7 حقائق عن القطن كعزل (لماذا واستخداماته)


القطن عبارة عن سليلوز نقي وشمع ودهون وبكتين وألياف أساسية مصنوعة في الماء تستخدم للنمو في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. دعونا نركز على الحقائق المتعلقة بالقطن كعامل.

يمكن أن يكون القطن بمثابة عازل. هذا بسبب وجود العديد من جزيئات الهواء المحصورة بين ألياف القطن المتشابكة الفضفاضة. الهواء نفسه موصل ضعيف لكل من الحرارة والكهرباء ، كما أن جزيئات الهواء المحبوسة داخل ألياف القطن تجعله غير قادر على العمل كموصل.

يحتاج التوصيل الحراري إلى جزيئات متوسطة معبأة بشكل وثيق لنقل الطاقة الحرارية من جزيء إلى آخر. دعونا نركز على سبب كون القطن عازلًا كهربائيًا جيدًا ، سواء كان القطن عازلًا جيدًا للحرارة أم لا ، واستخدامات القطن كعازل ، سواء كان القطن عازلًا أفضل أم لا.

لماذا القطن عازل كهربائي جيد؟

العوازل الكهربائية الجيدة هي تلك المواد التي تستخدم لقيم منخفضة للغاية للتوصيل الكهربائي. دعنا نعرف لماذا يعتبر القطن عازلًا كهربائيًا جيدًا.

القطن عازل كهربائي جيد لأنه لا يحتوي على إلكترونات حرة يمكنها نقل الكهرباء عبر القطن. إن عدم وجود إلكترونات حرة في مادة ما يجعلها غير قادرة على توصيل الكهرباء لأن حركة الإلكترونات الحرة هذه هي السبب وراء تمرير الكهرباء عبر مادة ما.

الى جانب ذلك ، القطن له قيمة منخفضة للغاية التوصيل الكهربائي مع مقاومة من 107-1016 أوم / م XNUMX مما يجعلها تتصرف كعازل مثالي.

هل القطن عازل جيد للحرارة؟

الخير عوازل حرارية هي تلك المواد التي لا تمر من خلالها الطاقة الحرارية بسهولة أو تقاوم تدفق الحرارة. دعونا نركز على ما إذا كان القطن عازلًا جيدًا للحرارة أم لا.

نعم ، القطن عازل جيد للحرارة. والسبب هو القيم المنخفضة جدًا للتوصيل الحراري لكل من ألياف القطن والهواء المحتبس بينهما. قيم الموصلية الحرارية من القطن والهواء هي 0.026 - 0.065 واط / مللي كلفن و 0.024 واط / مللي كلفن على التوالي وهذه تجعل القطن غير قادر على تمرير الحرارة.

اعتمادات الصورة: قطن by Bubba73 جود ماك كراني (CC BY-SA 4.0)

استخدامات القطن كعازل

هناك استخدامات عديدة للقطن بسبب خصائصه العازلة وتوافره وانخفاض تكلفته. دعونا نرى بعض الاستخدامات الرئيسية للقطن.

  • السلامة الإنشائية للمنازل
  • ملابس قطنية في الصيف
  • لحاف
  • الموصلات الشريطية لآلات التيار المستمر
  • قوارير حرارية

1. السلامة الإنشائية للمنازل

تساعد الكثافة العالية للألياف القطنية في تحسين السلامة الهيكلية للمنازل عن طريق إبعاد الأكسجين عن تجويف الجدار مما يقلل بدوره من احتمالية انتشار الحريق.

2. الملابس القطنية في الصيف

تستخدم الملابس القطنية في الصيف للحفاظ على برودة جسم الإنسان. نظرًا لأن القطن هو عازل ، فإنه لا يسمح بدخول الطاقة الحرارية الخارجية إلى الجسم والحفاظ على درجة حرارة الجسم منخفضة.

3. الألحفة

عادة ما تمتلئ الألحفة بالقطن الناعم. وذلك لأن مسام ألياف القطن تمتلئ بالهواء وهو عازل وهذا يجعل القطن قادرًا على مقاومة الطاقة الحرارية من التسرب من جسم الإنسان. وهذا بدوره يحافظ على دفء الجسم في الشتاء.

4. قطاع الموصلات لآلات التيار المستمر

يستخدم القطن أيضًا في الموصلات الشريطية لآلات التيار المستمر نظرًا لخصائصه العازلة.

5. قوارير حرارية

كما يستخدم القطن في قوارير الترمس للحفاظ على السائل دافئًا الذي يتم الاحتفاظ به في القارورة لفترة طويلة عن طريق مقاومة الحرارة للهروب.

هل القطن عازل أفضل من الخشب؟

تستخدم العوازل لربط الإلكترونات بإحكام في هياكلها الذرية والتي تقاومها من توصيل الكهرباء. دعنا نعرف ما إذا كان القطن عازلًا أفضل من الخشب أم لا.

القطن ليس عازلًا أفضل من الخشب. وذلك لأن للقطن الجاف قيمة ثابتة للعازل الكهربائي في النطاق من 1 إلى 2.1 بينما الخشب الجاف له قيمة ثابت العزل الكهربائي قيمة 1.22 وهي تقريبا نفس قيمة القطن. إلى جانب ذلك ، يمكن أن يعمل كل من القطن والخشب كعوازل فقط عندما يجف.

في حالة القطن الرطب ، تمتلئ الجيوب الفارغة بجزيئات الماء التي لا تسمح بحبس جزيئات الهواء هناك.

متى يوصل القطن الكهرباء؟

تمرر الموصلات الكهرباء كونها مزودة بإلكترونات حرة في تركيبها الذري. دعونا نلقي نظرة على الوقت الذي يوصل فيه القطن الكهرباء.

يعمل القطن كعازل عندما يجف ويوصل الكهرباء عندما يبتل. الماء موصل جيد للكهرباء والهواء عازل. عندما تمتلئ جيوب القطن بجزيئات الماء لتحل محل جزيئات الهواء ، تقل خصائص العزل للقطن ويمرر الكهرباء.

في الختام

في هذه المقالة تمت مناقشة الحقائق المتعلقة بالقطن كعامل عازل مع سبب كون القطن عازلًا وما هي استخداماته.

عنكيتا بيسواس

مرحباً ... أنا أنكيتا بيسواس. لقد حصلت على درجة البكالوريوس في الفيزياء بمرتبة الشرف وماجستير في الإلكترونيات. أعمل حاليًا مدرسًا للفيزياء في مدرسة ثانوية عليا. أنا متحمس جدًا لمجال فيزياء الطاقة العالية. أحب أن أكتب مفاهيم فيزيائية معقدة بكلمات مفهومة وبسيطة. دعنا نتواصل عبر LinkedIn:

آخر المقالات

رابط هل تقوم المياه النقية بتوصيل الكهرباء: 7 حقائق يجب أن تعرفها

هل تقوم المياه النقية بتوصيل الكهرباء: 7 حقائق يجب أن تعرفها

في حالة السوائل ، يتم إنتاج الكهرباء عندما تمتلك الأيونات سرعة انجراف في مادة سائلة. دعونا نناقش كيف توصل المياه النقية الكهرباء. المياه النقية لا تحتوي على أي ملح ...