石英-密度-热容-热导率

对石英

石英是非常丰富的矿物，有许多品种，主要由二氧化硅或二氧化硅(SiO2)组成。石英有许多不同的品种，其中有几种是半珍贵的宝石。紫水晶是石英的一种形式，颜色范围从明亮的鲜艳的紫色到暗或暗的淡紫色。黄晶石是石英的一种，由于含铁杂质，其颜色从淡黄色到棕色不等。石英是一种莫氏硬度标度为7的矿物，这是一种定性划痕法，用来测定材料的硬度。

总结

的名字	石英
在STP阶段	固体
密度	2650公斤/立方米
极限抗拉强度	48 MPa
屈服强度	N/A
杨氏弹性模量	37个绩点
布氏硬度	摩氏7
熔点	1667°C
热导率	3 W /可
热容	741 J / g K
价格	20美元/公斤

石英的密度

各种物质的典型密度是在大气压下。密度定义为单位体积质量．这是一个强度性质，在数学上定义为质量除以体积:ρ= m / V

换句话说，一种物质的密度(ρ)是该物质的总质量(m)除以该物质所占的总体积(V)。标准的SI单位是公斤/立方米（公斤/米^3.)．标准英语单位是磅每立方英尺质量（磅/英尺^3.)．

石英密度为2650公斤/米^3.．

例如:密度

计算一个石英立方体的高度，它重达一吨。

解决方案:

密度定义为单位体积质量．它在数学上被定义为质量除以体积:ρ= m / V

因为一个立方体的体积是它的边的三次方(V = a^3.)，则可计算出此立方体的高度:

这个立方体的高度是A = 0.723 m．

石英的机械性能

石英的力量

在材料力学中材料的强度它能承受施加的载荷而不发生失效或塑性变形。材料强度基本上考虑的是外部负载应用于一种材料及其结果变形或者材料尺寸的变化。在设计结构和机器时，重要的是要考虑这些因素，以便所选材料将有足够的强度来抵抗施加的载荷或力，并保持其原始形状。

材料的强度它能承受这种施加的载荷而不发生故障或塑性变形。对于拉应力，材料或结构承受倾向于拉长的载荷的能力称为极限抗拉强度(UTS)。屈服强度或者屈服应力是材料特性定义为材料开始塑性变形的应力，而屈服点是材料开始非线性(弹性+塑性)变形的点。在均匀杆的拉伸应力(应力-应变曲线)的情况下胡克定律描述杆在弹性区域内的行为。的杨氏弹性模量是在单轴变形的线性弹性状态下的拉应力和压应力的弹性模量，通常通过拉伸试验来评估。

参见:材料强度

石英的极限拉伸强度

石英的极限抗拉强度为48 MPa。

石英屈服强度

石英屈服强度是N / A。

石英的弹性模量

石英的杨氏弹性模量为37 GPa。

石英的硬度

在材料科学,硬度是承受能力吗表面压痕（局部塑性变形),抓．布氏硬度试验是压痕硬度试验的一种，是为硬度试验而发展起来的。在布里奈尔测试中，球形压头在特定的载荷作用下被强行压入待测金属表面。

的布氏硬度值(HB)是载荷除以压痕表面积。印痕的直径用带有叠加刻度的显微镜测量。布氏硬度数的计算公式如下:

石英的硬度约为7莫氏。

参见:硬度的材料

例如:强度

假设有一根塑料棒，是石英制成的。这根塑料棒的截面积为1厘米²．计算该材料达到极限抗拉强度所需的拉力，即UTS = 48 MPa。

解决方案:

压力(σ)可等价于单位面积的荷载或垂直于力的每横截面面积(A)所施加的力(F):

因此，达到极限抗拉强度所需的拉力为:

F= UTS * A = 48 * 10⁶x 0.0001 =4 800 N

石英的热性质

石英-熔点

石英的熔点为1667°C．

注意，这些点与标准大气压有关。一般来说,融化是一个相变从固相到液相的物质。的熔点一种物质的温度是发生这种相变的温度。的熔点也定义了固体和液体可以平衡存在的条件。对于各种化合物和合金，很难确定熔点，因为它们通常是各种化学元素的混合物。

石英-导热系数

石英的热导率为3.W / (m·K)．

固体材料的传热特性是通过一种称为热的特性来测量的热导率， k(或λ)，以W / m。K．它是衡量一种物质通过一种材料传递热量的能力传导．请注意,傅立叶定律适用于所有物质，不论其状态(固体、液体或气体)，因此，它也被定义为液体和气体。

的热导率大多数液体和固体的密度随温度而变化。对于蒸汽，它也取决于压力。一般来说:

大多数材料几乎都是均匀的，因此我们通常可以这样写k = k (T)．y和z方向的热导率也有类似的定义(ky, kz)，但对于各向同性材料，热导率与传递方向无关，kx = ky = kz = k。

石英比热

石英的比热是741J / g K．

比热容，或比热容，物业是否与…有关内部能量这在热力学中非常重要。的强度性质c_v而且c_p定义为纯的，简单的可压缩物质的偏导数内部能量u (T, v)而且焓h (T, p)分别为:

其中下标v而且p表示微分过程中固定的变量。的属性c_v而且c_p被称为特定的加热(或热容)，因为在某些特殊条件下，它们把系统的温度变化与传热所增加的能量联系起来。它们的SI单位是J /公斤K或J /摩尔K．

例如:传热计算

热导率的定义是由于温度的差异，通过一定厚度的正方形材料(米)传递的热量(瓦)。材料的导热系数越低，材料的抗传热能力就越大。

计算的速率热通量穿过3米× 10米的墙(a = 30米)²)．墙厚15厘米(L₁)，它是由石英和热导率k₁= 3 W / m。K（poor thermal insulator). Assume that, the indoor and the outdoor温度分别为22°C和-8°C，对流换热系数里面和外面都是h₁= 10 W / m²K和h₂= 30 W / m²分别K。注意，这些对流系数特别强烈地依赖于环境和内部条件(风，湿度等)。

计算热流密度(热损失)穿过这堵墙。

解决方案:

如前所述，许多传热过程涉及复合系统，甚至涉及两者的结合传导而且对流．使用这些组合系统，通常可以方便地使用总传热系数，被称为的u值．u因子的定义类似于牛顿冷却定律：

的总传热系数与总热阻这取决于问题的几何形状。

假设通过平面壁面的一维传热，不考虑辐射总传热系数可计算为:

的总传热系数U = 1/ (1/10 + 0.15/3 + 1/30) = 5.45 W/m²K

热流密度可以简单计算为:q = 5.45 [W/m]²x 30 [K] = 163.63 W/m²

通过这面墙的总热量损失为:问_损失=问。A = 163.63 [W/m .²x 30 [m .²] =4909.09 W