:

1) худшая теплопроводность (The Worst Thermal Conductivity)
Попавшие в данную группу пасты использовать в ПК не рекомендуется.

2) среднестатистическая теплопроводность (Medium Thermal Conductivity)
В данную категорию попали относительно простые и недорогие термопасты, которые способны удовлетворить запросы большинства пользователей, для которых пара-тройка «лишних» градусов на процессоре не являются решающими.

3) хорошая теплопроводность (Good Thermal Conductivity)
Термоинтерфейсы рекомендованы требовательным пользователям, которые предпочитают использовать проверенную на деле продукцию известных марок. Для данной категории исключительно высокое качество и стабильность характеристик паст находятся на первом месте.

4) отличная теплопроводность (Very Good Thermal Conductivity)
Образцы паст, которые попали в данную категорию, имеют впечатляющие характеристики и могут быть рекомендованы тем, кто серъезно увлекается разгоном или всячески хочет снизить температуру процессора, графического чипа, памяти любым способом, даже на относительно незначительную величину.

5) выдающаяся теплопроводность (Outstanding Thermal Conductivity) – наивысшие, превосходные показатели среди всех термоинетерфейсов.
Вещества, представленные в этой категории — достойный выбор тех, кто по праву считает себя настоящим энтузиастом.

Худшая теплопроводность

В категорию проигравших попали всего несколько паст. Они — самое худшее из того, что мы тестировали, но в сравнении с различными экзотическими веществами-альтернативами термоинтерфейсов не выглядят настолько плохо и безнадежно:

Откровенно говоря, мы не ждали такого результата как минимум от продукта Titan. Оказывается, «бесплатная» Nano blue оказалась просто безнадежной… Для точности полученных результатов данная паста была протестирована несколько раз и стабильно демонстрировала худший результат.
Использовать ли два вещества, представленные на диаграмме — решать каждому пользователю, но на рынке присутствует достаточное количество ощутимо лучших продуктов, которые часто можно найти в комплекте недорогих систем охлаждения центральных процессоров или в отдельной продаже, и применять именно их.

Среднестатистическая теплопроводность

Данная группа — наиболее многочисленная. В нее попал и наш эталон, КПТ-8. Паста в целом показывает удовлетворительные характеристики, однако следует отметить, что в своем ценовом диапазоне она практически не имеет явных конкурентов.
Как оказалось, вязкость и теплопроводность КПТ-8 может незначительно меняться, в зависимости от конкретного образца и места его производства. Тем не менее, на конечный результат это влияет очень и очень мало.
В нашем случае отличия имеющихся паст составили всего 1°С, что действительно очень немного.
Несколько слов хотелось бы сказать и об АлСил-3. Говорят, что данная паста имеет бо льшую теплопроводность, нежели другой продукт отечественного химпрома, и позиционируется как замена КПТ-8. Но в результате испытаний так и не проявились какие-либо качественные отличия АлСил-3 от хорошей КПТ-8 ни по итоговой теплопроводности, ни по удобству нанесения и удаления. Лаболатория сайт вынуждена констатировать тот факт, что АлСил-3 не может потенциально конкурировать с «кпт-шкой», так как не имеет абсолютно никаких преимуществ в характеристиках перед последней. В довесок она имеет бо льшую стоимость и менее распространена, что делает КПТ-8 более выгодной покупкой.

В данную тестовую группу попали многие зарубежные термопасты, которые показали удовлетворительные характеристики и шли на одном уровне с нашим эталоном, а в ряде случаев были незначительно лучше.
Все они — просто нормальные «рабочие лошадки», которые ни в коем случае не следует выбрасывать из комплекта новенькой системы охлаждения и сразу же искать замену. Данные термоинтерфейсы рекомендуются тем, кто не стремится к установке мировых рекордов, но все-таки умеренно разгоняет компоненты своего ПК.
Также в группу «середнячков» попали многие пасты на основе металлов. Отображенные на диаграмме образцы не оправдывают возложенные на них надежды (вспомните декларирование наличия серебра в составе отдельных веществ и высокие заявленные показатели теплопроводности). Они оказываются ничем не лучше качественной «восьмерки», а вот загрязнение всего и вся при работе с такими пастами Вам обеспеченно.

Хорошая теплопроводность

Как вы знаете на зарубежных сайтах продукцию фирмы Arctic Silver практически боготворят, и в каждом тестировании отзываются самыми лестными словами. В последнее время наблюдается тотальное преклонение пользователей перед новым идолом в лице- Arctic Silver-5…
Мы провели детальную проверку, чтобы выявить истинные преимущества термопаст этой уважаемой фирмы.

Оказывается, Arctic Alumina ничем не лучше «менделеевской» КПТ-8.
В группу Good Thermal Conductivity Alumina попала исключительно как продукт стабильно высокого качества.
Arctic Silver 3 на основе серебра действительно выигрывает 2 градуса у эталона.
Arctic Silver 5 выигрывает уже целых 3 градуса, что является поистине достижением для термопаст данной серии.
Все бы ничего… Но вот Arctic Ceramique вносит небольшой хаос в наши ряды! Она демонстрирует практически те же характеристики что и Arctic Silver 5, а наносится значительно легче. И данный результат – не ошибка, ведь тесты, проведенные даже через несколько недель, показывали тот же результат.
В таком случае мы определенно можем заявить, что Arctic Ceramique является весьма удачной покупкой.
Что касается Arctic Silver 5, так она эффективно продается, отчасти из-за тотальной веры пользователей в силу благородного серебра;). Она является одной из самых качественных и удачных термопаст на рынке. Кроме того, рассматриваемый продукт не вызывает никаких трудностей при нанесении и удалении, и смело может быть рекомендован тем пользователям, которые не стремятся сэкономить копейку на покупке термоинтерфейса. В данную группу также попали некоторые другие пасты от менее известных производителей, достать которые для большинства рядовых пользователей будет задачей не из легких.

Отличная теплопроводность

Прежде всего, порадовала термопаста TTG -G30010 от Titan – она не только продемонстрировала один из лучших результатов в тесте (даже лучше, чем Arctic Silver 5), но и не страдает «детскими болезнями», присущими Nano Blue и Silver Grease. Если в довесок ко всему учесть ее розничную цену – то у нас появился настоящий убийца не только КПТ-8, но и многих более эффективных термопаст, не взирая на цену последних! Невзрачное вещество из шприца от Gigabyte, как и Apus –TMG 301 и Shin-Etsu MicroSi G-751, также продемонстрировали впечатляющие результаты, но они менее распространены, чем вышеназванный продукт от Titan, поэтому не стоит прилагать особых усилий для их поиска в точках продажи.

Выдающаяся теплопроводность

В последней группе представлены лучшие из лучших – термопасты, которым не смогли составить конкуренцию ни массовые продукты, ни прочие широко разрекламированные и дорогие вещества.

Паст-чемпионов у нас – всего три, и то самую выдающуюся из них пастой назвать сложно. Coollaboratory Liquid Pro – действительно лучший на сегодняшний день термоинтерфейс. Он продемонстрировал максимальную эффективность и еще один раз подтвердил ту славу, те легенды, которые уже бродят по Интернету о данном продукте.
Тем не менее, у него есть ряд значительных недостатков – очень высокая стоимость, трудности нанесения на контактные поверхности, электропроводность, относительно узкая география распространения (в основном — большие города-мегаполисы). Те, кому важна каждая десятая доля градуса на процессоре, чипе видеокарты, спокойно могут закрыть глаза на все недостатки, присущие Liquid Pro, но более рациональным покупателям следует обратить внимание на продукт Arctic Cooling – термопасту МХ-1.
То, что делает швейцарская компания, зачастую демонстрирует более высокую эффективность, чем продукты конкурентов, и термоинтерфейс не стал исключением. Если присмотреться к его упаковке, то на обратной стороне можно заметить таблицу сравнения MX-1 с распространенными образцами, в том числе с Arctic Silver 3. Некоторым из нас было сложно поверить в то, что данная паста может настолько хорошо соперничать с более именитыми конкурентами, но проведенное тестирование все ставит на свои места.
MX-1 демонстрировала устойчивый результат уже с первого нанесения, — отрыв от эталона составил не менее 5°С!
А что же будет через указанные 200 часов, которые нужны для обретения пастой оптимальной кондиции? Для этого кулер оставался прижатым на стенде ровно 200 часов, через каждые 24 часа делался замер показателей продукта швейцарцев. К сожалению, в процессе испытаний на тестовом стенде паста лишь незначительно улучшила свой результат — на несколько десятых градуса, что не вызывает особого восторга. Тем не менее, очевидные преимущества MX-1 на лицо!
Единственная неприятность, связанная с продуктом Arctic Cooling – относительная сложность его нанесения на крышку процессора и/или основание системы охлаждения. Тем не менее, этих минусов гораздо меньше, чем у Coollaboratory Liquid Pro.
Shin-Etsu MicroSi MPU- 3.7 также продемонстрировала очень хороший результат, но есть одно «но» — рядовому пользователю найти подобный продукт наверняка будет не под силу. При поиске данного вещества можно надеяться только на фортуну, не более, поэтому советуем обратить больше внимания на другие термоинтерфейсы, предоставленные на диаграмме веществ Outstanding Thermal Conductivity.

Bonus: тест веществ, не являющихся термоинтерфейсами

Природный интерес энтузиастов к поиску приключений на свою голову прокрался и в сферу охлаждения – многие оверклокеры используют (или, по крайней мере, пытаются использовать) вместо привычных большинству паст нестандартные и экзотические вещества. Кто-то рапортует о получении очень высокой теплопроводности, другие просто используют оригинальные субстанции, чтобы выделяться из общей массы или избежать похода на рынок:) В любом случае, данная тенденция существует. Именно поэтому мы решили проверить, насколько успешно некоторые популярные и экзотические вещества могут заменить реальную термопасту.
Вот – результаты проверки тех субстанций, которые были протестированы:

Думаем, полученные цифры не лишним будет прокомментировать, ведь суровая реальность портит относительно радужную картину, изображенную на диаграмме.

Горчица «Русская»
Да, температура установилась именно на таком интересном в цифровом плане значении, — 66,6°С. Однако если ждать определенно долго, то становится понятно, что влага медленно испаряется из этого острого продукта, а между теплораспределительной крышкой процессора и подошвой кулера остается сухой концентрат. После теста его снова можно будет превратить в нормальную горчицу путем добавления небольшого количества воды:).
Надеемся, никто из здравомыслящих читателей не станет заниматься подобными опытами на домашнем компьютере.

Нефрас С4-155/200 (Уайт спирит)
Растворитель. С ним датчик тестового стенда в определенный момент зафиксировал относительно стабильную температуру нагревателя в районе 65,5°С. Правда, указывать полученное значение здесь не совсем корректно. Дело в том, что температура нагревателя достигла 65,5°С, и ее рост замедлился, но со временем показания цифрового термометра постепенно увеличивались. Причина проста — растворитель легко испарялся и вместо теплопроводящего вещества мы через определенное время получили бы воздушную прослойку между крышкой процессора и подошвой кулера.

Спирт изопропиловый
Странным оказалось то, что температура при использовании данного вещества остановилась на значении 63°С (растворитель же показал 65°С, а их физико-химические свойства весьма схожи). Правда, через некоторое время температура начала медленно расти. Как и следовало ожидать, спирт испарялся.

Масло машинное ТП-22
Применяется для смазки лентопротяжных механизмов. Мы попробуем использовать его как термоинтерфейс. Тем более, именно различные типы машинных масел часто используют оверклокеры вместо привычных термопаст.
Учитывая, что это обычное минеральное масло, результат по теплопроводности оказался весьма скромным и ожидаемым. Правда, данное вещество не испаряется при таких температурах, и к тому же, является хорошим изолятором.
Итог: как термоинтерфейс для процессора ТП-22 никуда не годится.

«Хадо»
Напоминает Литол, но обладает немного лучшими характеристиками; применяется для смазки различных механизмов, уменьшает их трение и износ.
На overclockers.ru многим из нас наверно доводилось читать , в которой автор использовал Литол вместо пасты в своем компьютере.
63,6°С стабильно. Результат — действительно лучше, чем у минерального масла, но даже до уровня худших термопаст не дотягивает, и поэтому он не может быть рекомендован для использования в ПК.

Масло подсолнечное пищевое нерафинированное «Ямрань» 🙂
Очень интересно. В итоге получился весьма стойкий (хотя и плохой) результат. Температура нагревателя — 62°С стабильно.

Бензин
62,5°С.
Бензин испаряется, температура медленно растет, как и в случае со спиртом.

Масло часовое низкотемпературное МН-30
60,5°С стабильно. Уже лучше. Так мы скоро догоним худшие термопасты:)

Pilot Gold, маркер золотистого цвета
Для применения в качестве термоинтерфейса использовалась пропитка, содержащаяся во внутреннем волокнистом «стержне». 57,5°С – очень даже неплохой результат, но, поскольку краситель маркера имеет спиртовую основу, температура при проверке оказывается нестабильной и медленно растет по мере испарения вещества.

Паста зубная «Жемчуг»
Итак, пробуем подделать классическую белую термопасту. Говорят, что КПТ-8 и АлСил 3 подменяют именно дешевой зубной пастой. Сравнение покажет, насколько данные убеждения верны!
Четкий запах ментола, да и консистенция не та. Вы бы наверняка отличили любую зубную пасту от КПТ- 8:)
Тестовый результат – 55,5°С! Мы не поверили своим глазам, — это же истинная КПТ-8! По эффективности — даже немного лучше нашего эталона.
Нет, подождите. Не бегите мазать процессоры зубными пастами! Результат в любом случае окажется нестабильным, ведь в составе любого средства для чистки зубов есть вода, а она со временем испаряется, и температура нагревателя медленно растет. Паста же становится теплоизолятором, превращаясь в некое подобие мела.

Вода питьевая
54°С.
Посмотрите, вода оказалась на 2 градуса лучше нашего эталона! h30 действительно способна творить чудеса. Без воды не было бы и жизни на нашей планете. Правда, от законов физики не уйти: вечный круговорот влаги в природе все портит… Вода испаряется и температура нагревателя со временем растет. Поэтому как термоинтерфейс использовать ее нельзя. Кроме того, даже при проведении тестов «ради спортивного интереса» в реальном компьютере есть риск залить околосокетное пространство, что может привести к короткому замыканию и выходу компонентов ПК из строя.

Подводя промежуточный итог, необходимо отметить, что у нас получились весьма любопытные результаты. Тем не менее, ни в коем случае не спешите менять штатную термопасту в Вашем компьютере на зубную пасту, или, что хуже, заливать крышку процессора водой! На специальном оборудовании, защищенном от коротких замыканий, и для кратковременных тестов мы могли себе это позволить.
Кроме того, есть один немаловажный момент: подавляющее большинство рассмотренных в этом разделе веществ содержат в себе спирт или воду (или таковыми являются). Они при нагреве теплосьемника весьма интенсивно испаряются, что приводит к полной «самоликвидации» использованного термоинтерфейса!
Также в некоторых заменителях могут содержаться химически активные вещества, которые вызывают коррозию подошвы кулера или водоблока! Яркий пример, подтверждающий это – проверенная зубная паста. Вначале она демонстрирует результат, лучший, чем у КПТ-8, однако уже через час-два во время работы компьютера содержащаяся в ней влага практически полностью испаряется, и «Жемчуг» превращается в теплоизолятор! Сняв кулер с процессора после такого испытания, Вы увидите, что его медная подошва покрыта налетом темного цвета, который удаляется только посредством шлифовки. Поэтому во избежание неприятностей ни в коем случае не повторяйте тесты, подобные нашему, в домашних условиях!

Заключение

Тестирование завершено – пора подводить итоги. Для большей наглядности полученных результатов показатели всех термопаст отображены на одной сводной диаграмме:

Абсолютный лидер теста, термоинтерфейс на основе жидкого металла Coollaboratory Liquid Pro , за выдающиеся показатели эффективности награждается почетным знаком сайт Certified Hardcore :

Вспомнив целый ряд его особенностей, которые запросто можно назвать недостатками, мы решили отметить другой термоинтерфейс, Arctic Cooling MX-1 , аналогичной наградой, сайт Certified Hardcore :

Он намного больше напоминает привычные термопасты, нежели «жидкий металл», широко распространен и почти не имеет недостатков.
Продукт TITAN COMPUTER CO. LTD., Nano Grease TTG-30030 , благодаря массовой доступности, демократичной стоимости и очень высокой эффективности заслужил награду сайт King of the Hill :

Напоследок необходимо акцентировать внимание на том, что перед Вами — четкий сравнительный тест множества термоинтерфейсов по единой методике, на стабильном источнике тепла в одних и тех же условиях.
Мы не можем со 100%-ной уверенностью говорить об истинности или объективности полученных результатов, как не можем говорить и о достоверности тестов на реальном центральном процессоре. На многих реальных системах результаты немного разнятся ввиду изменчивости условий и влияния множества сопутствующих факторов на сам процесс исследования, поэтому сделать однозначное и единственно верное заключение не представляется возможным.
Как бы там ни было, а полученные результаты наглядно демонстрируют разницу между отдельными термоинтерфейсами, и их не стоит оставлять без внимания. Мы приложили все силы, чтобы представить Вам субъективное отображение объективной истины об эффективности различных теплопроводных паст!

Читателям необходимо помнить, что во многом повторение результатов, полученных на тестовом стенде, в случае тестов на центральном процессоре будет зависеть от архитектуры последнего, особенностей встроенного термодатчика, и в первую очередь от уровня тепловыделения. Так, при TDP=35 Вт разница между лучшими и худшими пастами будет очень небольшой (один-два градуса), и лишь при увеличении данного показателя (особенно при разгоне мощных CPU) проявит себя в максимальном объеме .

Надеемся, что теперь у тех, кто раньше даже не представлял себе о существовании в его компьютере вещества, именуемого термопастой, появились некоторые поводы для размышлений, подкрепленные соответствующей тестовой базой.
Правда, совсем не обязательно сразу же после прочтения данного материала снимать крышку системного блока, демонтировать систему охлаждения и менять то вещество, которое изначально было намазано на теплорассеиватель процессора. Необходимо трезво взвесить все «за» и «против», и подумать, есть ли действительно практическая надобность в таком ходе. Тем, кто эксплуатирует свой компьютер в номинальном режиме, тревожиться не о чем, даже если сборщик использовал самый худший термоинтерфейс (правда, бывают случаи, когда вроде бы квалифицированный инженер уважаемой компании не то что термопасту на крышку процессора не наносит, а даже забывает снять защитную полиэтиленовую пленку с основания системы охлаждения!).
Тем же, кто действительно переживает за каждый лишний градус на процессоре, и/или же занят выжиманием последних мегагерц из любимого железа, при поиске определенного термоинтерфейса необходимо учитывать в первую очередь свои потребности и фактическую доступность какой-либо пасты. Факторы, которые будут способствовать покупке – легкость нанесения и смывания, и, конечно же, цена.

Также хотелось бы отметить, что работать с термоинтерфейсами не опасно, если Вы только иногда используете эти вещества, а не имеете дела с ними круглосуточно. При нанесении/удалении паст будет не лишним иметь под руками спирт и салфетки. По коже термоинтерфейс желательно не размазывать, ведь в некоторых случаях слишком большое количество определенного вещества может вызвать аллергическую реакцию, а вот омоложение организма — вряд ли:)
Повторяя ставшую уже классической реплику, напоследок скажем: если у Вас возникнет желание поменять систему охлаждения, сначала стоит спросить самого себя: «…а, может, для начала будет лучше просто сменить термоинтерфейс?».

Термопасты Arctic Ceramique, Arctic Cooling MX-1 и Coollaboratory Liquid Pro предоставлены интернет-магазином PCForsage .

Отзывы, пожелания и замечания по данному материалу принимаются в форума сайт .

Теплопроводная паста КПТ-8 » BigPicture.ru

Термопаста является пластичным многокомпонентным веществом, которое обладает отличными теплопроводными свойствами. Теплопроводная паста используется в компьютерной технике для увеличения теплопроводности между соприкасающимися деталями, например, радиатором и процессором.

Внешне поверхности двух элементов кажутся совершенно плоскими, но на самом деле всегда присутствуют неровности. Они создают воздушную подушку, препятствующую быстрой передаче тепла между двумя деталями. Обычный воздух имеет очень низкую теплопроводность. При помощи КПТ‑8 пользователь заполняет неровности, удаляя воздух, тем самым значительно повышая теплопередачу.

Характеристики термопасты

Паста имеет молочно-белый цвет. Продукт предназначен для использования при температуре от ‑60 до +180 градусов, обладает теплопроводностью 0,8–1 Вт./(Мк) и удельным сопротивлением 1011 Ом/см. Товар реализуют в тюбиках, небольших баночках, шприцах.  КПТ‑8 в шприце удобно наносить на небольшие поверхности. Упаковка имеет небольшой колпачок, предохраняющий от вытекание пасты при хранении, а с помощью поршня легко выдавливать необходимое количество. В состав не входят легко испаряющиеся вещества, поэтому независимо от длительности эксплуатации исключается высыхание и потеря теплопроводящих свойств. При длительном хранении возможна поверхностная полимеризация. Сверху паста станет похожа на резину, но на ее характеристики эти изменения не повлияют.

Применение

Благодаря высокой теплопроводности КПТ‑8 применяют в разных отраслях промышленности. Нефтеперерабатывающие предприятия используют продукт для обеспечения качественного нагрева нефтепродуктов с целью повышения эффективности передачи высокопарафинизорованной нефти. Термопасту используют между соприкасающимися элементами различных конструкций для повышения теплообмена, в электротехнической аппаратуре в качестве средства, ускоряющего теплоотвод от разогретых деталей. Её применяют в различных системах обогрева, например, при укладке теплых полов, подогреве пешеходных дорожек, лестниц.

Качество теплопроводных паст

Современный рынок богат подделками. Покупка и использование некачественного товара может привести к печальным последствиям. Из-за плохого теплоотвода чувствительная компьютерная техника легко выходит из строя. Качество КТП‑8 можно проверить по запаху, цвету, консистенции, наличию примесей. Если вещество имеет сильный запах, видимые включения, серый оттенок, то продукт был изготовлен с нарушением технологии производства и использованием неподходящего сырья. Изменённый состав не может обеспечить необходимый уровень теплопроводности. Кремнийорганическую пасту КПТ‑8 изготавливает отечественный производитель в соответствии с ГОСТ 19783–74.

Правильное нанесение

Пасту наносят без применения инструментов, легким выдавливанием из шприца или тюбика. Нет необходимости использовать большое количество, достаточно тонкого слоя на соприкасающихся поверхностях. Перед нанесением следует удалить следы старой термопасты. Продукт равномерно распределяют по всей площади. Слой должен быть ровным и тонким, полупрозрачным. Большое количество снизит показатели теплопроводности. Но скупиться, также не стоит. Минимальная толщина слоя зависит от типа и состояния обрабатываемых поверхностей. Все неровности, микротрещины должны быть заполнены. Необходимо полностью исключить возможность образования пустот, заполненных воздухом. Только в этом случае можно гарантировать эффективный теплоотвод от греющихся элементов оборудования.

Металлов дружная семья. Урок химии в 9-м классе

Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, особенности строения атомов; металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка. Общие и специфические физические свойства металлов.

Тип урока: урок формирования новых знаний с элементами обобщения и систематизации.

Цели урока:

Образовательные:

• изучение учащимися положения металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, особенностей строения атомов; металлической связи и металлической кристаллической решетки, общих и индивидуальных физических свойств металлов,
• обобщение и систематизация знаний учащихся о периодическом изменении свойств химических элементов, его причинах,
• развитие представлений учащихся о металлах как химических элементах и простых веществах.

Развивающие:

• расширение кругозора учащихся, углубление их знаний по вопросам истории химической науки,
• развитие творческого мышления, умений учащихся работать с текстом, излагать, доказывать свою точку зрения, обобщать имеющиеся знания,
• развитие экспериментальных умений учащихся.

Воспитательные:

• формирование диалектического мировоззрения учащихся.

Оборудование:

Демонстрационное: компьютер, мультимедийный проектор, компьютерная презентация, таблица: периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева, прибор для испытания электропроводности;

Лабораторное: образцы металлов, спиртовка, держатель, два предметных стекла, вода, пипетка, пластилин.

Ход урока

Учитель: Уже более тысячи лет человек знаком с некоторыми металлами:

Семь металлов создал свет
По числу семи планет:
Дал нам Космос на добро
Медь, железо, серебро,
Злато, олово, свинец,
Друг мой, сера им отец.
И спеши, мой сын, узнать,
Всем им ртуть родная мать.

Слайд 1

“Металлы” — тема нашего урока. Зная элементарные основы и логику школьного курса химии, мы можем с вами выделить основные вопросы, которые следует изучить в теме “Металлы”. Составим план изучения темы.

Учащиеся: Мы можем изучить состав, строение, свойства, применение металлов.

Учитель: Вы что-то уже знаете о металлах, поделитесь своими знаниями.

Учащиеся отвечают.

Учитель: Прослушайте несколько предложений. Определите, в каких из них речь идет о металлах-химических элементах, в каких – о металлах-простых веществах:

В 18 веке М.В .Ломоносов определил металл как “светлое тело, которое ковать можно”.

Морскую воду можно назвать жидкой полиметаллической рудой, так как она содержит множество металлов.

В организме человека обнаружено около 80-ти металлов.

В земной коре встречаются самородные драгоценные металлы.

Выделите признаки элементов и простых веществ.

Учащиеся: Если речь идет о частицах вещества – атомах, ионах, или составной части вещества, то говорят о химическом элементе; если речь идет о свойствах или применении – говорят о веществе.

Учитель: В древности люди, конечно, не знали понятий “химический элемент” и “простое вещество”, но сами простые вещества – металлы добывать и получать умели. Греческое слово “металлон” означало земляные работы, раскопки”, затем стало значить “шахты, рудники, руда”. В латинском языке слово “металлум” уже получило смысл “руда и выплавляемый из нее металл”. В виде французского “металь” это слово пришло в Россию. Алхимики знали только семь металлов и верили, что каждому из этих металлов на Земле покровительствует одна из известных планет.

Слайд 2.

Медленно накапливались сведения об открываемых химических элементах и простых веществах – металлах, но сейчас круг знаний о металлах достаточно обширен. Металлы стали важнейшими помощниками человека.

Слайд 3.

Начинаем изучение темы с вопроса “Металлы – химические элементы”. Все химические элементы образует естественную периодическую систему. Каково положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И .Менделеева?

Учащиеся: Металлы занимают главные подгруппы I, II, III групп (кроме Н и В), частично главные подгруппы IV-VI групп и все побочные подгруппы.

Учитель: Обобщая сказанное вами, можно сказать, что в периодической системе химических элементов металлы занимают левый нижний угол и отделены от неметаллов диагональю В – Аt. Слайд 4.

Деление элементов на металлы и неметаллы объясняется различием в строении атомов. Составим схемы строения атомов натрия, магния, алюминия.

Учащиеся составляют схемы строения атомов указанных элементов в рабочих листах, проверяют правильность ответа с помощью слайдов презентации.

Слайды 5, 6.

Учитель: Каковы особенности строения атомов металлов?

Учащиеся: Малое число электронов на последнем энергетическом уровне.

Учитель: Возможны ли исключения из этого правила? Найдите ответ в периодической системе.

Учащиеся называют металлы – элементы главных подгрупп IV, V, VI групп, заполняют рабочие листы.

Учитель: Почему же висмут и полоний, содержащие в атомах соответственно 5 и 6 электронов на последнем энергетическом уровне, являются металлами?

Учащиеся: У этих металлов большие атомные радиусы.

Учитель: И всегда радиусы атомов металлов больше радиусов атомов неметаллов, что обусловливает непрочную связь внешних валентных электронов с ядром атома.

Какие свойства проявляют химические элементы-металлы в химических реакциях, в чем они выражаются?

Учащиеся: Атомы металлов в химических реакциях отдают свои валентные электроны, проявляют восстановительные свойства.

Ме⁰ – ne^— —> Ме ⁿ⁺

Учитель: Как число валентных электронов в атомах влияет на химическую активность металлов?

Учащиеся: Чем меньше валентных электронов на последнем энергетическом уровне в атомах, тем легче “сбросить”, то есть отдать эти электроны, тем металл активнее.

Учитель: Как и почему изменяются восстановительные свойства металлов в периодах и главных подгруппах периодической системы с ростом их относительной атомной массы и заряда ядра атома?

Учащиеся: В периодах с ростом заряда ядра атома металлические свойства ослабляются, так как от элемента к элементу увеличивается число валентных электронов на последнем энергетическом уровне, уменьшаются атомные радиусы, следовательно, ослабляются свойства атомов отдавать электроны. В главных подгруппах металлические свойства элементов с ростом заряда ядра атома возрастают, так как растут атомные радиусы и усиливаются свойства атомов отдавать валентные электроны.

Учитель: Несмотря на малое число электронов на последнем энергетическом уровне в атомах, металлы могут проявлять не только низкие, но и высокие степени окисления.

Это характерно для металлов побочных подгрупп, отдающих электроны не только с последнего энергетического уровня, но и с предпоследнего электронного слоя.

Значение степени окисления элемента определяет характер его соединений. Возможные степени окисления металлов: 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8. Какой характер проявляют соединения металлов с низкими, средними, высокими степенями окисления?

Учащиеся: Соединения металлов с низкими степенями окисления + 1, +2 имеют основный характер, со средними – промежуточными — степенями окисления +3, +4 — амфотерный характер, с высокими степенями окисления +5, +6, +7 – кислотный характер.

Учитель: В проявлении различного характера соединений металлов мы увидели ярко выраженную зависимость свойств веществ от состава и строения. Изучая металлы-химические элементы, мы также убедились в зависимости свойств атомов от их строения. Сформулируем, что представляют собой металлы – химические элементы.

Учащиеся: Металлы-химические элементы – это виды атомов с малым числом электронов на последнем энергетическом уровне, большими атомными радиусами и способностью отдавать валентные электроны.

Учитель: Переходим к изучению металлов – простых веществ. Вернемся к определению М.М. Ломоносова: “ Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое на огне плавить и холодное ковать можно”.

Свойства металлов обусловлены строением их кристаллов. Для металлов характерна металлическая кристаллическая решетка. В узлах металлических кристаллических решеток располагаются атомы и положительно заряженные ионы металлов, связанные посредством свободно движущихся обобществленных электронов, которые оторвались от отдельных атомов и стали принадлежать всему кристаллу. Связь между атомами и ионами металлов, осуществляемая свободно движущимися обобществленными электронами, — металлическая связь. Совокупность свободно движущихся обобществленных нелокализованных электронов называют “электронным газом” за сходство хаотичного движения нелокализованных электронов внутри металлов с беспорядочным движением молекул газообразных веществ.

В металлических кристаллах существует подвижное равновесие в системе “атом – катион”

Ме⁰ – ne^— —> Ме ⁿ⁺

Учащиеся записывают краткие определения металлической химической связи и “электронного газа” и схемы превращения атома в катион в рабочий лист.

Учитель: Разные металлы отличаются не только электронным строением атомов, но и разными видами металлических кристаллических решеток. Они характеризуются определенной пространственной структурой и плотностью упаковки частиц в пространстве. Наиболее распространены три вида кристаллических решеток металлов.

Учащиеся находят названия видов металлических кристаллических решеток в учебниках (справочных материалах), выписывают свойства металлов-простых веществ, характерные для определенных видов металлических кристаллических решеток.

Слайды 7,8,9.

Учащиеся: Известны кубическая объёмноцентрированная, кубическая гранецентрированная и гексагональная металлические кристаллические решетки. Металлы с кубической объёмноцентрированной кристаллической решеткой характеризуются низкими температурами плавления и кипения, малой твердостью, с кубической гранецентрированной решеткой – высокой пластичностью, а с гексагональной решеткой – низкой пластичностью.

Учитель: Эти факты подтверждают тезис о зависимости свойств веществ от состава и строения. Своеобразие металлической связи и металлической кристаллической решетки обусловливает и объясняет общие физические свойства металлов. Рассмотрите образцы выданных металлов, назовите известные вам общие физические свойства металлов.

Лабораторный опыт № 1. Рассматривание образцов металлов. Рассмотрите выданные вам образцы металлов, их цвет, прочность, пластичность. Попробуйте определить, каким металлам принадлежат эти образцы.

Учащиеся: Для металлов характерны особый металлический блеск, высокая пластичность, хорошая электропроводность и тепловодность. Все эти свойства металлов могут быть использованы человеком. Слайд 10.

Учитель: Заполняем таблицу “Физические свойства металлов”. Все металлы – в обычных условиях – твердые вещества, но имеется одно исключение – жидкий металл. Какой же это металл и где применяется его жидкое агрегатное состояние?

Учащиеся: Жидкий металл – ртуть, его используют в измерительных приборах, например, термометрах для измерения температуры тела, так как легко расширяется при незначительном нагревании. Слайды 11, 12.

Учитель: Чем обусловлены непрозрачность и особый металлический блеск металлов, их пластичность, высокая электропроводность, теплопроводность?

Учащиеся работают с учебником (справочными материалами), в тексте находят причины проявления физических свойств металлов.

Учащиеся:

1. Непрозрачность и металлический блеск объясняются способностью металлов отражать свет от своей гладкой поверхности, что обусловлено наличием в металлах свободно движущихся электронов. Измельченные металлы, кроме алюминия и магния, теряют блеск. Слайд 13.

2.Электрическая проводимость металлов обусловлена присутствием в их кристаллических решетках подвижных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического поля. С повышением температуры электропроводность металлов понижается, так как колебание атомов и ионов в узлах решетки усиливается, что затрудняет направленное движение электронов.

3. Теплопроводность металлов также обусловлена возможностью свободного передвижения электронов, которые, сталкиваясь с атомами и ионами, обмениваются с ними энергией, поэтому происходит выравнивание температуры по всему образцу металла.

4. Пластичность – способность менять форму под действием силы и сохранять новую форму после прекращения действия силы. Механическое воздействие на металл и его деформация вызывает смещение слоев частиц относительно друг друга внутри металла, но не сопровождается разрывом связи, так как ее продолжают осуществлять свободно движущиеся электроны. Слайды 14, 15.

Лабораторный опыт № 2. Моделирование “скольжения” слоев частиц металла. Наложите две стеклянных пластинки друг на друга и вновь разделите их. Легко ли их разъединить? На поверхность одной пластинки нанесите несколько капель воды и накройте эту пластинку другой пластинкой. Попробуйте отделить стекла друг от друга? Каким образом можно это сделать?

Учащиеся: Пластинки легко скользят одна относительно другой, но с трудом отрываются друг от друга. Их можно отделить, только сдвинув одну с другой.

Учитель: Какова роль воды в этом опыте?

Учащиеся: Прослойка воды – модель “электронного газа”.

Учитель: Мы смоделировали смещение слоев частиц металла при деформации.

В кристаллах с атомной или ионной кристаллической решеткой при механическом воздействии происходит разрыв связей между частицами, и кристаллы разрушаются, а при деформации металлов связь между атомами и ионами благодаря перемещающимся электронам сохраняется – металл не разрушается.

Учитель: Кроме общих металлических свойств, каждый металл проявляет и индивидуальные свойства. Металлы отличаются по строению атомов, видам кристаллических решеток, следовательно, по пластичности, электропроводности, теплопроводности и другим признакам. Вернемся к металлическому блеску. Какие же металлы самые блестящие?

Учащиеся: Большинство металлов – серебристо-белые, исключения – золото, медь, цезий. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, золото, палладий.

Учащиеся работают с текстом учебника (справочными материалами), находят примеры металлов различных групп.

Учитель: Пластичность – важнейшее механическое свойство металлов, позволяет прокатывать металлы в листы, вытягивать их в проволоку, подвергать их ковке, штамповке и прессованию.

Учащиеся: Одними из самых пластичных металлов являются золото, серебро и медь, а за ними в порядке уменьшения пластичности следуют олово, свинец, цинк, железо. Учитель: Пластичность металлов лежит в основе такой уважаемой профессии, как профессия кузнеца.

Старинная легенда, насчитывающая более трех тысячелетий, повествует о таком событии. Когда закончилось строительство Иерусалимского храма, царь Соломон устроил пиршество, на которое пригласил и мастеровых, участвующих в стройке. Во время пира царь спросил: Кто же из строителей самый главный? Кто внес самый большой вклад в создание этого чудо-храма?

Поднялся каменщик: Разумеется, храм – это наших рук дело. Мы, каменщики, выложили его кирпич к кирпичу; взгляните, какие прочные стены! Века простоит он во славу царя Соломона.

— Спору нет, основа храма каменная, — вмешался плотник, — но приятно было бы вам смотреть на голые стены, если бы мы не отделали их красным деревом и ливанским кедром? Мы, плотники — подлинные творцы этого сказочного храма.

— Смотрите в корень, — прервал его землекоп, — хотел бы я знать, как каменщики и плотники возвели бы храм, если бы мы не выкопали котлован для его фундамента.

Но царь Соломон недаром был прозван мудрым. Подозвав к себе каменщика, он спросил:

— Кто делал твой инструмент?

— Конечно, кузнец – ответил каменщик.

— Ну, а твой? – обратился царь к плотнику.

— Кто же, как не кузнец, -ответил то.

— А твои лопату и кирку? – поинтересовался царь у землекопа.

— Кузнец, — был ответ.

Тогда царь Соломон встал, подошел к скромному закопченному человеку – это и был кузнец. Царь вывел его на середину зала.

— Вот кто главный строитель храма! – воскликнул мудрейший из царей. С этими словами он усадил кузнеца рядом с собой и поднес ему чарку доброго вина. В легенде отразилось огромное значение, которое издревле придавал пластичному железу человек.

Учитель: Металлы могут существенно отличаться друг от друга по электропроводности и теплопроводности. Слайд 16, 17, 18.

Учащиеся: Лучшие проводники электричества – серебро, медь, золото, алюминий, цинк, железо; худшие проводники — марганец, свинец, ртуть. В той же последовательности, как и электропроводность, изменяется и теплопроводность металлов.

Лабораторный опыт № 3 Сравнение теплопроводности металлов. Используя спиртовку, держатель, металлические пластинки и пластилин, сравните теплопроводность следующих металлов: 1 ряд 2 ряд 3 ряд железо медь медь алюминий алюминий железо Определите, какой из трех металлов самый теплопроводный, какой – менее теплопроводный.

Слайд 19.

Учащиеся: По плотности металлы делятся на легкие (плотность менее 5 г/см³ ) и тяжелые (плотность более 5 г/см³). К легким относятся литий, натрий, калий, магний, алюминий, титан, а к тяжелым – цинк, медь, олово, свинец, серебро, золото. Самый легкий – литий, самые тяжелые – осмий и иридий.

По твердости различают мягкие и твердые металлы. Самые мягкие – щелочные металлы – натрий, калий, а также индий, они режутся ножом; самый твердый – хром, царапает стекло. Слайд 20.

По величине температуры плавления металлы могут быть легкоплавкими (температура плавления менее 1000⁰С) и тугоплавкими (температура плавления более 1000⁰С). Обычно легкие металлы – легкоплавки, тяжелые – тугоплавки, но имеются и исключения. Цезий и галлий могут плавиться уже на ладони, а самый тугоплавкий – вольфрам, используется для изготовления нитей накала электроламп. Температура его плавления 3410⁰ С. Слайды 21, 22

Учащиеся заполняют таблицу в рабочем листе.

Учитель: Так что же это – металлы – простые вещества?

Учащиеся: Металлы – простые вещества – это блестящие, непрозрачные, пластичные, электро- и теплопроводные вещества.

Учитель: В чем же заключается незаменимая служба металлов для людей?

Слайды 24 — 33.

Кратко повторим и обобщим материал, изученный на уроке.

Слайды 34-41.

Задание 1. Заполните пропуски в тексте: На внешнем электронном слое атомов металлов обычно содержатся _______ электрона. В химических реакциях атомы металлов __________электроны, превращаясь в _________-_____________заряженные ионы, проявляя свойства ______________. Сами атомы металлов при этом ________________. В периодах с ростом зарядов атомных ядер: — число электронов на внешнем слое ______________________, — радиус атомов _________________________________________, — восстановительные (металлические) свойства _______________. В главных подгруппах с ростом зарядов атомных ядер: — число электронов на внешнем слое ______________________, — радиус атомов _________________________________________, — восстановительные (металлические) свойства _______________.

 

Задание № 2. Однажды два приятеля – Алюминий и Калий поздно возвращались домой. Вдруг на них напал грабитель Хлор, который потребовал выложить кошельки с электронами. Какой из приятелей легче расстался со своим кошельком? Почему?

 

Задание № 3 Согласно записям древнего историка, во времена похода Александра Македонского в Индию офицеры его армии болели желудочно-кишечными заболеваниями гораздо реже, чем солдаты. Еда и питье были одинаковыми, а вот металлическая посуда разная. Из какого чудодейственного металла была изготовлена посуда для офицеров? Почему офицеры болели реже солдат?

Учитель: Задание № 4 – вопросы на эрудицию и сообразительность.

Слайды 42, 43.

Учитель: Подводим итоги нашего урока. Почему же группу всех известных нам металлов можно назвать большой дружной семьей?

Учащиеся: Металлы имеют сходные признаки: их атомы содержат малое число электронов на внешнем электронном слое, большие атомные радиусы, в химических реакциях они отдают электроны. Их кристаллы образованы металлическими кристаллическими решетками, для них характерна металлическая связь, они проявляют сходные физические и химические свойства.

Учитель: Богат и интересен мир металлов. Среди них встречаются старые друзья человека, дружба с которыми составляет уже тысячи лет. Есть и такие металлы, которые стали известны человечеству совсем недавно. Свойства металлов чудесны и разнообразны. Много веков металлы верно служат человеку, помогая ему покорять стихию, овладевать тайнами природы, создавать замечательные машины и механизмы.

Без металлов немыслим современный уровень земной цивилизации. Нам – уважать и ценить металлы. Слайд 44.

Литература.

1 .Н.Е.Кузнецова, И.М. Титова, Н.Н. Гара. Химия. Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений. М. “Вентана-Граф” 2015.

2. С.И.Венецкий. Рассказы о металлах. М. Металлургия. 1979.

3. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. Настольная книга учителя. Химия. Дрофа. М. 2002

4. Энциклопедический словарь юного химика. М. Педагогика 1982.

5. Энциклопедический словарь юного техника. М. Педагогика 1988.

6. В.В.Рюмин.Занимательная химия. М. Центрполиграф. 2011.

7. Материалы статей газет “Химия. Первое сентября”, журналов “Химия. Первое сентября”, журналов “Химия в школе”, 2000-2015 гг.

Количество теплоты и тепловая мощность. Расчет в Excel.

Опубликовано 13 Окт 2013
Рубрика: Теплотехника | 106 комментариев

Человечеству известно немного видов энергии – механическая энергия (кинетическая и потенциальная), внутренняя энергия (тепловая), энергия полей (гравитационная, электромагнитная и ядерная), химическая. Отдельно стоит выделить энергию взрыва,…

…энергию вакуума и еще существующую только в теории – темную энергию. В этой статье, первой в рубрике «Теплотехника», я попытаюсь на простом и доступном языке, используя практический пример, рассказать о важнейшем виде энергии в жизни людей — о тепловой энергии и о рождающей ее во времени тепловой мощности.

Несколько слов для понимания места теплотехники, как раздела науки о получении, передаче и применении тепловой энергии. Современная теплотехника выделилась из общей термодинамики, которая в свою очередь является одним из разделов физики. Термодинамика – это дословно «теплый» плюс «силовой». Таким образом, термодинамика – это наука об «изменении температуры» системы.

Воздействие на систему извне, при котором изменяется ее внутренняя энергия, может являться результатом теплообмена. Тепловая энергия, которая приобретается или теряется системой в результате такого взаимодействия с окружающей средой, называется количеством теплоты и измеряется в системе СИ в Джоулях.

Если вы не инженер-теплотехник, и ежедневно не занимаетесь теплотехническими вопросами, то вам, столкнувшись с ними, иногда без опыта бывает очень трудно быстро в них разобраться. Трудно без наличия опыта представить даже размерность искомых значений количества теплоты и тепловой мощности. Сколько Джоулей энергии необходимо чтобы нагреть 1000 метров кубических воздуха от температуры -37˚С до +18˚С?. . Какая нужна мощность источника тепла, чтобы сделать это за 1 час?.. На эти не самые сложные вопросы способны сегодня ответить «сходу» далеко не все инженеры. Иногда специалисты даже помнят формулы, но применить их на практике могут лишь единицы!

Прочитав до конца эту статью, вы сможете легко решать реальные производственные и бытовые задачи, связанные с нагревом и охлаждением различных материалов.  Понимание физической сути процессов теплопередачи и знание простых основных формул – это главные блоки в фундаменте знаний по теплотехнике!

Количество теплоты при различных физических процессах.

Большинство известных веществ могут при разных температуре и давлении находиться в твердом, жидком, газообразном или плазменном состояниях. Переход из одного агрегатного состояния в другое происходит при постоянной температуре (при условии, что не меняются давление и другие параметры окружающей среды) и сопровождается поглощением или выделением тепловой энергии. Не смотря на то, что во Вселенной 99% вещества находится в состоянии плазмы, мы в этой статье не будем рассматривать это агрегатное состояние.

Рассмотрим график, представленный на рисунке. На нем изображена зависимость температуры вещества Т от количества теплоты Q, подведенного к некой закрытой системе, содержащей определенную массу какого-то конкретного вещества.

1. Твердое тело, имеющее температуру T1, нагреваем до температуры Tпл, затрачивая на этот процесс количество теплоты равное Q1.

2. Далее начинается процесс плавления, который происходит при постоянной температуре Тпл (температуре плавления). Для расплавления всей массы твердого тела необходимо затратить тепловой энергии в количестве Q2— Q1.

3. Далее жидкость, получившаяся в результате плавления твердого тела, нагреваем до температуры кипения (газообразования) Ткп, затрачивая на это количество теплоты равное Q3—Q2.

4. Теперь при неизменной температуре кипения Ткп жидкость кипит и испаряется, превращаясь в газ. Для перехода всей массы жидкости в газ необходимо затратить тепловую энергию в количестве Q4—Q3.

5. На последнем этапе происходит нагрев газа от температуры Ткп до некоторой температуры Т2. При этом затраты количества теплоты составят Q5—Q4. (Если нагреем газ до температуры ионизации, то газ превратится в плазму.)

Таким образом, нагревая исходное твердое тело от температуры Т1 до температуры Т2 мы затратили тепловую энергию в количестве Q5, переводя вещество через три агрегатных состояния.

Двигаясь в обратном направлении, мы отведем от вещества то же количество тепла Q5, пройдя этапы конденсации, кристаллизации и остывания от температуры Т2 до  температуры Т1. Разумеется, мы рассматриваем замкнутую систему без потерь энергии во внешнюю среду.

Заметим, что возможен переход из твердого состояния в газообразное состояние, минуя жидкую фазу. Такой процесс именуется возгонкой, а обратный ему процесс – десублимацией.

Итак, уяснили, что процессы переходов между агрегатными состояниями вещества характеризуются потреблением энергии при неизменной температуре. При нагреве вещества, находящегося в одном неизменном агрегатном состоянии, повышается температура и также расходуется тепловая энергия.

Главные формулы теплопередачи.

Формулы очень просты.

Количество теплоты Q в Дж рассчитывается по формулам:

1. Со стороны потребления тепла, то есть со стороны нагрузки:

1.1. При нагревании (охлаждении):

Q=m*c*(Т2-Т1)

Здесь и далее:

m – масса вещества в кг

с – удельная теплоемкость вещества в Дж/(кг*К)

1. 2

t – время в с

I – действующее значение тока в А

U – действующее значение напряжения в В

R – сопротивление нагрузки в Ом

Делаем вывод – количество теплоты прямо пропорционально массе вещества при всех фазовых превращениях и при нагреве дополнительно прямо пропорционально разности температур. Коэффициенты пропорциональности (c, λ, r, q) для каждого вещества имеют свои значения и определены опытным путем (берутся из справочников).

Тепловая мощность N в Вт – это количество теплоты переданное системе за определенное время:

N=Q/t

Чем быстрее мы хотим нагреть тело до определенной температуры, тем большей мощности должен быть источник тепловой энергии – все логично.

Расчет в Excel прикладной задачи.

В жизни бывает часто необходимо сделать быстрый оценочный расчет, чтобы понять – имеет ли смысл продолжать изучение темы, делая проект и развернутые точные трудоемкие расчеты. Сделав за несколько минут расчет даже с точностью ±30%, можно принять важное управленческое решение, которое будет в 100 раз более дешевым и в 1000 раз более оперативным и в итоге в 100000 раз более эффективным, чем выполнение точного расчета в течение недели, а то и месяца, группой дорогостоящих специалистов…

Условия задачи:

В помещение цеха подготовки металлопроката размерами 24м х 15м х 7м завозим со склада на улице металлопрокат в количестве 3т. На металлопрокате есть лед общей массой 20кг. На улице -37˚С. Какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть металл до +18˚С; нагреть лед, растопить его и нагреть воду до +18˚С; нагреть весь объем воздуха в помещении, если предположить, что до этого отопление было полностью отключено? Какую мощность должна иметь система отопления, если все вышесказанное необходимо выполнить за 1час? (Очень жесткие и почти не реальные условия – особенно касающиеся воздуха!)

Расчет выполним в программе MS Excel или в программе OOo Calc.

С цветовым форматированием ячеек и шрифтов ознакомьтесь на странице «О блоге». 

Исходные данные:

1. Названия веществ пишем:

в ячейку D3: Сталь

в ячейку E3: Лед

в ячейку F3: Лед/вода

в ячейку G3: Вода

в ячейку G3: Воздух

2. Названия процессов заносим:

в ячейки D4, E4, G4, G4: нагрев

в ячейку F4: таяние

3. Удельную теплоемкость веществ c в Дж/(кг*К) пишем  для стали, льда, воды и воздуха соответственно

в ячейку D5: 460

в ячейку E5: 2110

в ячейку G5: 4190

в ячейку H5: 1005

4. Удельную теплоту плавления  льда λ в Дж/кг вписываем

в ячейку F6: 330000

5.  Массу веществ m в кг вписываем соответственно для стали и льда

в ячейку D7: 3000

в ячейку E7: 20

Так как при превращении льда в воду масса не изменяется, то

в ячейках F7 и G7: =E7=20

Массу воздуха находим произведением объема помещения на удельный вес

в ячейке H7: =24*15*7*1,23=3100

6. Время процессов t в мин пишем только один раз для стали

в ячейку D8: 60

Значения времени для нагрева льда, его плавления и нагрева получившейся воды рассчитываются из условия, что все эти три процесса должны уложиться в сумме за такое же время, какое отведено на нагрев металла. Считываем соответственно

в ячейке E8: =E12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,7

в ячейке F8: =F12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=41,0

в ячейке G8: =G12/(($E$12+$F$12+$G$12)/D8)=9,4

Воздух также должен прогреться за это же самое отведенное время, читаем

в ячейке H8: =D8=60,0

7.  Начальную температуру всех веществ T1 в ˚C заносим

в ячейку D9: -37

в ячейку E9: -37

в ячейку F9: 0

в ячейку G9: 0

в ячейку H9: -37

8. Конечную температуру всех веществ T2 в ˚C заносим

в ячейку D10: 18

в ячейку E10: 0

в ячейку F10: 0

в ячейку G10: 18

в ячейку h20: 18

Думаю, вопросов по п.7 и п.8 быть недолжно.

Результаты расчетов:

9. Количество теплоты Q в КДж, необходимое для каждого из процессов рассчитываем

для нагрева стали в ячейке D12: =D7*D5*(D10-D9)/1000=75900

для нагрева льда в ячейке E12: =E7*E5*(E10-E9)/1000= 1561

для плавления льда в ячейке F12: =F7*F6/1000= 6600

для нагрева воды в ячейке G12: =G7*G5*(G10-G9)/1000= 1508

для нагрева воздуха в ячейке h22: =H7*H5*(h20-H9)/1000= 171330

Общее количество необходимой для всех процессов тепловой энергии считываем

в объединенной ячейке D13E13F13G13h23: =СУММ(D12:h22) = 256900

В ячейках D14, E14, F14, G14, h24,  и объединенной ячейке D15E15F15G15h25 количество теплоты приведено в дугой единице измерения – в ГКал (в гигакалориях).

10. Тепловая мощность N в КВт, необходимая для каждого из процессов рассчитывается

для нагрева стали в ячейке D16: =D12/(D8*60)=21,083

для нагрева льда в ячейке E16: =E12/(E8*60)= 2,686

для плавления льда в ячейке F16: =F12/(F8*60)= 2,686

для нагрева воды в ячейке G16: =G12/(G8*60)= 2,686

для нагрева воздуха в ячейке h26: =h22/(H8*60)= 47,592

Суммарная тепловая мощность необходимая для выполнения всех процессов за время t рассчитывается

в объединенной ячейке D17E17F17G17h27: =D13/(D8*60) = 71,361

В ячейках D18, E18, F18, G18, h28,  и объединенной ячейке D19E19F19G19h29 тепловая мощность приведена в дугой единице измерения – в Гкал/час.

На этом расчет в Excel завершен.

Выводы:

Обратите внимание, что для нагрева воздуха необходимо более чем в два раза больше затратить энергии, чем для нагрева такой же массы стали.

При нагреве воды затраты энергии в два раза больше, чем при нагреве льда. Процесс плавления многократно больше потребляет энергии, чем процесс нагрева (при небольшой разности температур).

Нагрев воды в десять раз затрачивает больше тепловой энергии, чем нагрев стали и в четыре раза больше, чем нагрев воздуха.

Для получения информации о выходе новых статей и для скачивания рабочих файлов программ прошу вас подписаться на анонсы в окне, расположенном в конце статьи или в окне вверху страницы.

После ввода адреса своей электронной почты и нажатия на кнопку «Получать анонсы статей» НЕ ЗАБУДЬТЕ ПОДТВЕРДИТЬ ПОДПИСКУ кликом по ссылке в письме, которое тут же придет к вам на указанную почту (иногда — в папку «Спам»)!

Мы вспомнили понятия «количество теплоты» и «тепловая мощность», рассмотрели фундаментальные формулы теплопередачи, разобрали практический пример. Надеюсь, что мой язык был прост, понятен и интересен.

Жду вопросы и комментарии на статью!

Прошу УВАЖАЮЩИХ труд автора скачать файл ПОСЛЕ ПОДПИСКИ на анонсы статей.

Ссылка на скачивание файла: raschet-teplovoy-moshchnosti (xls 19,5KB).

Другие статьи автора блога

На главную

Статьи с близкой тематикой

Отзывы

Содержание канализации \ Акты, образцы, формы, договоры \ Консультант Плюс

Подборка наиболее важных документов по запросу Содержание канализации (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).

Судебная практика: Содержание канализации Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Подборка судебных решений за 2019 год: Статья 146 «Объект налогообложения» главы 21 «Налог на добавленную стоимость» НК РФ
(Юридическая компания «TAXOLOGY»)Суд установил, что МУП было создано в целях удовлетворения потребностей в жилищно-коммунальных услугах населения и организаций и осуществляло содержание и ремонт уличного освещения, ремонт и содержание ливневой канализации, содержание и ремонт объектов благоустройства (свалки бытовых отходов, общественных туалетов, пляжа и др. ), содержание и ремонт дворовых территорий и муниципальных дорог. Учредитель предоставлял предприятию субсидии на частичное возмещение затрат по содержанию и ремонту объектов внешнего благоустройства муниципального образования, принадлежащих предприятию на праве хозяйственного ведения. Согласно условиям заключенных соглашений субсидии предоставлялись для возмещения затрат, связанных с ремонтом и содержанием дорог, устройством искусственных неровностей, разметок и установкой дорожных знаков, содержанием и ремонтом объектов ливневой канализации, организацией уличного освещения, путем перечисления денежных средств с лицевого счета администрации муниципального образования на расчетный счет предприятия в пределах утвержденных лимитов бюджетных обязательств, предусмотренных на данные цели в бюджете муниципального образования. Налоговый орган пришел к выводу, что денежные средства в виде субсидий фактически получены предприятием в качестве платы за оказанные услуги (выполненные работы) и являются его выручкой от реализации, в связи с чем на основании подп. 1 п. 1 ст. 146, п. 2 ст. 153, п. 1 ст. 154 и подп. 2 п. 1 ст. 162 НК РФ данные суммы подлежат включению в налоговую базу при исчислении НДС. ВС РФ признал доначисление НДС незаконным. ВС РФ указал, что сам по себе факт получения налогоплательщиком финансовой помощи от своего учредителя — муниципального образования, например в виде бюджетной субсидии, не является основанием для взимания НДС с полученных сумм. Значение имеет возможность квалификации деятельности предприятия как реализации услуг (работ) в соответствии с п. 1 ст. 39 НК РФ и направленность финансовой помощи на увеличение доходов налогоплательщика от реализации работ и услуг. В налоговую базу по НДС могут включаться субсидии из бюджетов бюджетной системы Российской Федерации, предоставленные в целях возмещения недополученных доходов в связи с производством и (или) реализацией товаров (работ, услуг), облагаемых НДС. Деятельность по содержанию муниципального имущества (объектов городского благоустройства) велась налогоплательщиком в силу его уставных задач как унитарного предприятия, а не в связи с необходимостью удовлетворения потребностей администрации муниципального образования как хозяйствующего субъекта. Субсидии предоставлялись предприятию не в связи со вступлением в гражданско-правовые отношения с администрацией муниципального образования и не по согласованной между ними цене, подлежавшей безусловной уплате, а по основаниям, предусмотренным бюджетным законодательством, — на основании правового акта муниципального образования о предоставлении субсидии, в пределах выделенного на эти цели бюджетного финансирования. Следовательно, несмотря на то что упоминание о выполнении предприятием работ и оказании услуг имеется в соглашении о предоставлении субсидий, деятельность предприятия не отвечала определению понятия реализации услуг и работ, приведенному в п. 1 ст. 39 НК РФ, субсидирование расходов предприятия являлось способом целевого финансирования деятельности налогоплательщика со стороны учредителя, а не способом оплаты реализованных им работ (услуг) и не могло являться основанием для взимания НДС с полученных сумм финансовой помощи. Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Подборка судебных решений за 2019 год: Статья 182 «Обязанности регионального оператора по организации проведения капитального ремонта общего имущества в многоквартирных домах» ЖК РФ
(ООО юридическая фирма «ЮРИНФОРМ ВМ»)Установив в порядке частей 2, 6 статьи 182 ЖК РФ, что затопление квартиры истцов произошло в результате ливневой протечки, образовавшейся по причине производства работ по капитальному ремонту крыши дома по договору, при этом доказательств ненадлежащего технического состоянию и содержания ливневой канализации не представлено, а подрядная организация, заключившая договоры с региональным оператором, не обеспечила надлежащих мер безопасности при проведении капитального ремонта крыши, в том числе по недопущению проникновения атмосферных осадков, отведению воды с крыши на случай дождя, при этом на момент залива квартиры гражданская ответственность оператора по обязательствам, возникающим вследствие причинения вреда жизни, здоровью или имуществу выгодоприобретателя в связи с осуществлением застрахованной деятельности, была застрахована соответчиком, и в данном случае имеет место наступление страхового случая, суд сделал вывод о том, что обязанность по возмещению ущерба следует возложить на страховщика в пределах определенной договором суммы.

Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Содержание канализации Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Статья: Судебный дайджест. Самые актуальные процессы июля — августа
(Илларионов А.)
(«Финансовая газета», 2020, N 32)В соответствии с названными Классификаторами оборудование не относится к зданиям и сооружениям, формируя самостоятельную группу основных средств, за исключением прямо предусмотренных в Классификаторах случаев, когда отдельные объекты признаются неотъемлемой частью зданий и включаются в их состав (например, коммуникации внутри зданий, необходимые для их эксплуатации; оборудование встроенных котельных установок, водо-, газо- и теплопроводные устройства, а также устройства канализации). Из содержания Классификаторов также вытекает, что оборудование для осуществления процесса производства путем выполнения тех или иных технических функций, связанных с изменением предмета труда, в том числе установленное на фундаменте, по общему правилу не классифицируется в качестве сооружений (не отвечает определению понятия «сооружение»), а подлежит классификации в соответствующих группировках машин и оборудования. Учитывая изложенное, если иное не вытекает из содержания ПБУ N 6/01 и Классификаторов основных фондов (основных средств), машины и оборудование, приобретенные как объекты движимого имущества, учитываются в бухгалтерском учете отдельно от зданий и сооружений в качестве самостоятельных инвентарных объектов и согласно п. 1 ст. 374 НК РФ подлежат налогообложению в таком качестве». Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Статья: Субсидии без НДС
(Лермонтов Ю.)
(«Финансовая газета», 2019, N 38)Как установлено судами и подтверждается материалами дела, предприятие создано муниципальным образованием в целях удовлетворения потребностей в жилищно-коммунальных услугах населения и организаций социально-культурной сферы, бытовых и производственных нужд промышленных потребителей муниципального образования. Для достижения указанных целей предприятие осуществляет виды деятельности, поименованные в пункте 2.3 Устава предприятия, утвержденного решением Комитета по управлению имуществом. В том числе: содержание и ремонт уличного освещения; ремонт и содержание ливневой канализации; содержание и ремонт объектов благоустройства; содержание и ремонт дворовых территорий и муниципальных дорог; прочие виды деятельности.

Нормативные акты: Содержание канализации

Теплопроводная способность топлива — Справочник химика 21

    Качественная и количественная характеристика твердого топлива. Качество твердых топлив характеризуют их физико-химические и механические свойства влажность, зольность, элементный состав горючей массы, выход летучих веществ и смолы, характеристика кокса (остатка), состав золы, ее плавкость, теплота сгорания топлива, его реакционная способность, класс крупности, плотность, теплоемкость, теплопроводность, механическая прочность, термостойкость, способность к размолу и удельный расход энергии на размол, пожаро- и взрывоопасные свойства. В табл. 11,32 и 11,33 приведены характеристики твердого топлива. [c.170]
    Металлизация заметно повышает теплостойкость пластических масс (см. табл. 20). Это объясняется высокой отражательной способностью и прекрасной теплопроводностью металлов. Блестящие металлические покрытия, например алюминиевые и серебряные, отражают до 92% падающего светового и теплового излучения. Это их свойство используется, в частности, в производстве холодильников, для покрытия кровли и пассажирских вагонов, облицовки стен и т. п. Обладая высокой теплопроводностью, металлические покрытия обеспечивают равномерное рассеивание тепла и повышают температуру деформации изделий, особенно в тех случаях, когда нагрев ограничен небольшими участками. Кроме того, они повышают химическую стойкость и стабильность формы и размеров изделий, работающих при больших тепловых нагрузках. Так, изделия из фенопластов, теплостойкость которых обычно не превышает 150° С, после металлизации устойчивы к продолжительному тепловому воздействию до 250° С [3]. В жестких условиях могут работать и металлизированные термопласты. Например, при работах с ракетным топливом применяется защитная одежда из ткани армалон [c.154]

    Охлаждающая способность определяет возможность топлива поглощать и отводить тепло от нагретых поверхностей при использовании топлива в качестве теплоносителя. Свойство имеет значение в тех случаях, когда топливо применяют для охлаждения масла (топливо-масляные радиаторы) или наружной обшивки летательного аппарата при больших скоростях полета. Оценка свойства базируется на таких показателях качества, как теплоемкость и теплопроводность. [c.35]

    Моторное масло должно обладать смазывающей способностью, т. е. требуемой вязкостью, хорошей прокачиваемостью при любой температуре, до -которой может нагреться двигатель, и, кроме того, оно должно иметь определенную маслянистость . Испытание маслянистости и способности масла работать при высоких давлениях проводится с помощью специальных устройств, измеряющих трение, таких, нанример, как прибор Дили и Хер-шеля (Deeley and Hershel [6]). Практика эксплуатации показывает, что обычные минеральные масла имеют удовлетворительные показатели маслянистости , хотя следует заметить, что зубчатые передачи автодвигателей требуют использования смазочных масел, содержащих противоизносные присадки. Минеральные масла среднего молекулярного веса, полученные из нефтей, не содержащих парафина, или депарафинизированные настолько, что их температура застывания удовлетворяет требованиям, предъявляемым климатическими условиями (—20° С в умеренном климате, —35° С на севере), будут сохранять удовлетворительную вязкость и подвижность при температуре эксплуатации. Способность моторного масла охлаждать двигатель — очень важный фактор, большая часть производимой при сгорании топлива тепловой энергии удаляется с помощью масла. Но улучшить эту характеристику трудно теплоемкость и теплопроводность масел можно варьировать в небольших пределах. [c.491]

    Первый в мире синтетический каучук, полученный в 1928 г. акад. С. В. Лебедевым, был назван натрийбутадиеновым, так как натрий явился катализатором процесса полимеризации бутадиена. Натрий используют как восстановитель в органическом синтезе, в частности для восстановления жирных кислот в высшие спирты, применяемые в производстве синтетических моющих средств. Высокая теплопроводность натрия и легкость его превращения в жидкость являются причинами,, объясняющими использование этого элемента в качестве теплоносителя для обеспечения равномерного обогрева аппаратов химической промышленности, в атомных реакторах, в клапанах авиационных двигателей, в машинах для литья под давлением. Из сплавов свинца, содержащего 0,58% Ыа, девают подшипнику осей- железнодорожных вагонов, а сплав свинца с 10% Ыа идет иа приготовление антидетонатора моторного топлива — тетраэтилсвинца. Иногда натрием заменяют в электротехнике медь которая в 9 раз тяжелее этого металла шины для больщих токов делают из стальных труб, заполненных натрием. Большую реакционную способность [c. 297]

    Для выявления способности КО препятствовать взаимодиффузии кислорода и топлива при горении изучена проницаемость коксов и рассчитаны коэффициенты диффузии, проницаемости, фильтрации, растворимости и доказано снижение проницаемости коксов ПКМ с огнезащищенным волокном и повышение пористости коксов, что снижает их теплопроводность, за счет увеличения количества закрытых пор, а следовательно, к уменьшению теплового потока на полимер. [c.95]

    Охлаждающая способность топлив определяется теплоемкостью, теплопроводностью, температурой кипения (для индивидуальных веществ) и фракционным составом (для сложных, многокомпонентных топлив), стабильностью, плотностью и вязкостью топлива. [c.81]

    В воде можно использовать в качестве горючего водные растворы спиртов различной концентрации. При разбавлении спиртов водой достигается, с одной стороны, снижение теплоты сгорания (рис. 250) и температуры горения топлива, а с другой — повышение теплоемкости и теплопроводности и, следовательно, улучшение охлаждаюш ей способности горючего (табл. 190). [c.614]

    Компоненты топлива должны обладать хорошей охлаждающей способностью, так как в большинстве случаев они одновременно используются для охлаждения стенок двигателя. В этом случае топлива должны обладать достаточно большей теплоемкостью, теплопроводностью и в ряде случаев высокой скрытой теплотой испарения, если компоненты топлива исполь- охлаждения внутренних стенок двигателя. [c.215]

    Другим свойством жестких вод является их способность образовывать осадки на стенках паровых котлов — котельный камень . Образующаяся на стенках котла накипь уменьшает коэффициент полезного действия котла, так как, обладая малой теплопроводностью, замедляет теплообмен. Установлено, что каждый миллиметр накипи на стенках котла увеличивает расход топлива на 1,5—2%. Кроме того, толстый слой накипи ведет к сильному перегреву стенок котла, что влечет за собой прогар металла, а иногда даже взрыв котла вследствие растрескивания 62 [c.62]

    Испаряемость — это способность топлива переходить из жидкого состояния в парообразное. Испарение может быть статическим, когда нефтепродукт испаряется с неподвижной поверхности в неподвижный воздух, и динамическим — при движении продукта и воздуха. На интенсивность испарения оказывают влияние мноте факторы температура окружающей атмосферы и нефтепродукта, давление насыщенных паров, теплопроводность, теплоемкость, величина поверхности и др. Образование горючей смеси в двигателях осуществляется при динамическом испарении, когда основное влияние оказьшают скорость движения сред и степень распыления бензина. [c.28]

    С. Пример расчета. Рассмотрим печь диаметром 6 м, в которой сгорает 0,15 кг/с газообразного топлива с наименьшей теплотворной способностью 5-10 Дж/кг, расход воздуха составляет 2,7 кг/с, воздух и топливо поступают при 500 К. Заготовка нри 900 К покрыта слоем шлака 6 мм с коэффициентом теплопроводности 2 Вт/(м-К) и степенью черноты 0,48. Свод из огнеупорных материалов имеет площадь 50 м . Топочные газы имеют теплоемкость 1200 Дж/(кг-К) и степень черноты =0,25, соответствующую расчетной средней длине пути луча при оцениваемом значении температуры. Необходимо рассчитать Т , Тх и скорость переноса теплоты в заготовку. В пренебрежении конвекцией задача сводится к случаю 2 с газообразным источником, адиабатной поверхностью и стоком. Начнем с расчета АхЦГх-е по уравнению (33). Получим следующую величину (полагая 1-2 2-2)  [c.499]

    Необходимо, чтобы по крайней мере один из реагирующих компонентов можно было удобно использовать для охлаждения рабочей камеры двигателя. Этот компонент должен обладать достаточной термической стойкостью для того, чтобы противостоять температуре стенки камеры около 540° или выше в течение 1 сек. В частности, охлаждающий компонент не должен пиролитически разлагаться с образованием твердых веществ, которые способны отлагаться на поверхностях теплообмена. Любые отложения или нагары, снижающие коэффициент теплопередачи, могут вызвать повышение температуры стенки до аварийной величины. При достаточной термической стойкости эффективность охлаждения камеры компонентом топлива определяется главным образом такими его физическими свойствами, как теплоемкость, теплопроводность, плотность и вязкость. Коэффициент теплопередачи для жидкой пленки изменяется пропорционально плотности (в степени —0,8), теплопроводности (в степени /3) и теплоемкости (в степени /3) и обратно пропорционально вязкости (в степени Уг)- [c.107]

    При питании жесткой водой котлов на их поверхности нагрева отлагается накипь, вследствие чего уменьшается теплопроводность металла, что приводит к перерасходу топлива и перегреву металлич. котлов. Пользование жесткой водой в текстильной пром-сти, в прачечных и в быту для стирки белья обыкновенным мылом ведет к перерасходу мыла и ухудшению качества тканей мыло сначала расходуется на связывание солей, обусловливающих Hi.b.,h начинает давать пену только после того, как эти соли будут переведены в нерастворимый осадок. Величина потери мыла при стирке в воде, имеющей 2 мг-экв1л жесткости, равна 1,2 г мыла на 1 л воды, или 24% от общего расхода мыла при Ж. в. в 6 жг-ажв/л потеря составляет 3,2 г мыла, или 64% от общего расхода мыла. Качество тканей, стираемых в жесткой воде, а также качество тканей, при отделке к-рых применяется жесткая вода, ухудшается вследствие осаждения на поверхности нитей тканей кальциевых и магниевых солей жирных к-т мыла. Следует отметить, что синтетич. моющие вещества (ОП-7, ОП-10, некаль, сульфанол и т. п.) не образуют с ионами кальция и магния нерастворимых солей и потому на их моющей способности Ж. в. не отражается. [c.27]

    Предел по минимальному количеству топлива, поступаюп1его в пламя, способному снабдить последнее достаточным количеством горючего. Сюда относятся пределы по размерам образцов. Здесь можно исследовать самые разнообразные ситуации влияние подложек с высокой (теплопроводящие) и низкой (теплоизолирующие) теплопроводностью, горение в зазоре между полимером и массивной стенкой, горение многослойных ( сэндвичевых ) систем, горение на цилиндрических подложках (нити, проволоки). Поэтому полезно ввести понятие предельного размера горения — наименьшего характерного размера образца, ниже которого самостоятельное горение в данных условиях невозможно. Теория предельных размеров будет детально проанализирована в разделе 1.2.2. [c.14]

    Если в печи нагревают материал, характеризуемый низкой излучательной способностью и высокой теплопроводностью, толщина материала не влияет на расход топлива, поскольку тепло, поглощенное поверхностью материала, передается внутрь его при незначительном перепаде температур. Примером такого положения является нагрев алюминия. С другой стороны, если излучательная способность материала высока, а его теплопроводность низка, как у стали, толщина влияет на расход топлива по следующей причине у толстостенного материала, который должен быть нагрет до заданной средней температуры, поверхность горячее, чем внутренние слои, и поэтому продукты сгорания при той же скорости нагрева до той же редней температуры должны уходить из печи при более высокой температуре, чем в случае нагрева тонких изделий. И наоборот, если газы должны уходить из печи при одной и той же температуре, независимо от толщины садки, то толстостенный 1атериал должен находиться в печи дольше, чем тонкостенный (ср. с рис. 68). Другими словами это положение можно выразить так скорость нагрева должна быть снижена, в результате чего потеря тепла через стенки на единицу массы нагреваемого металла повышается. Если нагреваемый материал легко окисляется, то возникают другие факторы. Окалина характеризуется большей излучательной способностью, чем светлый металл. В первоначальных стадиях нагрева окалина способствует поглощению тепла однако толстый ее слой, образующийся при продолжительном нагреве толстостенного материала, служит изолятором, что в свою очередь приводит к тому, что материал должен находиться в печи дольше. А если нагревальщик пытается повысить скорость нагрева, увеличивая подачу тепла, то окалина размягчается, становится блестящей и отражает тепло. Это означает, что ее излучательная способность уменьшается. [c.189]

---

Тепло ли ёжику в иголках? Вопросы и ответы по физике :: Класс!ная физика

ТЕПЛО ЛИ ЁЖИКУ В ИГОЛКАХ ?

 

Шерсть не только спасает зверей от холода, но и служит средством защиты. А чтобы защита была внушительнее и надежнее, волосяной покров порой видоизменяется, превращаясь в своеобразные доспехи. Иглы, например. Но не зябнут ли ежи и дикобразы в своих колючих шубках?

Такой вопрос, оказывается, может прийти в голову не только детям, но и специалистам-зоологам.

  Ученые  изучили теплопроводные и теплоизоляционные свойства иголок, взятых со спины  североамериканского дикобраза, и убедились, что греют эти самые иголки очень даже неплохо.

Срезы этих игл рассматривали через электронный микроскоп.   Кератин — главная составляющая иголок — проводит тепло в 10 раз лучше, чем воздух. И благодаря этому иглы увеличивают теплопроводность «доспехов». Следовательно, возрастают и потери тепла с тела животного.

Однако внутренняя пористая структура игл создает  экранирование теплового излучения,
что и компенсирует увеличение теплопроводности. Так что дикобраз, как и другие колючие звери, вовсе не страдает от холода. Иглистый покров сохраняет ровно столько тепла, сколько нужно теплокровному животному такого размера.

Источник: журнал «Вокруг света»

 

Есть еще вопросы по физике? — Отвечаем!

Вернуться к списку вопросов

Кто? Что? Где? Как? Куда? Когда? Какой?

Почему? Каково? Сколько? «Да» или «нет»?

ТАК ЧТО ЖЕ ТАКОЕ МОЛЕКУЛА?

Физику на заметку.

Ученые задумались …. А причина — эксперимент, который провел французский исследователь Жан Бенве. Растворяя в воде одно из лекарств, ученый добился его концентрации 1:10 в 120-ой степени. Однако раствор при этом, как выяснилось, продолжал сохранять лечебные свойства.

Это и заставило ученых вновь поставить вопрос — что такое молекула?
Наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами?

По закону Авогадро, молекула должна прекращать свое существование, когда растворяется в концентрации 1:10 в 120-ой степени.
Тогда то, что получилось в опыте Бенвениста, молекулой уже не назвать, а свойства вещества сохранились.
Так с чем же мы имеем дело?

Устали? — Отдыхаем!

лучших металлов для отвода тепла

Теплопроводность — это термин, который описывает, как быстро материал поглощает тепло из областей с высокой температурой и перемещает его в области с более низкой температурой. Лучшие теплопроводящие металлы обладают высокой теплопроводностью и могут использоваться во многих областях, таких как посуда, теплообменники и радиаторы. С другой стороны, металлы с более низкой скоростью теплопередачи также полезны там, где они могут действовать как тепловой экран в приложениях, которые выделяют большое количество тепла, таких как двигатели самолетов.

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом металлических изделий на IMS!

Вот рейтинг теплопроводных металлов и металлических сплавов от самого низкого до самого высокого среднего значения теплопроводности в ваттах на метр-К при комнатной температуре:

1. Нержавеющая сталь (16)
2. Свинец (35)
3. Углеродистая сталь (51)
4. Кованое железо (59)
5. Утюг (73)
6. Алюминиевая бронза (76)
7. Медь латунь (111)
8. Алюминий (237)
9. Медь (401)
10. Серебро (429)

Нержавеющая сталь

Обладая одной из самых низких коэффициентов теплопроводности для металлического сплава, нержавеющая сталь требует гораздо больше времени для отвода тепла от источника, чем, скажем, медь. Это означает, что кастрюля из нержавеющей стали нагревает пищу намного дольше, чем кастрюля с медным дном (хотя у нержавеющей стали есть и другие преимущества). В паровых и газовых турбинах на электростанциях используется нержавеющая сталь, помимо других свойств, благодаря ее термостойкости. В архитектуре облицовка из нержавеющей стали может дольше выдерживать высокие температуры, сохраняя здания прохладнее на солнце.

Алюминий

Хотя алюминий имеет немного меньшую теплопроводность, чем медь, он легче по весу, дешевле и с ним проще работать, что делает его лучшим выбором для многих приложений.Например, в микроэлектронике, такой как светодиоды и лазерные диоды, используются крошечные радиаторы с алюминиевыми ребрами, которые выступают в воздух. Тепло, генерируемое электроникой, передается от чипа к алюминию, а затем к воздуху либо пассивно, либо с помощью принудительной конвекции воздушного потока или термоэлектрического охладителя.

Просмотреть доступные металлы

Медь

Медь имеет очень высокую теплопроводность, намного дешевле и доступнее серебра, которое является лучшим металлом для отвода тепла. Медь устойчива к коррозии и биообрастанию, что делает ее хорошим материалом для солнечных водонагревателей, газовых водонагревателей и промышленных теплообменников, холодильников, кондиционеров и тепловых насосов.

Другие факторы, влияющие на теплопроводность

При выборе металлов, которые лучше всего подходят для теплопроводности, вы должны также принимать во внимание другие факторы, помимо теплопроводности, которые влияют на скорость теплового потока. Например, начальная температура металла может иметь огромное значение для скорости теплопередачи.При комнатной температуре железо имеет теплопроводность 73, но при 1832 ° F его проводимость падает до 35. Другие факторы включают разницу температур в металле, толщину металла и площадь поверхности металла.

Ваш местный поставщик металла, обслуживающий Южную Калифорнию, Аризону и Северную Мексику

Industrial Metal Supply — крупнейший на Юго-Западе поставщик всех видов металлообрабатывающего оборудования и принадлежностей для металлообработки. Запросите предложение или свяжитесь с IMS сегодня.

Данные взяты из Engineering Toolbox.

Электропроводность

Электропроводность

Электропроводность является мерой легкость, с которой электрический заряд или тепло могут проходить через материал. А проводник — это материал, который дает очень небольшое сопротивление потоку электрический ток или тепловая энергия. Материалы классифицируются как металлы, полупроводники и изоляторы.Металлы — самые проводящие и изоляторы. (керамика, дерево, пластик) наименее проводящие.

Электропроводность говорит нам, насколько хорошо материал позволяет электричеству проходить через него. Многие люди думают о медных проводах как о чем-то, что имеет отличные электрические характеристики. проводимость.

Теплопроводность говорит нам, с какой легкостью тепловая энергия (тепло для большинства целей) может перемещаться по материалу. Некоторые материалы, такие как металлы, позволяют теплу перемещаться через них довольно быстро. Представьте, что одной рукой вы касаетесь кусок металла, а с другой — кусок дерева. Какой материал будет становится холоднее? Если бы вы сказали «металл», вы были бы правы. Но, Фактически, оба материала имеют одинаковую температуру. Это относительное теплопроводность. Металл обладает более высокой теплопередачей или термической способностью. проводимость, чем у дерева, позволяя теплу от вашей руки уходить быстрее.Если вы хотите, чтобы что-то оставалось холодным, лучше всего это завернуть во что-нибудь который не обладает высокой теплопередачей или высокой теплопроводностью, это был бы изолятор. Керамика и полимеры обычно являются хорошими изоляторами, но вы должны помнить, что полимеры обычно имеют очень низкую температуру плавления. Это означает, что если вы разрабатываете что-то, что сильно нагревается, полимер может расплавиться в зависимости от температуры плавления.

Серебро имеет самую высокую электропроводность из всех металлов. Фактически, серебро определяет проводимость — все другие металлы сравниваются с Это. По шкале от 0 до 100 серебро занимает 100 место, медь — 97, а золото. на 76. Из-за этого свойства, а также из-за того, что он не зажигает легко, серебро обычно используется в электрических цепях и контактах. Серебро также используется в аккумуляторах, где надежность является обязательной и применяются ограничения по весу, например, для портативных хирургических инструментов, слуховых аппаратов, кардиостимуляторов и космическое путешествие.

ССЫЛКИ

http://www.physics4kids.com/files/elec_conduct.html
План урока для учителей о проводимости — http://www.infinitepower.org/pdf/09-Lesson-Plan.pdf

Все информация на этой странице взята из U of C — Щелкните по Кембриджскому университету значок для благодарностей.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Недавно обнаруженный неорганический материал имеет самую низкую теплопроводность на сегодняшний день

Мы все знаем, что мир отчаянно нуждается в переходе на возобновляемые источники энергии, но многие из нас забывают, что нам также необходимо сделать наши энергетические системы более эффективными.

В настоящее время, по оценкам, 70 процентов всей энергии, которую мы производим в мире, теряется в виде тепла — часто на самих электростанциях. Это серьезная проблема, которую можно хотя бы частично решить за счет улучшения термоэлектрических материалов, которые могут снизить потери тепла, а также улавливать потерянную тепловую энергию.

Теперь исследователи под руководством Ливерпульского университета в Великобритании сделали важный шаг к этой цели, открыв новый неорганический материал с самой низкой теплопроводностью, о которой когда-либо сообщалось.

Фактически, при комнатной температуре материал замедляет передачу тепла почти так же, как и воздух.

Новый материал имеет формулу Bi ₄ O ₄ SeCl ₂ (название не броское, мы знаем), и его создание является «прорывом в управлении тепловым потоком в атомном масштабе», пресс релиз объясняет.

«Обнаруженный нами материал имеет самую низкую теплопроводность среди всех неорганических твердых тел и почти так же плохо проводит тепло, как и сам воздух», — говорит химик и руководитель группы Мэтт Россейнски из Ливерпульского университета.

«Значение этого открытия имеет большое значение как для фундаментального научного понимания, так и для практического применения в термоэлектрических устройствах, улавливающих отходящее тепло, и в качестве термобарьерных покрытий для более эффективных газовых турбин».

Если принять теплопроводность стали за 1, то и вода, и строительный кирпич будут иметь теплопроводность 0,01. Воздух будет около 0,0005, а новый материал — всего 0,001.

Что особенно интересно, так это то, что этот материал был создан с помощью хитроумного расположения слоев атомов, и команда говорит, что они могут использовать ту же технику для добавления дополнительных свойств.

В будущем это может означать создание материалов, которые не только невероятно устойчивы к нагреву, но также являются сверхпроводниками электричества — два свойства, которые будут чрезвычайно полезны для энергосистемы.

«Помимо переноса тепла, эта стратегия может быть применена к другим важным фундаментальным физическим свойствам, таким как магнетизм и сверхпроводимость, что приведет к снижению энергопотребления и более эффективной передаче электричества», — поясняет физик Джон Алария.

Неорганические материалы — это материалы, которые не содержат углерода, а этот был сделан из BiOCl и Bi ₂ O ₂ Se. Как следует из названия, это соединение висмута, кислорода, селена и хлора.

Чтобы создать новый проводящий материал, команда обнаружила два разных расположения атомов в этих материалах, что привело к плохой теплопроводности.

Затем они изучили механизмы, ответственные за замедление нагрева в каждой из этих схем, и нашли способ объединить их таким образом, чтобы они могли комбинировать эффекты замедления нагрева вместо простого усреднения разницы.

На изображении ниже вы можете увидеть визуальное представление двух различных атомных схем, представленных желтым и синим цветом, которые в сочетании наиболее эффективно замедляют движение тепла через материал.

Два атомных расположения (желтый и синий) объединились, чтобы создать материал. (Ливерпульский университет)

В результате Bi ₄ O ₄ SeCl ₂ является гораздо более слабым проводником тепла, чем любое из двух устройств по отдельности, обеспечивая теплопроводность при комнатной температуре всего 0. 1 Вт K ⁻¹ м ⁻¹ . Другими словами, материал — это сумма больше, чем его части.

Важно отметить, что это исследование рассматривало только теплопроводность нового материала и не рассматривало другие эффекты, такие как электропроводность или магнетизм. Поэтому пока не ясно, можно ли использовать этот материал в реальных приложениях, таких как вычисления или в электрических сетях.

Но теперь, когда мы знаем, как наслоить атомы таким сложным способом, это открывает большой потенциал для новых материалов, которые берут эти свойства теплопроводности и сочетают их с другими желательными характеристиками для улучшения термоэлектрических характеристик или открытия сверхпроводимости.

«Этот потенциал для оптимизации множественных свойств показывает, как синергия между модульными блоками с совместимым соединением может обеспечить химическое генерирование и управление функцией», — пишут исследователи.

Исследование опубликовано в журнале Science.

Наука о теплопередаче: что такое проводимость?

Тепло — интересный вид энергии. Он не только поддерживает жизнь, делает нас комфортными и помогает готовить пищу, но и понимание его свойств является ключом ко многим областям научных исследований.Например, знание того, как передается тепло и степень, в которой различные материалы могут обмениваться тепловой энергией, управляет всем: от обогревателей здания и понимания сезонных изменений до отправки кораблей в космос.

Тепло может передаваться только тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Из них кондукция, пожалуй, самая распространенная и регулярно встречается в природе. Короче говоря, это передача тепла посредством физического контакта. Это происходит, когда вы нажимаете рукой на оконное стекло, когда вы ставите горшок с водой на активный элемент и когда вы кладете утюг в огонь.

Эта передача происходит на молекулярном уровне — от одного тела к другому — когда тепловая энергия поглощается поверхностью и заставляет молекулы этой поверхности двигаться быстрее. В процессе они натыкаются на своих соседей и передают им энергию — процесс, который продолжается до тех пор, пока добавляется тепло.

Теплопроводность происходит через любой материал, представленный здесь прямоугольной полосой. Скорость переноса частично зависит от толщины материала (представ.пользователя A). Кредит: Boundless

Процесс теплопроводности зависит от четырех основных факторов: температурного градиента, поперечного сечения материалов, длины пути и свойств этих материалов.

Температурный градиент — это физическая величина, которая описывает, в каком направлении и с какой скоростью изменяется температура в определенном месте. Температура всегда течет от самого горячего источника к самому холодному, потому что холод — это не что иное, как отсутствие тепловой энергии.Этот переход между телами продолжается до тех пор, пока разница температур не исчезнет и не наступит состояние, известное как тепловое равновесие.

Поперечное сечение и длина пути также являются важными факторами. Чем больше размер материала, участвующего в переносе, тем больше тепла необходимо для его нагрева. Кроме того, чем больше площадь поверхности выходит на открытый воздух, тем выше вероятность потери тепла. Поэтому более короткие объекты с меньшим поперечным сечением — лучший способ минимизировать потери тепловой энергии.

И последнее, но не менее важное, это физические свойства используемых материалов. По сути, когда дело доходит до теплопроводности, не все вещества одинаковы. Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, тогда как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань, плохо проводят тепло.

Электропроводность, как показано при нагревании металлического стержня пламенем. Кредит: Thomson Higher Education

Эти проводящие свойства оцениваются на основе «коэффициента», который измеряется относительно серебра.В этом отношении серебро имеет коэффициент теплопроводности 100, тогда как другие материалы имеют более низкий рейтинг. К ним относятся медь (92), железо (11), вода (0,12) и дерево (0,03). На противоположном конце спектра находится идеальный вакуум, который не может проводить тепло, и поэтому оценивается как нулевой.

Материалы, плохо проводящие тепло, называются изоляторами. Воздух с коэффициентом проводимости 0,006 является исключительным изолятором, поскольку он может удерживаться в замкнутом пространстве.Вот почему в искусственных изоляторах используются воздушные отсеки, такие как окна с двойным остеклением, которые используются для сокращения счетов за отопление. По сути, они действуют как буферы от потерь тепла.

Перо, мех и натуральные волокна являются примерами натуральных изоляторов. Эти материалы позволяют птицам, млекопитающим и людям оставаться в тепле. Морские каланы, например, живут в океанических водах, которые часто очень холодны, а их роскошный густой мех согревает их. Другие морские млекопитающие, такие как морские львы, киты и пингвины, полагаются на толстый слой жира (он же. жир) — очень плохой проводник — чтобы предотвратить потерю тепла через кожу.

Это вид носовой части космического корабля «Дискавери», построенного из жаропрочных углеродных композитов. Предоставлено: NASA

. Та же самая логика применяется для изоляции домов, зданий и даже космических кораблей. В этих случаях методы включают либо воздушные карманы между стенами, стекловолокно (которое задерживает воздух) или пену высокой плотности. Космические аппараты представляют собой особый случай, и в них используется изоляция в виде пенопласта, армированного углеродного композитного материала и плиток из кварцевого волокна.Все они плохо проводят тепло и, следовательно, предотвращают потерю тепла в космосе, а также предотвращают попадание экстремальных температур, вызванных атмосферным входом, в кабину экипажа.

Посмотрите это видео, демонстрирующее тепловые плитки на космическом шаттле:

Законы, регулирующие теплопроводность, очень похожи на закон Ома, регулирующий электрическую проводимость. В этом случае хороший проводник — это материал, пропускающий электрический ток (т.е.е. электроны), чтобы пройти через него без особых проблем. Электрический изолятор, напротив, представляет собой любой материал, внутренние электрические заряды которого не текут свободно, и поэтому очень трудно проводить электрический ток под действием электрического поля.

В большинстве случаев материалы, которые плохо проводят тепло, также плохо проводят электричество. Например, медь хорошо проводит тепло и электричество, поэтому медные провода так широко используются в производстве электроники.Золото и серебро еще лучше, и там, где цена не является проблемой, эти материалы также используются при строительстве электрических цепей.

И когда кто-то пытается «заземлить» заряд (то есть нейтрализовать его), они отправляют его через физическое соединение с Землей, где заряд теряется. Это обычное дело в электрических цепях, где присутствует незащищенный металл, гарантирующий, что люди, случайно вступившие в контакт, не будут поражены электрическим током.

Изоляционные материалы, такие как резина на подошвах обуви, используются для защиты людей, работающих с чувствительными материалами или рядом с электрическими источниками, от электрических разрядов.Другие изоляционные материалы, такие как стекло, полимеры или фарфор, обычно используются в линиях электропередач и высоковольтных передатчиках мощности, чтобы энергия передавалась в цепи (и ничего больше!)

Короче говоря, проводимость сводится к передаче тепла или электрического заряда. И то и другое происходит в результате способности вещества позволять молекулам передавать энергию через них.

Мы написали много статей о проводимости для Universe Today. Прочтите эту статью о первом законе термодинамики или эту статью о статическом электричестве.

Если вам нужна дополнительная информация о теплопроводности, ознакомьтесь со статьей BBC о теплопередаче, а вот ссылка на гипертекстовый справочник по физике.

Мы также записали целую серию Astronomy Cast about Magnetism — Episode 42: Magnetism Everywhere.

Нравится:

Нравится Загрузка …

2.7 Теплопроводники и изоляторы | Классификация вещества

2.7 Теплопроводники и изоляторы (ESAAI)

A теплопроводник — это материал, который позволяет передавать энергию в виде тепла. внутри материала, без какого-либо движения самого материала.Легкий способ понять эту концепцию — через простую демонстрацию.

Теплопроводность

Цель

Для демонстрации способности различных веществ проводить тепло.

Аппарат

Вам понадобится:

Метод

• Залейте обе чашки кипятком примерно наполовину.

• Поместите металлическую ложку в одну чашку, а пластиковую — в другую.

• Обратите внимание, какая ложка нагревается быстрее

Будьте осторожны при работе с кипящей водой и прикосновении к ложкам, так как вы можете легко обжечься.

Результаты

Металлическая ложка нагревается быстрее, чем пластиковая. Другими словами, металл хорошо проводит тепло, но пластик нет.

Заключение

Металл является хорошим проводником тепла, а пластик — плохим проводником тепла.

Изолятор — это материал, не допускающий передачи электричества или энергии. Материалы с плохими проводниками тепла также можно охарактеризовать как хорошие теплоизоляторы.

Зданиям с хорошей изоляцией требуется меньше энергии для обогрева, чем зданиям без теплоизоляции. Два здания материалы, которые все чаще используются во всем мире, это минеральная вата , и полистирол . Минеральная вата — хороший изолятор, потому что она удерживает воздух в матрице шерсть, чтобы не терялось тепло.Поскольку воздух — плохой проводник и хороший изолятор, это помогает сохранять энергию. внутри здания. Полистирол также является хорошим изолятором и способен сохранять прохладу в прохладном и горячем состоянии. горячий. У него есть дополнительное преимущество, заключающееся в устойчивости к влаге, плесени и грибку.

Подробнее о теплопроводности

Посмотрите на приведенную ниже таблицу, в которой показана теплопроводность ряда различных материалов, а затем ответьте на следующие вопросы.{-1} $} \))

Серебро

\ (\ text {429} \)

Нержавеющая сталь

\ (\ text {16} \)

Стандартное стекло

\ (\ text {1,05} \)

Бетон

\ (\ text {0,9} \) — \ (\ text {2} \)

Кирпич красный

\ (\ text {0,69} \)

Вода

\ (\ text {0,58} \)

Полиэтилен (пластик)

\ (\ text {0,42} \) — \ (\ text {0,51} \)

Дерево

\ (\ text {0,04} \) — \ (\ text {0,12} \)

Полистирол

\ (\ text {0,03} \)

Воздух

\ (\ text {0,024} \)

Используйте эту информацию, чтобы ответить на следующие вопросы:

1. Назовите два материала с хорошей теплопроводностью.

2. Назовите два материала, которые являются хорошими изоляторами.

3. Объясните, почему:

   1. Красный кирпич — лучший выбор, чем бетон, для строительства домов, требующих меньшего внутреннего обогрева.

   2. Из нержавеющей стали можно делать кастрюли

Какие металлы самые проводящие?

Электропроводность играет жизненно важную роль во многих отраслях промышленности, включая электронику, аэрокосмическую промышленность и телекоммуникации.Однако на самом деле существует несколько видов проводимости. Под теплопроводностью понимается способность материала передавать тепло, а под электропроводностью понимается способность материала пропускать электрический ток без сопротивления. Как правило, материалы, которые демонстрируют высокую теплопроводность, также обладают высокой электропроводностью.

Электропроводность различна для разных материалов и зависит от внешних условий. Некоторые из факторов, влияющих на проводимость, включают форму, размер, температуру и внешние электромагнитные поля.Примеси в веществе также могут препятствовать потоку электронов и уменьшать проводимость.

Большинство металлов в той или иной степени проводят тепло и электричество, но некоторые металлы обладают большей проводимостью, чем другие. В результате проводимость является важным фактором, который следует учитывать при гальванике. Если вам нужен конечный продукт, который может хорошо проводить тепло или электричество, вам нужно будет выбрать токопроводящее металлическое покрытие, которое будет соответствовать уникальным требованиям вашего приложения.

Шесть самых проводящих металлических покрытий, доступных на рынке

Выбор металла с правильным уровнем проводимости может обеспечить функциональный успех продукта или компонента или нарушить его.Чтобы помочь вам оценить ваши возможности, мы создали это руководство по наиболее проводящим металлам, используемым для гальваники на подложках в промышленных отраслях. Шесть наиболее проводящих металлов, которые следует учитывать, включают:

1. Серебро: Серебро, самый проводящий металл, эффективно проводит тепло и электричество благодаря своей уникальной кристаллической структуре и одновалентному электрону. Серебро обеспечивает низкую контактную износостойкость и отличную оптическую отражательную способность, что делает его идеальным для покрытия контактов, зеркал и проводов в телекоммуникационных приложениях.Однако серебряные покрытия также легко тускнеют, поэтому их используют реже, чем покрытия из меди и золота.
2. Медь: Как и серебро, одновалентный электрон меди делает ее металлом с высокой проводимостью. Он также обеспечивает хорошую коррозионную стойкость. Медные покрытия находят применение в полупроводниках, печатных платах и ​​других приложениях, в которых важна электрическая проводимость.
3. Золото: Золото Высокая проводимость в сочетании с его коррозионной стойкостью, износостойкостью и стабильным контактным сопротивлением делает его идеальным для покрытия полупроводников, соединителей, печатных и протравленных схем. Если вы готовы согласиться с более высокой ценой, золото обычно дает наибольшие преимущества для продуктов, требующих проводимости.
4. Цинк: Хотя цинк значительно менее проводящий, чем золото, медь и серебро, он может быть доступной альтернативой этим более дорогим металлам. Цинк обладает хорошей проводимостью и высокой прочностью.
5. Никель: Другой проводящий металл, никель, обычно наносится на поверхность детали для увеличения толщины и повышения устойчивости к износу и коррозии.Вы можете выбрать никелевые покрытия для сложных промышленных и военных приложений.
6. Платина: Платина — драгоценный металл, который часто используется в качестве защитного покрытия для других металлов, которые легко корродируют. Чрезвычайно высокая температура плавления платины также делает ее пригодной для применений, требующих высокой теплопроводности.

В SPC мы можем покрывать продукты и компоненты всеми этими металлами с высокой проводимостью. Если вы не уверены, какой вариант лучше всего соответствует вашим требованиям, наша команда экспертов по отделке поверхностей будет рада помочь вам.

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше

Sharretts Plating Company — это компания, предоставляющая полный комплекс услуг по отделке, которая занимается инновациями в гальванической промышленности более 90 лет. Чтобы узнать больше о проводящих металлических покрытиях, которые мы предлагаем, или получить компетентные ответы на другие вопросы по гальванике, заполните нашу онлайн-форму сегодня.

.