Насколько сильно нагревается кончик карандаша при письме?

При письме карандашом возникает довольно сильное трение, которое, кажется, вызывает нагрев.

Насколько горячим будет кончик карандаша № 2, чтобы писать на обычной копировальной бумаге?

Графит является и хорошей смазкой, и хорошим проводником тепла, поэтому то небольшое количество выделяемого тепла, вероятно, не останется локализованным и будет распространяться по всему грифелю карандаша, сильно разбавляя дополнительную тепловую энергию (хотя на эту картину несколько повлияет количество глины, используемой в карандашном грифе). Однако я удивлюсь, если кому-то удастся привести какие-то цифры.
Тепло от трения почти сразу же рассеивается через грифель карандаша из-за высокой теплопроводности графита, но, чтобы оставить след на листе бумаги, необходимо выполнить работу, чтобы разделить графитовые плоскости и оставить след. Если запись происходит близко к термодинамическому равновесию, количество выделяющегося тепла должно быть легко вычислено из данных о поверхностной энергии.
Я посмотрю, смогу ли я найти данные о поверхностной энергии графита в литературе, и попробую! Это имеет отношение к CVD-синтезу графена, поэтому должно быть что-то в литературе.

Ответы (2)

Графит (карандашный «грифель») представляет собой аллотроп углерода, который встречается в слоях углерода, расположенных в виде шестиугольников, образующих мозаику на плоскости. Каждый углерод с п 2 связаны, и каждый слой имеет толщину в один атом. Связи, удерживающие атомы углерода в одной плоскости вместе, невероятно прочные, однородные ковалентные связи силой ~1,33, а атомы углерода находятся в очень стабильном гексагональном расположении. Эти связи невероятно трудно разорвать, отсюда и необычайно высокая температура плавления графита (несколько тысяч кельвинов).

Напротив, существуют лишь слабые дисперсионные силы, удерживающие вместе разные плоскости, которые легко ломаются. Когда вы пишете, вы разрываете эти связи, оставляя графитовые слои на бумаге.

Представьте себе колоду карт. Даже если вы самый быстрый крупье в мире, колода никогда не нагревается. Почему? Потому что какое бы сильное трение ни чувствовалось на стыке между верхней картой и картой под ней, оно ощущалось только мгновение, а затем его чувствовали новые, крутые карты.

Поскольку бумага удаляет графит из карандаша за счет трения, тепло не передается кончику, потому что материал, который нагрелся бы в результате трения между бумагой и кончиком, остался на листе бумаги. Итак, чтобы нагреть кончик карандаша, я думаю, что вам придется писать карандашом быстрее, чем это возможно, или в течение очень длительного времени, и даже тогда из-за части, которая могла быть нагрета трением, это затем удаляется. Это приводит к тому, что кончик карандаша даже не нагревается во время письма.

Насколько сильно нагревается кончик карандаша при письме?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v