KEMIJSKI RJEČNIK

toplinska vodljivost    →   thermal conductivity

Toplinska vodljivost (Λ) je količina topline koja se prenese, pri standardnim uvjetima u smjeru okomitom na površinu, pri razlici temperatura od 1 K. Jedinica za toplinsku vodljivost je W·m^-1K^-1.

vodljivost    →   conductivity

Vodljivost je mjera sposobnosti nekog materijala da provodi električnu struju.

specifični toplinski kapacitet    →   specific heat

Specifični toplinski kapacitet jest količina topline potrebna da se podigne temperatura jednog grama tvari za jedan Celzijev stupanj.

toplinsko zagađenje    →   thermal pollution

Toplinsko zagađenje je povećanje temperature prirodnih voda nastalo ispuštanje vrućih otpadnih voda iz tvornica ili elektrana. Viša temperatura vode smanjuje sadržaj kisika otopljenog u vodi.

toplinski kapacitet    →   heat capacity

Toplinski kapacitet količina je topline potrebna da se temperatura sustava povisi za jedan stupanj. Razlikujemo toplinski kapacitet pri stalnom tlaku (C_p) i toplinski kapacitet pri stalnom volumenu (C_V). Kada se radi o jednom molu tvari, govorimo o molarnom toplinskom kapacitetu pri stalnom tlaku (C_p,m) i molarnom toplinskom kapacitetu pri stalnom volumenu (C_V,m).

toplinsko rastezanje    →   thermal expansion

Toplinska ekspanzija je promjena dimenzija nekog materijala uzrokovana promjenom temperature. Sva tijela mijenjaju dimenzije s promjenom temperature. Promjena bilo koje linearne dimenzije tijela, ΔL, dana je izrazom

u kojem je α koeficijent linearnog rastezanja, L_o je početna ili referentna dimenzija pri temperaturi T_o (referentnoj temperaturi) a ΔT je promjena temperature koja uzrokuje promjenu dimenzije.

Promjena volumena uzorka čvrstog tijela ili tekućine, ΔV, dana je, pak, izrazom

u kojemu je γ koeficijent volumnog rastezanja, V_o je volumen uzorka pri temperaturi T_o a ΔV jest promjena volumena u temperaturnom intervalu ΔT. Za izotropne tvari, koeficijent volumnog rastezanja može se izračunati uz pomoć koeficijenta linearnog rastezanja: γ = 3α.

toplinski otpor    →   thermal resistance

Toplina uvijek prelazi s tijela više na tijelo niže temperature. Brzina toka topline, H = dQ/dt, proporcionalna je temperaturnoj razlici, ΔT, pa analogno Ohmovom zakonu, možemo pisati:

Pri čemu se H mjeri u vatima a R_t je toplinski otpor, mjeren u K/W. Pretpostavimo, na primjer, da su u dvije kuće zidovi jednake debljine, ali su u jednoj od stakla a u drugoj od azbesta. Za hladna vremena, toplina će brže otjecati kroz staklenu kuću. Dakle, toplinski otpor azbesta veći je nego toplinski otpor stakla. Ako se lijeva i desna strana jednadžbe, koja predstavlja toplinski Ohmov zakon, podijeli s toplinskim kapacitetom C, dobije se Newtonov zakon hlađenja:

gdje je dT/dt brzina hlađenja ili grijanja, mjerena u K s^-1, a C, toplinski kapacitet, mjeri se u J K^-1.

bizmut    →   bismuth

Bizmut je 1753. godine otkrio Claude Geofroy (Francuska). Ime mu dolazi od njemačkog naziva Weisse Masse - bijele nakupine što je kasnije prešlo u wismut i bisemutum. To je krhki metal srebrno-ružičasti boje. Stabilan u vodi i na zraku. Otapa se samo u koncentriranoj nitratnoj i vrućoj sulfatnoj kiselini. Toplinska vodljivost mu je najniža od svih metala, osim žive. Slab je vodič struje i ima najveći Hallov efekt od svih metala. Bizmut i njegovi spojevi su otrovni. Glavne rude bizmuta su bizmutov sjajnik (Bi₂S₃) i bizmutov oker (Bi₂O₃). Upotrebljava se kao sastojak niskotaljivih legura s olovom, kositrom i kadmijem, za izradu električnih i toplinskih osigurača. Služi kao nosač za uranijevo gorivo u nuklearnom reaktoru.

bakar    →   copper

Bakar je poznat od davnih vremena (~5000. godine prije Krista). Ime mu dolazi od latinske riječi za otok Cipar - Cyprium. To je svijetlo crvenkasti, sjajni metal. Relativno je mekan, ali žilav i savitljiv. Dobro vodi toplinu i električnu struju. Na zraku je stabilan, ali dužim stajanjem dobije zelenu patinu. Otapa se samo u oksidirajućim kiselinama. U prisutnosti kisika iz zraka otopit će se i u razrijeđenoj sulfatnoj kiselini i koncentriranoj kloridnoj kiselini. Bakar se u prirodi nalazi i elementaran, ali se pretežno javlja kao halkopirit (Cu₂S·Fe₂S₃), halkozin (Cu₂S), kovelin (CuS), kuprit (Cu₂O), malahit (CuCO₃·Cu(OH)₂), azurit (2CuCO₃·Cu(OH)₂) i bornit (Cu₅FeS₄). Oko pola proizvodnje bakra upotrebljava se za izradu vodiča električne struje. Zbog dobre toplinske vodljivosti od njega se izrađuju kotlovi, grijači i razni izmjenjivači topline. Važno područje primjene bakra je dobivanje legura, u prvom redu mjedi ili mesinga (Cu-Zn-legura) i bronce (Cu-Sn-legura).

metalno staklo    →   metallic glass

Određene slitine mogu se, metodom ultrabrzog kaljenja iz taline, skrutnuti u amorfnom obliku, bez formiranja kristalne rešetke - takve, amorfne slitine zovu se metalna stakla.

Primjer su dobivanja metanih stakala cirkonija i nikla. Amorfna Zr₂Ni slitina dobiva se metodom ultrabrzog hlađenja, kod koje se indukcijski rastaljena slitina izbacuje tlakom inertnog plina iz kvarcne posude na plohu brzo rotirajućeg valjka. Valjak je napravljen od materijala velike toplinske vodljivosti i na njemu se slitina, zbog velike brzine kojom je izbačena, spreša, naglo ohladi i skrutne. Nakon skrućivanja slitina se od valjka odvaja zbog djelovanja centrifugalne sile. Tako se dobivaju dugačke trake amorfne slitine jednolike širine (~1 mm) i debljine (~1 μm) te poprečnog presjeka kojemu svojstva ovise o brzini hlađenja.

Strukturno svojstvo metalnih stakala jest odsustvo uređenja dugog dosega. Na udaljenostima manjim od 1.5 nm postoje određeni tipovi uređenosti pa ta činjenica ne dozvoljava potpunu usporedbu sa strukturom tekućina, kojoj je svojstvena potpuna neuređenost. Struktura metalnih stakala određuje njihova neobična fizikalna svojstva, sasvim različita od svojstava odgovarajućih kristalnih slitina, a vrlo povoljna za primjene u tehnologiji. Mehaničke osobine (čvrstoća, elastičnost, otpornost na koroziju) čine neka stakla pogodnim za izradu kompozitnih materijala. Slitine prijelaznih metala i rijetkih zemalja mogu imati svojstva između mekih i vrlo tvrdih magneta pa se mogu upotrijebiti kao magnetske memorije. Supravodljivi amorfni metali mogu se koristiti za izradu rotora supravodljivih generatora i motora.