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Weichstahl ist kohlenstoffarmer Stahl und Manganstahl und wird aufgrund seiner Langlebigkeit und geringen Kosten häufig in Konstruktion und Fertigung eingesetzt. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es ideal für die Wärmeübertragung in Kesseln, Heizungen und Kondensatoren sowie für Haushaltsgeräte wie Töpfe und Pfannen.
Eigenschaften von weichem Stahl
Weichstahl besteht aus Eisen mit einem geringen Kohlenstoffanteil (üblicherweise zwischen 0,16% und 0,29%). Der niedrige Kohlenstoffgehalt macht es formbar und hart. Je höher der Kohlenstoffgehalt des Stahls ist, desto spröder wird er. Der Weichstahl kann zementiert werden. Dies ist eine Wärmebehandlung, bei der die Stahloberfläche verschleißfest wird, während die Härte des Kerns erhalten bleibt. Dank der kohlenstoffarmen Eigenschaften dieser Stahlsorte können Wärme oder elektrischer Strom fließen, ohne das Material zu verformen oder zu beschädigen. Diese Qualität macht es ideal für das Schweißen und den Einsatz bei der Wärmeübertragung.
Wärmeübertragung
Gemäß dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist Wärmeübertragung die Übertragung von Energie (normalerweise von einem heißen Objekt auf ein kälteres Objekt) durch die innere Energieänderung beider Objekte. Das erste Gesetz besagt, dass die Änderung der inneren Energie eines Objekts gleich der hinzugefügten Wärme minus der von diesem Objekt geleisteten Arbeit ist. Die Wärmeübertragung wirkt sich hauptsächlich auf Weichstahl durch Leitung und Konvektion aus.
Fahren auf weichem Stahl
Die Leitung ist der Prozess der Wärmeübertragung, bei dem Wärme die Moleküle eines Objekts ohne Bewegung im Objekt selbst bewegt. Wenn die Spitze eines weichen Stahlrohrs erhitzt wird, beschleunigen sich die Moleküle und werden von der Wärmequelle weggedrückt. Diese kollidieren wiederum mit anderen langsameren Molekülen, die die aus der Kollision resultierende Energieübertragung erhalten und daher auch beschleunigen. Dieses Prinzip erklärt, warum sich der Griff einer Pfanne oder Bratpfanne erwärmt, wenn keine Hitze auf sie einwirkt.
Konvektion in weichem Stahl
Konvektion ist der Prozess der Wärmeübertragung, bei dem eine große Luft- oder Wasserbewegung durch die Wärme verursacht wird, die das Fluid von der Wärmequelle wegführt. Die Wärme steigt und Luft oder kaltes Wasser verdrängt sie (während die Flüssigkeit von der zu heizenden Wärmequelle angezogen wird). Die Übertragung des kochenden Wassers von den Kesseln oder der heißen Luft von der Heizung ermöglicht die Abführung der Wärme in Rohren und Heizungen aus weichem Stahl. Der Vorgang wird wiederholt, wenn die von diesen Rohren oder Heizungen ausgehende Wärme zirkuliert und ansteigt, während kalte Luft in die Wärme zirkuliert.