Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du praséodyme et du néodyme, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Praséodyme vs Néodyme.
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Comparer le néodyme avec un autre élément
Praséodyme et néodyme – À propos des éléments
Praséodyme
Le praséodyme est un métal doux, argenté, malléable et ductile, apprécié pour ses propriétés magnétiques, électriques, chimiques et optiques. Le praséodyme est le troisième membre de la série des lanthanides et est traditionnellement considéré comme l’un des métaux des terres rares.
Néodyme
Le néodyme est un métal argenté doux qui se ternit à l’air. Le néodyme ne se trouve pas naturellement sous forme métallique ou non mélangé avec d’autres lanthanides, et il est généralement raffiné pour un usage général. Bien que le néodyme soit classé parmi les terres rares, c’est un élément assez courant.
Le praséodyme est utilisé dans une variété d’alliages. L’alliage à haute résistance qu’il forme avec le magnésium est utilisé dans les moteurs d’avions. Le mischmétal est un alliage contenant environ 5 % de praséodyme et est utilisé pour fabriquer des pierres à briquet pour les briquets. En combinaison avec le néodyme, un autre élément de terre rare, le praséodyme est utilisé pour créer des aimants de haute puissance remarquables pour leur résistance et leur durabilité. Les composés de praséodyme donnent aux verres et aux émaux une couleur jaune.
L’utilisation la plus importante du néodyme est dans un alliage avec du fer et du bore pour fabriquer des aimants permanents très puissants. Ces aimants sont largement utilisés dans des produits tels que les microphones, les haut-parleurs professionnels, les écouteurs intra-auriculaires, les moteurs électriques à courant continu haute performance pour loisirs et les disques durs d’ordinateur, où une faible masse (ou volume) d’aimant ou des champs magnétiques puissants sont nécessaires. Des aimants en néodyme plus gros sont utilisés dans les moteurs électriques à haute puissance par rapport au poids (par exemple dans les voitures hybrides) et les générateurs (par exemple les générateurs électriques d’avions et d’éoliennes). Le néodyme est un composant, avec le praséodyme, du verre de didymium. Il s’agit d’un verre spécial pour les lunettes utilisées lors du soufflage du verre et du soudage. L’élément colore le verre de délicates nuances de violet, de rouge vin et de gris. Le néodyme est également utilisé dans le verre des cabines de bronzage,
Praséodyme et Néodyme – Comparaison dans le tableau
Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du cérium et du samarium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Cérium contre Samarium.
Comparer le cérium avec un autre élément
Comparer le samarium avec un autre élément
Cérium et Samarium – À propos des éléments
Cérium
Le cérium est un métal mou, ductile et blanc argenté qui ternit lorsqu’il est exposé à l’air, et il est suffisamment mou pour être coupé avec un couteau. Le cérium est le deuxième élément de la série des lanthanides. Le cérium est aussi traditionnellement considéré comme l’un des éléments des terres rares.
Samarium
Le samarium est un membre typique de la série des lanthanides, c’est un métal argenté modérément dur qui s’oxyde facilement dans l’air. Le nom samarium vient du minéral samarskite dont il a été isolé. Bien que classé comme élément de terre rare, le samarium est le 40e élément le plus abondant de la croûte terrestre et est plus courant que des métaux tels que l’étain. Dans l’industrie nucléaire, en particulier le samarium naturel et artificiel 149 a un impact important sur le fonctionnement d’un réacteur nucléaire. Samarium 149 a une très grande section efficace de capture de neutrons (environ 42 000 granges). Étant donné que le samarium naturel contient environ 14 % de 149Sm, il peut être utilisé comme matériau absorbant dans les barres de contrôle.
Le cérium est un composant important de l’alliage de mischmétal. Le ferrocérium est un alliage pyrophorique synthétique qui produit des étincelles chaudes pouvant atteindre des températures de 3000°C (5430°F) lorsqu’il est rapidement oxydé par le processus de frappe de la tige, la fragmentant ainsi et exposant ces fragments à l’oxygène de l’air. Une composition typique comprend environ 55 % de cérium, 25 % de lanthane et 15 à 18 % de néodyme suivis d’autres métaux de terres rares. L’utilisation la plus connue de cet alliage est dans les « pierres à feu » pour les briquets. La cérine est le composé de cérium le plus largement utilisé. L’oxyde de cérium est principalement utilisé comme composé de polissage, par exemple dans la planarisation chimico-mécanique (CMP).
Le samarium est principalement utilisé dans la préparation d’aimants en alliage samarium-cobalt pour les guitares électriques, les petits moteurs et les écouteurs. Les aimants au samarium-cobalt sont beaucoup plus puissants que les aimants en fer. Ils restent magnétiques à haute température et sont donc utilisés dans les applications micro-ondes. Ils ont permis la miniaturisation des appareils électroniques. Cependant, les aimants en néodyme sont maintenant plus couramment utilisés à la place. Son oxyde est utilisé pour la fabrication de verre spécial absorbant l’infrarouge pour les électrodes des lampes à arc de carbone. Il est utile pour doper les cristaux de fluorure de calcium utilisés dans les lasers optiques.
Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques de l’iode et du mercure, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Iode contre Mercure.
Comparer l'iode avec un autre élément
Comparer le mercure avec un autre élément
L’iode et le Mercure – À propos des éléments
Iode
L’iode est le plus lourd des halogènes stables, il existe sous la forme d’un solide métallique brillant, violet-noir dans des conditions standard qui se sublime facilement pour former un gaz violet. L’iode est le moins abondant des halogènes stables, étant le soixante et unième élément le plus abondant. Elle est encore moins abondante que les terres dites rares. C’est le nutriment minéral essentiel le plus lourd.
Mercure
Mercure est communément appelé mercure et était autrefois appelé hydrargyrum. Le mercure est un élément lourd et argenté du bloc d, le mercure est le seul élément métallique liquide dans des conditions standard de température et de pression.
En plus des produits nutritionnels, l’iode et les dérivés d’iode sont utilisés dans un large éventail d’applications médicales, agricoles et industrielles. Environ la moitié de tout l’iode produit entre dans divers composés organoiodés, 15% restants restent sous forme d’élément pur, 15% supplémentaires sont utilisés pour former de l’iodure de potassium et 15% supplémentaires pour d’autres composés iodés inorganiques. L’application principale est la production de produits de contraste pour rayons X (22 %). Le numéro atomique et la densité élevés de l’iode le rendent parfaitement adapté à cette application, car sa présence dans le corps peut aider à augmenter le contraste entre les tissus, les organes et les vaisseaux sanguins avec des densités de rayons X similaires. Il est utilisé comme antiseptique pour les plaies externes. Une autre application à l’origine de la demande d’iode est le film polarisant dans les écrans à cristaux liquides (LCD).
Le mercure est principalement utilisé pour la fabrication de produits chimiques industriels ou pour des applications électriques et électroniques. Cependant, en raison de sa toxicité, de nombreuses utilisations du mercure sont en cours d’élimination ou sont en cours de révision. Il est utilisé dans certains thermomètres, en particulier ceux qui sont utilisés pour mesurer des températures élevées. Le mercure forme facilement des alliages, appelés amalgames, avec d’autres métaux tels que l’or, l’argent et l’étain. La facilité avec laquelle il s’amalgame avec l’or le rend utile pour récupérer l’or de ses minerais. Les amalgames au mercure étaient également utilisés dans les obturations dentaires. Le mercure gazeux est utilisé dans les lampes à vapeur de mercure et certaines enseignes publicitaires de type « enseigne au néon » et lampes fluorescentes.
Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques de l’iode et du césium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Iode vs Césium.
Comparer l'iode avec un autre élément
Comparer le césium avec un autre élément
Iode et Césium – À propos des éléments
Iode
L’iode est le plus lourd des halogènes stables, il existe sous la forme d’un solide métallique brillant, violet-noir dans des conditions standard qui se sublime facilement pour former un gaz violet. L’iode est le moins abondant des halogènes stables, étant le soixante et unième élément le plus abondant. Elle est encore moins abondante que les terres dites rares. C’est le nutriment minéral essentiel le plus lourd.
Césium
Le césium est un métal alcalin doux et argenté avec un point de fusion de 28,5°C, ce qui en fait l’un des cinq seuls métaux élémentaires liquides à ou près de la température ambiante. Le césium a des propriétés physiques et chimiques similaires à celles du rubidium et du potassium.
En plus des produits nutritionnels, l’iode et les dérivés d’iode sont utilisés dans un large éventail d’applications médicales, agricoles et industrielles. Environ la moitié de tout l’iode produit entre dans divers composés organoiodés, 15% restants restent sous forme d’élément pur, 15% supplémentaires sont utilisés pour former de l’iodure de potassium et 15% supplémentaires pour d’autres composés iodés inorganiques. L’application principale est la production de produits de contraste pour rayons X (22 %). Le numéro atomique et la densité élevés de l’iode le rendent parfaitement adapté à cette application, car sa présence dans le corps peut aider à augmenter le contraste entre les tissus, les organes et les vaisseaux sanguins avec des densités de rayons X similaires. Il est utilisé comme antiseptique pour les plaies externes. Une autre application à l’origine de la demande d’iode est le film polarisant dans les écrans à cristaux liquides (LCD).
La plus grande utilisation actuelle de césium non radioactif est dans les fluides de forage au formiate de césium pour l’industrie pétrolière extractive. Ils sont également utilisés pour fabriquer du verre optique spécial, comme promoteur de catalyseur, dans des tubes à vide et dans des équipements de surveillance des rayonnements. L’une de ses utilisations les plus importantes est dans «l’horloge au césium» (horloge atomique). Ces horloges sont un élément essentiel des réseaux Internet et de téléphonie mobile, ainsi que des satellites du système de positionnement global (GPS). Le césium-137 est un radio-isotope couramment utilisé comme émetteur gamma dans les applications industrielles.
Cet article contient une comparaison des principales propriétés thermiques et atomiques du lanthane et du cérium, deux éléments chimiques comparables du tableau périodique. Il contient également des descriptions de base et des applications des deux éléments. Lanthane vs Cérium.
Comparer le lanthane avec un autre élément
Comparer le cérium avec un autre élément
Lanthane et Cérium – À propos des éléments
Lanthane
Le lanthane est un métal doux, ductile, blanc argenté qui ternit rapidement lorsqu’il est exposé à l’air et est suffisamment mou pour être coupé avec un couteau. C’est l’éponyme de la série des lanthanides, un groupe de 15 éléments similaires entre le lanthane et le lutétium dans le tableau périodique, dont le lanthane est le premier et le prototype. Il est aussi parfois considéré comme le premier élément des métaux de transition de 6ème période et est traditionnellement compté parmi les éléments de terres rares.
Cérium
Le cérium est un métal mou, ductile et blanc argenté qui ternit lorsqu’il est exposé à l’air, et il est suffisamment mou pour être coupé avec un couteau. Le cérium est le deuxième élément de la série des lanthanides. Le cérium est aussi traditionnellement considéré comme l’un des éléments des terres rares.
Le lanthane n’est pas un métal largement utilisé. Cependant, ses alliages ont une variété d’utilisations intéressantes. Un alliage lanthane-nickel est utilisé pour stocker l’hydrogène gazeux à utiliser dans les véhicules à hydrogène. Le lanthane se trouve également dans l’anode des batteries à hydrure métallique de nickel (NiMH) utilisées dans les voitures hybrides. Le lanthane est un composant important de l’alliage de mischmétal. Une composition typique comprend environ 55 % de cérium, 25 % de lanthane et 15 à 18 % de néodyme suivis d’autres métaux de terres rares. L’utilisation la plus connue de cet alliage est dans les « pierres à feu » pour les briquets.
Le cérium est un composant important de l’alliage de mischmétal. Le ferrocérium est un alliage pyrophorique synthétique qui produit des étincelles chaudes pouvant atteindre des températures de 3000°C (5430°F) lorsqu’il est rapidement oxydé par le processus de frappe de la tige, la fragmentant ainsi et exposant ces fragments à l’oxygène de l’air. Une composition typique comprend environ 55 % de cérium, 25 % de lanthane et 15 à 18 % de néodyme suivis d’autres métaux de terres rares. L’utilisation la plus connue de cet alliage est dans les « pierres à feu » pour les briquets. La cérine est le composé de cérium le plus largement utilisé. L’oxyde de cérium est principalement utilisé comme composé de polissage, par exemple dans la planarisation chimico-mécanique (CMP).
Le carbure de tungstène est un carbure très dense contenant des parties égales d’atomes de tungstène et de carbone. Dans sa forme la plus élémentaire, le carbure de tungstène est une fine poudre grise, mais il peut être pressé et façonné par un processus appelé frittage pour être utilisé dans les machines industrielles, les outils de coupe, les abrasifs, les obus perforants et les bijoux. Le carbure de tungstène est environ deux fois plus rigide (haut module d’élasticité) que l’acier. Le carbure de tungstène a une très grande résistance aux chocs et une très grande résistance pour un matériau aussi dur et rigide. La résistance à la compression est supérieure à pratiquement tous les métaux et alliages fondus et coulés ou forgés. Avec une augmentation de la température à 1400 ° F, le carbure de tungstène conserve une grande partie de sa dureté à température ambiante.
Composition du carbure de tungstène
Le carbure de tungstène est préparé par réaction de métal de tungstène et de carbone à 1400–2000 °C. Le carbure de tungstène en poudre est mélangé avec un autre métal en poudre, généralement le cobalt peut être pressé et façonné en formes par un processus appelé frittage. Le frittage est généralement effectué en dessous de la température de fusion, de sorte qu’une phase liquide n’est normalement pas présente. Le frittage est souvent choisi comme processus de mise en forme pour les matériaux à points de fusion extrêmement élevés tels que les céramiques de tungstène, de molybdène ou de dioxyde d’uranium.
94%
6%
Applications du carbure de tungstène
Source : wikipedia.org Licence : CC BY-SA 3.0
L’exploitation minière et le traitement des minéraux exigent des machines et des composants résistants à l’usure, car les énergies et les masses des corps en interaction sont importantes. Pour cela, les matériaux les plus résistants à l’usure doivent être utilisés. Par exemple, le carbure de tungstène est largement utilisé dans l’exploitation minière dans les forets à marteau supérieur, les marteaux de fond de trou, les couteaux à rouleau, les ciseaux de charrue à longue paroi, les pics de cisaillement à longue paroi, les alésoirs de forage ascendant et les tunneliers. Les composites cimentés de carbure de tungstène-cobalt sont connus sous de nombreux noms commerciaux différents, notamment Widia et Carboloy.
Propriétés mécaniques du carbure de tungstène
Force du carbure de tungstène
En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.
La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.
Résistance à la traction ultime du carbure de tungstène
La résistance à la traction ultime du carbure de tungstène est de 370 MPa.
Limite d’élasticité du carbure de tungstène
La limite d’élasticité du carbure de tungstène est de 330 MPa.
Module d’élasticité du carbure de tungstène
Le module d’élasticité de Young du carbure de tungstène est de 600 MPa.
Dureté du carbure de tungstène
En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à l’indentation de surface ( déformation plastique localisée ) et aux rayures . Le test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.
L’ indice de dureté Brinell (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :
La dureté Brinell du carbure de tungstène est d’environ 25 000 BHN (converti).
Le point de fusion du carbure de tungstène est de 2867 °C .
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la fusion est un changement de phase d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le point de fusion d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le point de fusion définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.
Carbure de tungstène – Conductivité thermique
La conductivité thermique du carbure de tungstène est de 110 W/(m·K) .
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction . Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:
La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.
Carbure de tungstène – Chaleur spécifique
La chaleur spécifique du carbure de tungstène est de 292 J/g K .
La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique, est une propriété liée à l’énergie interne très importante en thermodynamique. Les propriétés intensives c v et c p sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’ énergie interne u(T, v) et de l’ enthalpie h(T, p) , respectivement :
où les indices v et p désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés c v et c p sont appelées chaleurs spécifiques (ou capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont J/kg K ou J/mol K .
L’air est un mélange d’azote, d’oxygène, d’argon, de dioxyde de carbone, de vapeur d’eau et d’autres éléments traces. L’atmosphère de la Terre est la couche de gaz, communément appelée air, retenue par la gravité terrestre, entourant la planète Terre et formant son atmosphère planétaire.
Résumé
Nom
Air
Phase à STP
gaz
Densité
1,23 kg/ m3
Résistance à la traction ultime
N / A
Limite d’élasticité
N / A
Module d’élasticité de Young
N / A
Dureté Brinell
N / A
Point de fusion
N / A
Conductivité thermique
0,025 W/mK
Capacité thermique
1006 J/g·K
Prix
N / A
Composition de l’air
Dans les calculs d’ingénierie, l’air sec est simplifié pour être un mélange d’azote, d’oxygène et d’argon, et les fractions molaires correspondantes sont respectivement de 0,7812, 0,2096 et 0,0092. L’air contient également une quantité variable de vapeur d’eau, en moyenne autour de 1 % au niveau de la mer, et 0,4 % sur l’ensemble de l’atmosphère.
78%
20,9 %
0,9 %
Applications de l’air
Source : wikipedia.org Licence : CC BY-SA 3.0
L’air est une ressource naturelle et est disponible en abondance. C’est un élément essentiel de la nature qui soutient la vie sur terre. L’air est tout aussi important pour la survie des organismes vivants que l’eau. L’air est très utile et a de nombreuses applications. Les usages de l’air sont les suivants : maintien de la vie et de la croissance, combustion, maintien en température, fournisseur d’énergie, photosynthèse. L’air et les autres gaz sont généralement de bons isolants, en l’absence de convection. Par conséquent, de nombreux matériaux isolants (par exemple le polystyrène) fonctionnent simplement en ayant un grand nombre de poches remplies de gaz qui empêchent une convection à grande échelle. L’alternance de la poche de gaz et du matériau solide fait que la chaleur doit être transférée à travers de nombreuses interfaces provoquant une diminution rapide du coefficient de transfert de chaleur.
La résistance des matériaux
Élasticité des matériaux
Dureté des matériaux
Propriétés thermiques de l’air
Air – Point de fusion et point d’ébullition
Le point de fusion de l’air est N/A .
Le point d’ébullition de l’air est N/A .
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard.
Air – Conductivité thermique
La conductivité thermique de l’air est de 0,025 W/(m·K) .
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction . Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
Coefficient de dilatation thermique de l’air
Le coefficient de dilatation thermique linéaire de l’air est N/A.
La dilatation thermique est généralement la tendance de la matière à changer ses dimensions en réponse à un changement de température. Il est généralement exprimé sous la forme d’un changement fractionnaire de longueur ou de volume par unité de changement de température.
Air – Chaleur spécifique, chaleur latente de fusion, chaleur latente de vaporisation
La chaleur spécifique de l’air est de 1006 J/g K .
La capacité calorifique est une propriété extensive de la matière, c’est-à-dire qu’elle est proportionnelle à la taille du système. La capacité thermique C a l’unité d’énergie par degré ou d’énergie par kelvin. Lors de l’expression du même phénomène en tant que propriété intensive, la capacité thermique est divisée par la quantité de substance, de masse ou de volume, ainsi la quantité est indépendante de la taille ou de l’étendue de l’échantillon.
La chaleur latente de fusion de l’air est N/A .
La chaleur latente de vaporisation de l’air est N/A .
La chaleur latente est la quantité de chaleur ajoutée ou retirée d’une substance pour produire un changement de phase. Cette énergie décompose les forces d’attraction intermoléculaires, et doit également fournir l’énergie nécessaire pour dilater le gaz (le pΔV travail ). Lorsque la chaleur latente est ajoutée, aucun changement de température ne se produit. L’enthalpie de vaporisation est fonction de la pression à laquelle cette transformation a lieu.
L’eau est une substance transparente et presque incolore composée des éléments chimiques hydrogène et oxygène , qui sont reliés par des liaisons covalentes . Sur Terre, l’eau existe à l’état gazeux ( vapeur ou vapeur d’eau ), liquide et solide (glace). C’est l’un des composés les plus abondants et les plus essentiels et c’est le principal constituant des cours d’eau, des lacs et des océans de la Terre, ainsi que des fluides de la plupart des organismes vivants. Il est vital pour toutes les formes de vie connues.
Résumé
Nom
L’eau
Phase
liquide
Densité
997g/cm3
Résistance à la traction ultime
N / A
Limite d’élasticité
N / A
Module d’élasticité de Young
N / A
Dureté Brinell
N / A
Point de fusion
0 °C
Conductivité thermique
0,598 W/mK
Capacité thermique
4200 J/g·K
Prix
N / A
Composition de l’eau
L’eau chimiquement pure (H2O) contient deux éléments – l’hydrogène et l’oxygène. Mais dans la nature, une telle eau n’existe pas et contient toujours diverses substances provenant de l’air ou de la surface, comme le CO2.
11,1 %
88,8 %
Applications de l’eau
Source : wikipedia.org Licence : CC BY-SA 3.0
L’eau est nécessaire à la survie humaine. Mais il est utilisé dans l’industrie, l’agriculture, la chimie et la production d’énergie. En génie nucléaire, c’est l’eau qui sert de caloporteur de réacteur, de modérateur ou de blindage neutronique.
Propriétés thermiques de l’eau
Eau – Point de fusion
Le point de fusion de l’eau est de 0 °C .
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la fusion est un changement de phase d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le point de fusion d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le point de fusion définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.
Eau – Conductivité thermique
La conductivité thermique de l’eau est de 0,598 W/(m·K) .
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction . Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:
La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.
Eau – Chaleur spécifique
La chaleur spécifique de l’eau est de 4200 J/g K .
La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique, est une propriété liée à l’énergie interne très importante en thermodynamique. Les propriétés intensives c v et c p sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’ énergie interne u(T, v) et de l’ enthalpie h(T, p) , respectivement :
où les indices v et p désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés c v et c p sont appelées chaleurs spécifiques (ou capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont J/kg K ou J/mol K .
La glace est simplement de l’eau gelée à l’état solide. Selon la présence d’impuretés telles que des particules de terre ou des bulles d’air, il peut apparaître transparent ou d’une couleur blanc bleuté plus ou moins opaque.
Résumé
Nom
Glace
Phase
solide
Densité
920kg/m3
Résistance à la traction ultime
2 MPa
Limite d’élasticité
N / A
Module d’élasticité de Young
9.1 GPa
Dureté Brinell
10 BHN
Point de fusion
0 °C
Conductivité thermique
2,22 W/mK
Capacité thermique
2040 J/g·K
Prix
1 $/kg
Composition de la glace
La glace est simplement de l’eau gelée à l’état solide. Pratiquement toute la glace à la surface de la Terre et dans son atmosphère a une structure cristalline hexagonale. L’air contient également une quantité variable de vapeur d’eau, en moyenne autour de 1 % au niveau de la mer, et 0,4 % sur l’ensemble de l’atmosphère.
11,1 %
88,8 %
Applications de la glace
{%LÉGENDE%}
La glace a été utilisée pour le refroidissement et la conservation des aliments pendant des siècles, en s’appuyant sur la récolte de glace naturelle sous diverses formes, puis en passant à la production mécanique du matériau. La glace présente également un défi pour le transport sous diverses formes et un cadre pour les sports d’hiver. Les types de glace commerciale comprennent la glace en bloc, la glace en cube, la glace en tube, la glace en flocons, la glace en plaques et la glace pilée. Il peut être fabriqué pour une application industrielle à l’aide d’équipements spéciaux. Il existe de grandes fabriques de glace qui fabriquent des tonnes de glace à usage commercial en une journée. Ici, parlons de la fabrication de la glace et des industries commerciales qui l’utilisent principalement.
Propriétés mécaniques de la glace
Force de la glace
En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.
La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.
La résistance à la traction ultime de la glace est de 2 MPa.
Limite d’élasticité de la glace
La limite d’élasticité de la glace est N/A.
Module d’élasticité de la glace
Le module d’élasticité de Young de la glace est de 9,1 MPa.
Dureté de la glace
En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à l’indentation de surface ( déformation plastique localisée ) et aux rayures . Le test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.
L’ indice de dureté Brinell (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :
La dureté Brinell de la glace est d’environ 10 BHN (convertie).
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la fusion est un changement de phase d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le point de fusion d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le point de fusion définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.
Glace – Conductivité thermique
La conductivité thermique de la glace est de 2,22 W/(m·K) .
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction . Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:
La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.
Glace – Chaleur spécifique
La chaleur spécifique de la glace est de 2040 J/g K .
La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique, est une propriété liée à l’énergie interne très importante en thermodynamique. Les propriétés intensives c v et c p sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’ énergie interne u(T, v) et de l’ enthalpie h(T, p) , respectivement :
où les indices v et p désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés c v et c p sont appelées chaleurs spécifiques (ou capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont J/kg K ou J/mol K .
Le verre est un solide amorphe non cristallin, souvent transparent. Les verres ont une utilisation pratique, technologique et décorative répandue, par exemple dans les vitres, la vaisselle et l’optique. Le verre étant un solide amorphe (non cristallin), il est généralement formé par la solidification d’une masse fondue sans cristallisation. Le verre est fabriqué en refroidissant des ingrédients fondus tels que le sable de silice avec une rapidité suffisante pour empêcher la formation de cristaux visibles. Dans certains livres plus anciens, le terme a été utilisé comme synonyme de verre. De nos jours, le « solide vitreux » ou « solide amorphe » est considéré comme le concept global, et le verre le cas le plus particulier : le verre est un solide amorphe qui présente une transition vitreuse. Le verre que vous rencontrez le plus souvent est le verre de silicate, composé principalement de silice ou de dioxyde de silicium, SiO2.
Résumé
Nom
Verre
Phase à STP
solide
Densité
2500kg/m3
Résistance à la traction ultime
7 MPa
Limite d’élasticité
N / A
Module d’élasticité de Young
80 GPa
Dureté Brinell
1550 BHN
Point de fusion
1700°C
Conductivité thermique
1,05 W/mK
Capacité thermique
840 J/g·K
Prix
5 $/kg
Composition du verre
Le verre que vous rencontrez le plus souvent est le verre de silicate, composé principalement de silice ou de dioxyde de silicium, SiO2. Le dioxyde de silicium (SiO2) est un constituant fondamental commun du verre. Le carbonate de sodium (Na2CO3, « soude ») est un additif courant et agit pour abaisser la température de transition vitreuse.
56%
44%
Applications du verre
{%LÉGENDE%}
Les verres ont une utilisation pratique, technologique et décorative répandue, par exemple dans les vitres, la vaisselle et l’optique. Le verre sodocalcique est généralement utilisé comme matériau de vitrage transparent, généralement comme fenêtres dans les murs extérieurs des bâtiments. Le verre est un composant essentiel de la vaisselle et est généralement utilisé pour les verres à eau, à bière et à vin. Le verre est un matériau omniprésent en optique en raison de sa capacité à réfracter, réfléchir et transmettre la lumière.
Propriétés mécaniques du verre
Résistance du verre
En mécanique des matériaux, la résistance d’un matériau est sa capacité à supporter une charge appliquée sans rupture ni déformation plastique. La résistance des matériaux considère essentiellement la relation entre les charges externes appliquées à un matériau et la déformation ou la modification des dimensions du matériau qui en résulte. Lors de la conception de structures et de machines, il est important de tenir compte de ces facteurs, afin que le matériau sélectionné ait une résistance suffisante pour résister aux charges ou forces appliquées et conserver sa forme d’origine.
La résistance d’un matériau est sa capacité à supporter cette charge appliquée sans défaillance ni déformation plastique. Pour la contrainte de traction, la capacité d’un matériau ou d’une structure à supporter des charges tendant à s’allonger est appelée résistance ultime à la traction (UTS). La limite d’élasticité ou la limite d’élasticité est la propriété du matériau définie comme la contrainte à laquelle un matériau commence à se déformer plastiquement, tandis que la limite d’élasticité est le point où la déformation non linéaire (élastique + plastique) commence. En cas de contrainte de traction d’une barre uniforme (courbe contrainte-déformation), la loi de Hooke décrit le comportement d’une barre dans la région élastique. Le module d’élasticité de Youngest le module d’élasticité pour les contraintes de traction et de compression dans le régime d’élasticité linéaire d’une déformation uniaxiale et est généralement évalué par des essais de traction.
La résistance à la traction ultime du verre est de 7 MPa.
Limite d’élasticité du verre
La limite d’élasticité du verre est N/A.
Module d’élasticité du verre
Le module d’élasticité de Young du verre est de 80 MPa.
Dureté du verre
En science des matériaux, la dureté est la capacité à résister à l’indentation de surface ( déformation plastique localisée ) et aux rayures . Le test de dureté Brinell est l’un des tests de dureté par indentation, qui a été développé pour les tests de dureté. Dans les tests Brinell, un pénétrateur sphérique dur est forcé sous une charge spécifique dans la surface du métal à tester.
L’ indice de dureté Brinell (HB) est la charge divisée par la surface de l’indentation. Le diamètre de l’empreinte est mesuré avec un microscope à échelle superposée. Le nombre de dureté Brinell est calculé à partir de l’équation :
La dureté Brinell du verre est d’environ 1550 BHN (converti).
Notez que ces points sont associés à la pression atmosphérique standard. En général, la fusion est un changement de phase d’une substance de la phase solide à la phase liquide. Le point de fusion d’une substance est la température à laquelle ce changement de phase se produit. Le point de fusion définit également une condition dans laquelle le solide et le liquide peuvent exister en équilibre. Pour divers composés chimiques et alliages, il est difficile de définir le point de fusion, car il s’agit généralement d’un mélange de divers éléments chimiques.
Verre – Conductivité thermique
La conductivité thermique du verre est de 1,05 W/(m·K) .
Les caractéristiques de transfert de chaleur d’un matériau solide sont mesurées par une propriété appelée la conductivité thermique , k (ou λ), mesurée en W/mK . C’est une mesure de la capacité d’une substance à transférer de la chaleur à travers un matériau par conduction . Notez que la loi de Fourier s’applique à toute matière, quel que soit son état (solide, liquide ou gazeux), par conséquent, elle est également définie pour les liquides et les gaz.
La conductivité thermique de la plupart des liquides et des solides varie avec la température. Pour les vapeurs, cela dépend aussi de la pression. En général:
La plupart des matériaux sont presque homogènes, nous pouvons donc généralement écrire k = k (T) . Des définitions similaires sont associées aux conductivités thermiques dans les directions y et z (ky, kz), mais pour un matériau isotrope, la conductivité thermique est indépendante de la direction de transfert, kx = ky = kz = k.
Verre – Chaleur spécifique
La chaleur spécifique du verre est de 840 J/g K .
La chaleur spécifique, ou capacité thermique spécifique, est une propriété liée à l’énergie interne très importante en thermodynamique. Les propriétés intensives c v et c p sont définies pour des substances compressibles pures et simples comme des dérivées partielles de l’ énergie interne u(T, v) et de l’ enthalpie h(T, p) , respectivement :
où les indices v et p désignent les variables maintenues fixes lors de la différenciation. Les propriétés c v et c p sont appelées chaleurs spécifiques (ou capacités calorifiques ) car, dans certaines conditions particulières, elles relient le changement de température d’un système à la quantité d’énergie ajoutée par transfert de chaleur. Leurs unités SI sont J/kg K ou J/mol K .
