Теплоемкость алюминия таблица егэ

Справочные данные из демоверсии, которые могут понадобиться вам при выполнении работы.

Десятичные приставки
Константы
Соотношения между различными единицами
Масса частиц
Астрономические величины
Плотность
Удельная теплоёмкость
Удельная теплота
Нормальные условия
Молярная маcса

→ sp-fizika.pdf
→ Другой справочник с формулами.
→ Основные формулы по физике.
→ 180 формул по физике на одном листе.

Теплопроводность и теплоемкость алюминия, теплофизические свойства, плотность алюминия

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения.
Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м3, а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м3. Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

В таблице приведены следующие теплофизические свойства алюминия:

  • плотность алюминия, г/см3;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент температуропроводности, м2/с;
  • теплопроводность алюминия, Вт/(м·град);
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
  • функция Лоренца.

Плотность алюминия в г на см3, его теплопроводность и теплоемкость алюминия - таблица

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия существенно зависит от температуры и при комнатной температуре составляет величину около 904 Дж/(кг·град), что значительно выше удельной (массовой) теплоемкости других распространенных металлов, например таких, как медь и железо.

Ниже приведена сравнительная таблица значений удельной теплоемкости этих металлов. Значения теплоемкости в таблице находятся в интервале температуры от -223 до 927°С.

По данным таблицы видно, что величина удельной теплоемкости алюминия значительно выше значения этого свойства у меди и железа, поэтому такое свойство алюминия, как возможность хорошо накапливать тепло, широко применяется в промышленности и теплотехнике, делая этот металл незаменимым.

Сравнительная таблица теплоемкости алюминия, меди и железа

  Теплоемкость металла, Дж/(кг·град)
t, °С Алюминий Al Медь Cu Железо Fe
-173 483,6 216,1
-73 800,2 385
27 903,7 385 450
127 951,3 397,7 491,1
227 991,8 408 530,7
327 1036,7 416,9 573,1
427 1090,2 425,1 619,9
527 1153,8 432,9 679,1
627 1228,2 441,7 772,8
727 1176,7 451,4 975,1
827 1176,7 464,3 794,1
927 1176,7 480,8 607,1

Источники:

  1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
  • Взрослым: Skillbox, Хекслет, Eduson, XYZ, GB, Яндекс, Otus, SkillFactory.
  • 8-11 класс: Умскул, Лектариум, Годограф, Знанио.
  • До 7 класса: Алгоритмика, Кодланд, Реботика.
  • Английский: Инглекс, Puzzle, Novakid.

Справочные материалы ЕГЭ по физике 2022-2023

Десятичные приставки

Наименование — Обозначение — Множитель

  • гига — Г — 109
  • мега — М — 106
  • кило — к — 103
  • гекто — г — 102
  • деци — д — 10–1
  • санти — с — 10–2
  • милли — м — 10–3
  • микро — мк — 10–6
  • нано — н — 10–9
  • пико — п — 10–12

Физические постоянные (константы)

  • число π: π = 3,14
  • ускорение свободного падения: g = 10 м/с2
  • гравитационная постоянная: G = 6,7·10–11 Н·м2/кг2
  • универсальная газовая постоянная: R = 8,31 Дж/(моль·К)
  • постоянная Больцмана: k = 1,38·10–23 Дж/К
  • постоянная Авогадро: NA = 6·1023 1/моль
  • скорость света в вакууме: с = 3·108 м/с
  • коэффициент пропорциональности в законе Кулона: k = 1/(4πε0) = 9·109 Н·м2/Кл2
  • модуль заряд электрона (элементарный электрический заряд): e = 1,6·10−19 Кл
  • постоянная Планка: h = 6,6·10-34 Дж·с

Соотношение между различными единицами измерения

  • температура: 0 К = –273 0С
  • атомная единица массы: 1 а.е.м. = 1,66·10–27 кг
  • 1 атомная единица массы эквивалентна: 931,5 МэВ
  • 1 электронвольт: 1 эВ = 1,6·10−19 Дж

Масса частиц

  • электрона — 9,1·10–31 кг ≈ 5,5·10–4 а.е.м.
  • протона — 1,673·10–27 кг ≈ 1,007 а.е.м.
  • нейтрона — 1,675·10–27 кг ≈ 1,008 а.е.м.

Плотность

  • воды — 1000 кг/м3
  • древесины (сосна) — 400 кг/м3
  • керосина — 800 кг/м3
  • подсолнечного масла — 900 кг/м3
  • алюминия — 2700 кг/м3
  • железа — 7800 кг/м3
  • ртути — 13 600 кг/м3

Удельная теплоёмкость

  • воды — 4,2·103 Дж/(кг·К)
  • льда — 2,1·103 Дж/(кг·К)
  • железа — 460 Дж/(кг·К)
  • свинца — 130 Дж/(кг·К)
  • алюминия — 900 Дж/(кг·К)
  • меди — 380 Дж/(кг·К)
  • чугуна — 500 Дж/(кг·К)

Удельная теплота

  • парообразования воды — 2,3·106 Дж/кг
  • плавления свинца — 2,5·104 Дж/кг
  • плавления льда — 3,3·105 Дж/кг

Нормальные условия

  • давление: 105 Па
  • температура: 0 °С

Молярная масса молекул

  • азота: 28·10–3 кг/моль
  • аргона: 40·10–3 кг/моль
  • водорода: 2·10–3 кг/моль
  • воздуха: 29·10–3 кг/моль
  • воды:  18·10–3 кг/моль
  • гелия: 4·10–3 кг/моль
  • кислорода: 32·10–3 кг/моль
  • лития: 6·10–3 кг/моль
  • неона: 20·10–3 кг/моль
  • углекислого газа: 44·10–3 кг/моль
  • Взрослым: Skillbox, Хекслет, Eduson, XYZ, GB, Яндекс, Otus, SkillFactory.
  • 8-11 класс: Умскул, Лектариум, Годограф, Знанио.
  • До 7 класса: Алгоритмика, Кодланд, Реботика.
  • Английский: Инглекс, Puzzle, Novakid.

Теплопроводность и теплоемкость алюминия, теплофизические свойства, плотность алюминия

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения.
Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м3, а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м3. Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

В таблице приведены следующие теплофизические свойства алюминия:

  • плотность алюминия, г/см3;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент температуропроводности, м2/с;
  • теплопроводность алюминия, Вт/(м·град);
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
  • функция Лоренца.

Плотность алюминия в г на см3, его теплопроводность и теплоемкость алюминия - таблица

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия существенно зависит от температуры и при комнатной температуре составляет величину около 904 Дж/(кг·град), что значительно выше удельной (массовой) теплоемкости других распространенных металлов, например таких, как медь и железо.

Ниже приведена сравнительная таблица значений удельной теплоемкости этих металлов. Значения теплоемкости в таблице находятся в интервале температуры от -223 до 927°С.

По данным таблицы видно, что величина удельной теплоемкости алюминия значительно выше значения этого свойства у меди и железа, поэтому такое свойство алюминия, как возможность хорошо накапливать тепло, широко применяется в промышленности и теплотехнике, делая этот металл незаменимым.

Сравнительная таблица теплоемкости алюминия, меди и железа

  Теплоемкость металла, Дж/(кг·град)
t, °С Алюминий Al Медь Cu Железо Fe
-173 483,6 216,1
-73 800,2 385
27 903,7 385 450
127 951,3 397,7 491,1
227 991,8 408 530,7
327 1036,7 416,9 573,1
427 1090,2 425,1 619,9
527 1153,8 432,9 679,1
627 1228,2 441,7 772,8
727 1176,7 451,4 975,1
827 1176,7 464,3 794,1
927 1176,7 480,8 607,1

Источники:

  1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.

*Таt()ф]{a*



Ученик

(129),
на голосовании



10 лет назад

опущен в 100г.воды при температуре 20 С. В результате теплообмена установилась температура 35 С. Чему равна удельная теплоемкость алюминия? ответ выразите в Дж/(кг К) и округлите до целых. Тепловыми потерями пренебречь.

Дополнен 10 лет назад

помогите пожалуйста)
затупила на фигне. .
у меня так-то есть решение, но насчет ответа неуверена, поэтому прошу помочь с решением)

Голосование за лучший ответ

Для
того, чтобы вычислить удельную теплоемкость
любого твердого тела по формуле (9.14),
необходимо сначала измерить удельную
теплоемкость с2
внутреннего стаканчика калориметра.
Так как внутренний стаканчик калориметра
изготовлен из алюминия, то в начале мы
можем в качестве исследуемого использовать
алюминиевое тело. В таком случае удельные
теплоемкости исследуемого тела и
внутреннего стаканчика калориметра
одинаковы, т.е. с2
= с
1.
Тогда
уравнение (9.13) примет вид:
.

Собирая
слагаемые с с2
в одной стороне равенства и вынося с2
за скобки, получим:
.

Откуда выразим
удельную теплоемкость алюминия:

.
(9.15)

Определение удельной теплоемкости латуни

Так
как удельную теплоемкость алюминия мы
уже определили по формуле (9.15), то по
формуле (9.14) можно вычислить удельную
теплоемкость любого, например, латунного
тела, которое используется в данной
работе.

Порядок выполнения работы Задание №1. Определение удельной и молярной теплоемкости алюминия

  1. Определить
    массу тела т1
    из алюминия.
    Определить массу внутреннего стаканчика
    калориметра т2.

  2. Опустить
    за нить алюминиевое тело в нагреватель
    с кипящей водой на 5 мин. За это время
    исследуемое тело нагреется до температуры
    кипящей воды t1=100
    С.

  3. Налить
    m3=200
    г. холодной воды из под крана во внутренний
    стаканчик калориметра и измерить ее
    температуру t2.

  4. Нагретое
    тело сразу перенести за нить в калориметр
    и перемешать воду для выравнивания
    температур тела и воды. Закрыть калориметр
    крышкой. Опустить термометр в калориметр,
    вставив его в крышку калориметра.

  5. Наблюдать
    за показаниями термометра. В момент,
    когда температура прекратит увеличиваться,
    измерить температуру воды в калориметре
    t
    – это и
    есть температура термодинамического
    равновесия.

  6. Найти
    удельную теплоемкость алюминия по
    формуле (9.15), где удельная теплоемкость
    воды с3
    = 4186 Дж/(кг·К).

  7. Опыт повторить
    два раза.

  8. ВНИМАНИЕ:
    Все значения температуры по шкале
    Цельсия перевести в градусы по шкале
    Кельвина по формуле:

.

  1. Вычислить
    среднее значение, абсолютную и
    относительную погрешность измерения
    удельной теплоемкости. Записать истинное
    значение теплоемкости.

  2. Вычислить
    молярную теплоемкость алюминия С
    по формуле (9.5), используя значение
    молярной массы алюминия Al
    =0,027 кг/моль.

  3. Данные измерений
    и вычислений занести в таблицу 1.

Таблица 1.

m1,

кг

m2,

кг

m3,

кг

Т1,

К

Т2,

К

Т
,

К

с2,

<с2>,

с2,

<с2>,

,

%

1

2

с2=

С
=

  1. Сравнить
    полученное значение удельной теплоемкости
    алюминия с известным табличным значением:
    сAl
    = 896 Дж/(кг·К).

  2. Проверить
    для алюминия закон Дюлонга и Пти (9.6).
    Сделать вывод.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Алюминий- химический элемент

Мягкий металл Меркурия.

Удельная теплоемкость алюминия является одним из основных параметров, определяющих использование металла в технических целях для производства деталей, техники, конструкций.

Физические свойства металла

Алюминий — это химический элемент (атомный № 13) Он принадлежит к группе легких металлов и является распространенным элементом, находящимся в земной коре. Парамагнитный металл обладает серебристо-белым цветом, он очень легко поддается механической обработке, из него удобно отливать изделия.

Металл обладает высокой тепло- и электропроводностью. Он устойчив к воздействию воздуха за счет способности формирования пленок из оксида металла, защищающих поверхность от влияния внешней среды.

Разрушается пленка под воздействием щелочных растворов. Для предотвращения реакции металла с агрессивными жидкостями в сплав добавляют индий, олово или галлий.

Удельная теплота плавления составляет 390 кДж/кг, а испарения – 10,53 МДж/кг. Металл кипит при температуре 2500°C. Градиент плавления зависит от степени очистки материала и составляет соответственно:

  • для технического сырья +658°C;
  • для металла с очисткой высшего класса +660 °C.

Алюминий легко формирует сплавы, среди которых всем известны соединения с медью, магнием, кремнием. В ювелирной отрасли этот металл сочетают с золотом, что придает составу новые физические свойства.

Сплавы алюминия

Алюминий легко образует сплавы.

В природе химический элемент образует естественные соединения. Он находится в составе таких минералов, как:

  • нефелин;
  • боксит;
  • корунд;
  • полевой шпат;
  • каолинит;
  • берилл;
  • изумруд;
  • хризоберилл.

В некоторых местах (жерла вулканов) можно обнаружить в незначительных количествах самородный металл.

Сферы применения

Свойство химического элемента № 13 отлично накапливать тепло позволяет его широко использовать в промышленном производстве и теплотехнике.

Радиатор

Алюминиевый радиатор.

Алюминий применяется в качестве сырья для создания строительных конструкций. Он обладает легкостью, прочностью, устойчивость и является привлекательным сырьем для производства оконных конструкций.

Химический элемент образует неядовитые оксиды, что разрешает использование в производстве фольги для нужд пищевой промышленности. Алюминий является сырьем для создания космических ракет и самолетов. Высокий коэффициент отражения определяет его использование в изготовлении зеркал.

Теплопроводность металла и сплавов

Известен факт, что при средних и высоких температурных градиентах теплопроводность алюминия меньше, чем у железа или меди. Показатель теплопроводности алюминия определяет его использование для производства радиаторов.

Теплоемкость алюминия.

Алюминий – теплоемкий металл.

При охлаждении металла теплопроводность значительно возрастает по сравнению с медью, для которой при низкой температуре показатель становится ниже.

В процессе переплавки материал изменяет свойства: уменьшается его плотность и теплопроводность. Например, при температурном градиенте +27°C плотность равна 2697 кг/м³, при нагревании до температуры перехода в жидкое состояние она становится равной 2368 кг/м³. Этот факт обусловлен расширением массы при подогреве. Вследствие влияния температуры снижается плотность.

Удельная теплоемкость алюминия равна 904 Дж/кг при комнатной температуре. Этот показатель значительно зависит от температурного градиента, и в сравнении с медью и железом для этого материала он значительно выше.

Теплопроводность сплавов, содержащих химический элемент № 13, увеличивается с ростом температуры. Более низким температурным градиентом обладают литейные составы. Наиболее плотными являются соединения, в составе которых находятся кремний и цинк.

Сплавы, содержащие магний, отличаются легкостью. Соединения, в составе которых находится медь, обладают устойчивостью к коррозии и особой прочностью.

Чем больше весовое количество алюминия в составе соединения, тем выше показатель теплопроводности. Удельная теплоемкость сплавов увеличивается при нагревании.

Удельная теплоемкость сплавов алюминия и сферы применения.

Мягкий металл Меркурия.

Удельная теплоемкость алюминия является одним из основных параметров, определяющих использование металла в технических целях для производства деталей, техники, конструкций.

Физические свойства металла

Алюминий — это химический элемент (атомный № 13) Он принадлежит к группе легких металлов и является распространенным элементом, находящимся в земной коре. Парамагнитный металл обладает серебристо-белым цветом, он очень легко поддается механической обработке, из него удобно отливать изделия.

Металл обладает высокой тепло- и электропроводностью. Он устойчив к воздействию воздуха за счет способности формирования пленок из оксида металла, защищающих поверхность от влияния внешней среды.

Разрушается пленка под воздействием щелочных растворов. Для предотвращения реакции металла с агрессивными жидкостями в сплав добавляют индий, олово или галлий.

Удельная теплота плавления составляет 390 кДж/кг, а испарения — 10,53 МДж/кг. Металл кипит при температуре 2500°C. Градиент плавления зависит от степени очистки материала и составляет соответственно:

  • для технического сырья +658°C;
  • для металла с очисткой высшего класса +660 °C.

Алюминий легко формирует сплавы, среди которых всем известны соединения с медью, магнием, кремнием. В ювелирной отрасли этот металл сочетают с золотом, что придает составу новые физические свойства.

Алюминий легко образует сплавы.

В природе химический элемент образует естественные соединения. Он находится в составе таких минералов, как:

  • нефелин;
  • боксит;
  • корунд;
  • полевой шпат;
  • каолинит;
  • берилл;
  • изумруд;
  • хризоберилл.

В некоторых местах (жерла вулканов) можно обнаружить в незначительных количествах самородный металл.

Сферы применения

Свойство химического элемента № 13 отлично накапливать тепло позволяет его широко использовать в промышленном производстве и теплотехнике.

Алюминиевый радиатор.

Алюминий применяется в качестве сырья для создания строительных конструкций. Он обладает легкостью, прочностью, устойчивость и является привлекательным сырьем для производства оконных конструкций.

Химический элемент образует неядовитые оксиды, что разрешает использование в производстве фольги для нужд пищевой промышленности. Алюминий является сырьем для создания космических ракет и самолетов. Высокий коэффициент отражения определяет его использование в изготовлении зеркал.

Теплопроводность металла и сплавов

Известен факт, что при средних и высоких температурных градиентах теплопроводность алюминия меньше, чем у железа или меди. Показатель теплопроводности алюминия определяет его использование для производства радиаторов.

Алюминий — теплоемкий металл.

При охлаждении металла теплопроводность значительно возрастает по сравнению с медью, для которой при низкой температуре показатель становится ниже.

В процессе переплавки материал изменяет свойства: уменьшается его плотность и теплопроводность. Например, при температурном градиенте +27°C плотность равна 2697 кг/м³, при нагревании до температуры перехода в жидкое состояние она становится равной 2368 кг/м³. Этот факт обусловлен расширением массы при подогреве. Вследствие влияния температуры снижается плотность.

Удельная теплоемкость алюминия равна 904 Дж/кг при комнатной температуре. Этот показатель значительно зависит от температурного градиента, и в сравнении с медью и железом для этого материала он значительно выше.

Теплопроводность сплавов, содержащих химический элемент № 13, увеличивается с ростом температуры. Более низким температурным градиентом обладают литейные составы. Наиболее плотными являются соединения, в составе которых находятся кремний и цинк.

Сплавы, содержащие магний, отличаются легкостью. Соединения, в составе которых находится медь, обладают устойчивостью к коррозии и особой прочностью.

Чем больше весовое количество алюминия в составе соединения, тем выше показатель теплопроводности. Удельная теплоемкость сплавов увеличивается при нагревании.

Похожие статьи

ometallah.com

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия.

Удельная теплоемкость алюминия:

Теплоёмкость – это количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) всем телом в процессе нагревания (остывания) на 1 Кельвин.

Удельная теплоёмкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 Кельвин.

Удельная теплоемкость обозначается буквой c и измеряется в Дж/(кг·К).

с = Q / (m·ΔT),

где Q – количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),

m – масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,

ΔT – разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоемкость алюминия (с) составляет 0,896 кДж/(кг·К).

Удельная теплоемкость алюминия приведена при температуре 0 °C.

Необходимо иметь в виду, что на значение удельной теплоёмкости вещества влияет температура вещества и другие термодинамические параметры (объем, давление  и пр.), а также то, каким образом происходило изменение этих термодинамических параметров (например, при постоянном давлении или при постоянном объеме).

Точное значение удельной теплоемкости металлов в зависимости от термодинамических условий (температуры, объема, давления и пр.) необходимо смотреть в справочниках.

Источник: Источник: Бухмиров В.В., Ракутина Д.В., Солнышкова Ю.С. Справочные материалы для решения задач по курсу «Тепломассообмен» / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». – Иваново, 2009.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

Коэффициент востребованности
17

comments powered by HyperComments

xn--80aaafltebbc3auk2aepkhr3ewjpa.xn--p1ai

Удельная темлоемкость вещества.

 ЗАДАЧНИК ОНЛ@ЙН
 БИБЛИОТЕКА 1
 БИБЛИОТЕКА 2

Удельная теплоёмкость — это физическая величина, которая равно количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг, чтобы его температура изменилась на 1 градус по Цельсию. Удельная теплоемкость обозначается буквой с и измеряется в Дж/кг*градус по Цельсию.


Удельная теплоемкость расплавленных металлов и сжиженных газов. Удельная
теплоемкость металлов и сплавов. Удельная теплоемкость твердых веществ. Удельная
теплоемкость газов и паров. Удельная теплоемкость жидкостей.

Удельная теплоемкость расплавленных металлов и сжиженных газов


Расплавленный металл или сжиженный газ

Температура, оС

Удельная теплоемкость

кДж/(кг К)

ккал/(кг оС)

Азот -200,4 2,01 0,48
Алюминий 660-1000 1,09 0,26
Водород -257,4 7,41 1,77
Воздух -193,0 1,97 0,47
Гелий -269,0 4,19 1,00
Золото 1065-1300 0,14 0,034
Кислород -200,3 1,63 0,39
Натрий 100 1,34 0,33
Олово 250 0,25 0,060
Свинец 327 0,16 0,039
Серебро 960-1300 0,29 0,069

Удельная теплоемкость металлов и сплавов

Металл иои сплав

Температура, оС

Удельная теплоемкость

кДж/(кг К)

ккал/(кг оС)

Алюминий 0-200 0,92 0,22
Вольфрам 0-1600 0,15 0,036
Железо 0-100 0,46 0,11
  0-500 0,54 0,13
Золото 0-1000 0,13 0,032
Иридий 0-500 0,15 0,037
Магний 0-500 1,10 0,27
Медь 0-300 0,40 0,097
Никель 0-300 0,50 0,12
Олово 0-200 0,23 0,056
Платина 0-500 0,14 0,033
Свинец 0-300 0,14 0,033
Серебро 0-500 0,25 0,059
Сталь 50-300 0,50 0,12
Цинк 0-300 0,40 0,097
Чугун 0-200 0,54 0,13

Удельная темлоемкость твердых веществ

Вещество

Удельная теплоемкость

Вещество

Удельная теплоемкость

кДж/(кг К)

ккал/(кг оС)

кДж/(кг К)

ккал/(кг оС)

Азот твердый (при t=-250 oC) 0,46 0,11 Кислород твердый (при t=-200,3 oC) 1,60 0,39
Бетон (при t=20 oC) 0,88 0,21 Лед (в интервале от -40 до 0oC) 2,10 0,50
Бумага (при t=20 oC) 1,50 0,36 Нафталин (при t=20 oC) 1,30 0,31
Воздух твердый (при t=-193 oC) 2,0 0,47 Парафин (при t=20 oC) 2,89 0,69
Графит 0,75 0,18 Пробка 2,00 0,48
Дерево: Стекло:
        дуб 2,40 0,57             обыкновенное 0,67 0,16
       ель,
сосна
2,70 0,65 зеркальное 0,79 0,19
Каменная соль 0,92 0,22 лабораторное 0,84 0,20
Камень 0,84 0,20 Фарфор 1,10 0,26
Кирпич (при t=0 oC) 0,88 0,21 Шифер (при t=20 oC) 0,75 0,18

Удельная теплоемкость металлов и сплавов
(при нормальном атмосферном давлении)

Металл или сплав

Температура, оС

Удельная теплоемкость

кДж/(кг К)

ккал/(кг оС)

Алюминий 0-200 0,92 0,22
Вольфрам 0-1600 0,15 0,036
Железо 0-100 0,46 0,11
  0-500 0,54 0,13
Золото 0-1000 0,13 0,032
Иридий 0-500 0,15 0,037
Магний 0-500 1,10 0,27
Медь 0-300 0,40 0,097
Никель 0-300 0,50 0,12
Олово 0-200 0,23 0,056
Платина 0-500 0,14 0,033
Свинец 0-300 0,14 0,033
Серебро 0-500 0,25 0,059
Сталь 50-300 0,50 0,12
Цинк 0-300 0,40 0,097
Чугун 0-200 0,54 0,13

Удельная теплоемкость жидкостей
(при нормальном атмосферном давлении)

Жидкость

Температура, оС

Удельная теплоемкость

кДж/(кг К)

ккал/(кг оС)

Бензин (Б-70) 20 2,05 0,49
Вода 1-100 4,19 1,00
Глицерин 0-100 2,43 0,58
Керосин 0-100 2,09 0,50
Масло машинное 0-100 1,67 0,40
Масло подсолнечное 20 1,76 0,42
Мед 20 2,43 0,58
Молоко 20 3,94 0,94
Нефть 0-100 1,67-2,09 0,40-0,50
Ртуть 0-300 0,138 0,033
Спирт 20 2,47 0,59
Эфир 18 3,34 0,56

www.kilomol.ru

Удельная теплоёмкость

Удельная теплоёмкость вещества означает количество теплоты, необходимое для нагрева единицы веществ на один градус. Чаще всего за единицу вещества берётся масса в 1 кг. Реже используются единицы объёма, например, кубометр или литр. В химии при термохимических реакциях используется молярная теплоёмкость, когда за единицу вещества принимают моль. Удельная теплоёмкость заметно меняется при изменении температуры и в большей степени при изменении агрегатного состояния вещества, например, значения теплоёмкости воды будут разными в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. В приведённой таблице указывается также температура и агрегатное состояние вещества.

Удельная теплоёмкость материалов

Наименование материала Температура 0С Удельная теплоёмкость
кДж /(кг · К) кал /(г · 0С)
Удельная теплоёмкость газов и паров
Азот 0 — 200 1,0 0,25
Водород 0 — 200 14,2 3,41
Водяной пар 100 — 500 2,0 0,48
Воздух 0 — 400 1,0 0,24
Гелий 0 — 600 5,2 1,24
Кислород 20 — 440 0,92 0,22
Оксид углерода 26 — 200 1,0 0,24
Пары спирта 40 — 100 1,2 0,29
Хлор 13 — 200 0,5 0,12
Удельная теплоёмкость жидкостей при нормальном атмосферном давлении
Бензин (Б-70) 20 2,05 0,49
Вода 1 — 100 4,19 1,00
Глицерин 0 — 100 2,43 0,58
Керосин 0 — 100 2,09 0,50
Масло машинное 0 — 100 1,67 0,40
Масло подсолнечное 20 2,43 0,58
Молоко 20 3,94 0,94
Нефть 0 — 100 1,67 — 2,09 0,40 — 0,50
Ртуть 0 — 300 0,138 0,033
Спирт 20 2,47 0,59
Эфир 18 3,34 0,80
Удельная теплоёмкость расплавленных металлов и сжиженных газов
Азот -200,4 2,01 0,48
Алюминий 660 — 1000 1,09 0,36
Водород -257,4 7,41 1,77
Воздух -193,0 1,97 0,47
Гелий -269,0 4,19 1,00
Золото 1055 — 1300 0,14 0,034
Кислород -200,3 1,63 0,39
Натрий 100 1,34 0,33
Олово 250 0,25 0,060
Свинец 327 0,16 0,039
Серебро 960 — 1300 0,29 0,069
Удельная теплоёмкость твёрдых веществ
Азот твёрдый -250 0,46 0,11
Бетон 20 0,88 0,21
Бумага 20 1,50 0,36
Воздух твёрдый -193 2,00 0,47
Графит 0 — 100 0,75 0,18
Дерево:      
дуб 0 — 100 2,40 0,57
ель, сосна 0 — 100 2,70 0,65
Каменная соль 0 — 100 0,92 0,22
Камень 0 — 100 0,84 0,20
Кирпич 0 0,88 0,21
Кислород твёрдый -200,3 1,60 0,39
Лёд -40 — 0 2,10 0,50
Нафталин 20 1,30 0,31
Парафин 20 2,89 0,69
Пробка 0 — 100 2,00 0,48
Стекло:      
обыкновенное 0 — 100 0,67 0,16
зеркальное 0 — 100 0,79 0,19
лабораторное 0 — 100 0,84 0,20
Фарфор 0 — 100 1,10 0,26
Шифер 20 0,75 0,18
Удельная теплоёмкость металлов и сплавов
Алюминий 0 — 200 0,92 0,22
Вольфрам 0 — 1000 0,15 0,035
Железо 0 — 500 0,54 0,13
Золото 0 — 500 0,13 0,032
Иридий 0 — 1000 0,15 0,037
Магний 0 — 500 1,10 0,27
Медь 0 — 500 0,40 0,097
Никель 0 — 300 0,50 0,12
Олово 0 — 200 0,23 0,056
Платина 0 — 500 0,14 0,033
Свинец 0 — 300 0,14 0,033
Серебро 0 — 500 0,25 0,059
Сталь 50 — 300 0,50 0,12
Цинк 0 — 300 0,40 0,097
Чугун 0 — 200 0,54 0,13
Соотношение между единицами удельной теплоёмкости

Единицы удельной теплоёмкости Дж /(кг · К) кДж/ (кг · К) кал /(г · 0С) или ккал/(кг · 0С)
1 Дж /(кг · К) 1 0,001 2,39 · 10-4
1 кДж/ (кг · К) 1000 1 0,239
1 кал /(г · 0С) = 1 ккал/(кг · 0С) 4,19 · 103 4,19 1
Примечание: 1 кал /(г · 0С) = 1 ккал/(кг · 0С) = 4186,8 Дж /(кг · К) = 4,1868 кДж /(кг · К).
Градусы по Цельсию и Кельвину равны по модулю.

Значения удельной теплоёмкости и соотношения между единицами измерений даны по книге «Справочник по физике и технике» А.С. Енохович.

altinfoyg.ru

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах

Алюминий Al -173…27…127…327…527…661…727…1127…1327 483…904…951…1037…1154…1177…1177…1177…1177
Барий Ba -173…27…127…327…527…729…927…1327 177…206…249…290…316…300…292…278
Бериллий Be -173…27…127…327…527…727…927…1127…1287…1327 203…1833…2179…2559…2825…3060…3281…3497…3329…3329
Ванадий V 27…127…327…527…727…927…1127…1527…1947 484…503…531…557…585…617…655…744…895
Висмут Bi 27…127…272…327…527…727 122…127…146…141…135…131
Вольфрам W -173…27…127…327…727…1127…1527…2127…2527…3127…3422 87…132…136…141…148…157…166…189…208…245…245
Гадолиний Gd 27…127…327…527…727…1127…1312 236…179…185…196…207…235…179
Галлий Ga -173…27…30…127…327…527…727 266…384…410…394…382…378…376
Гафний Hf 27…127…327…527…727…927…1127…1527…2127…2233 144…147…156…165…169…183…192…211…202…247
Гольмий Ho 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1470…1527 165…169…172…176…193…218…251…292…266…266
Диспрозий Dy 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1409…1527 173…172…174…188…210…230…274…296…307…307
Европий Eu 27…127…327…527…727…826…1127 179…184…200…217…250…251…251
Железо Fe -173…27…127…327…527…727…1127…1327…1537 216…450…490…572…678…990…639…670…830
Золото Au 27…127…327…527…727…927…1105…1127 129…131…135…140…145…155…170…166
Индий In -223…-173…27…127…157…327…527…727 162…203…235…250…256…245…240…237
Иридий Ir 27…127…327…527…727…927…1127…1327…2127…2450 130…133…138…144…153…161…168…176…206…218
Иттербий Yb 27…127…427…527…727…820…927 155…159…175…178…208…219…219
Иттрий Y 27…127…327…527…727…1127…1327…1522 298…305…321…338…355…389…406…477
Кадмий Cd 27…127…321…327…527 231…242…265…265…265
Калий K -173…-53…0…20…63…100…300…500…700 631…690…730…760…846…817…775…766…775
Кальций Ca -173…27…127…327…527…727…842…1127 500…647…670…758…843…991…774…774
Кобальт Co 27…127…327…527…727…1127…1327…1497…1727 421…451…504…551…628…800…650…688…688
Лантан La 27…127…327…527…727…920 195…197…200…218…238…236
Литий Li -187…20…100…300…500…800 2269…3390…3789…4237…4421…4572
Лютеций Lu 27…127…327…527…727…1127…1327…1650 153…153…156…163…173…207…229…274
Магний Mg -173…27…127…327…527…650…727…1127 648…1025…1070…1157…1240…1410…1391…1330
Марганец Mn -173…27…127…327…527…727…1127…1246…1327 271…478…517…581…622…685…789…838…838
Медь Cu 27…127…327…527…727…927…1085…1327 385…398…417…433…451…481…514…514
Молибден Mo 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2623 250…262…276…285…294…320…337…357…379…434…418
Мышьяк As -253…-233…-193…-123…-23…127…327…727 15…75…175…275…314…339…354…383
Натрий Na -173…-53…-13…20…100…300…500…700 977..1180…1200…1221…1385…1280…1270…1275
Неодим Nd 27…127…327…527…727…927…1024…1127 190…200…223…253…291…309…338…338
Нептуний Np 127 147
Никель Ni -173…-50…20…100…300…500…800…1000…1300…1455 423…442…457…470…502…530…565…580…586…735
Ниобий Nb 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2477 263…274…285…293…301…322…335…350…366…404…450
Олово Sn -173…27…127…232…327…527…727 187…229…244…248…242…236…235
Осмий Os 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927 130…132…136…140…144…152…156…160…164…168
Палладий Pd 27…127…327…527…727…927…1127…1527 244…249…256…264…277…291…306…343
Платина Pt 27…127…327…527…727…1127…1527…1772 133…136…141…147…152…163…174…178
Плутоний Pu 27…127…327…527…727 134…586…1500…2430…3340
Празеодим Pr 27…127…327…527…727…935 184…202…224…253…287…305
Радий Ra 950 136
Рений Re 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1527…1927 136…139…145…151…157…163…168…174…180…192
Родий Rh 27…127…327…527…727…1127…1327…1727 243…253…273…293…311…342…355…376
Ртуть Hg -223…-173…-73…-39…27…127…227…327 99…121…136…141…139…137…136…135
Рубидий Rb -173…-73…20…40…127…327…527…727 299…321…356…364…361…356…359…368
Рутений Ru 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927…2334 238…241…251…265…278…306…325…346…367…389…414
Самарий Sm 27…127…327…527…727…1078…1227 197…221…272…293…300…313…334
Свинец Pb -223…-173…-73..27…127…227…328…527…727 103…117…123…128…133…138…146…143…140
Серебро Ag 27…127…327…527…727…962…1127 235…239…250…256…277…310…310
Скандий Sc 27…127…327…527…727…1127…1541…1627 568…586…611…647…694…815…978…978
Стронций Sr -173…27…127…327…527…768…1127 268…306…314…343…377…411…411
Сурьма Sb -223…-173…27…127…327…527…630…927 100…163…209…213…224…234…275…275
Таллий Tl -173…27…127…303…727 120…129…134…149…141
Тантал Ta 27…127…327…527…727…1127…1527…2127…2327…2727…3022 140…144…150…154…157…160…162…177…187…219…243
Тербий Tb 27…127…327…527…727…1127…1357 182…179…189…207…226…272…292
Технеций Tc 27…127…327…527…727…1127…1327…2127…2200 210…211…225…256…290…324…318…297…290
Титан Ti 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1671…1727 531…556…605…637…647…664…729…800…989…989
Торий Th -173…27…127…327…527…727…1127…1327…1750…1927 98…113…117…124…132…140…155…163…198…198
Тулий Tm 27…127…327…527…727…1127…1327…1545 159…161…163…175…186…204…213…244
Уран U -173…27…127…327…527…727…842…1127 1135…1327…1927 93…116…125…146…175…178…161…161…201…203…209
Хром Cr 25…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1907 453…482…517…558…614…764…849…936…1020…962
Цезий Cs -173…27…29…127…327…527…727 194…244…246…241…226…219…225
Церий Ce 27…127…327…527…727…804…927 292…202…228…246…268…269…269
Цинк Zn 27…127…327…420…527…727 389…403…436…480…480…480
Цирконий Zr 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1860 279…295…321…345…367…325…341…360…381…467
Эрбий Er 27…127…327…527…727…1127…1327…1505 168…169…174…181…192…220…238…231

thermalinfo.ru

Удельная теплоемкость

Теплоёмкость — это количество тепла, которое требуется затратить, чтобы нагреть 1 килограмм вещества на 1 градус по шкале Кельвина (или Цельсия).Физическая размерность удельной теплоемкости: Дж/(кг•К) = Дж•кг-1•К-1 = м2•с-2•К-1.

В таблице приводятся в порядке возрастания значения удельной теплоемкости различных веществ, сплавов, растворов, смесей. Ссылки на источник данный приведены после таблицы.

При пользовании таблицей следует учитывать приближенный характер данных. Для всех веществ удельная теплоемкость зависит от температуры и агрегатного состояния. У сложных объектов (смесей, композитных материалов, продуктов питания) удельная теплоемкость может значительно варьироваться для разных образцов.

Сводные таблицы теплоемкостей

Теплоемкость веществ

Вещество Агрегатное состояние  Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К)
Золото  твердое 129 
Свинец твердое 130 
Иридий твердое 134 
Вольфрам твердое  134 
Платина твердое 134 
Ртуть жидкое  139 
Олово твердое 218
Серебро твердое 234 
Цинк твердое 380 
Латунь  твердое  380
Медь твердое  385 
Константан твердое 410 
Железо  твердое 444 
Сталь твердое 460
Высоколегированная сталь твердое 480 
Чугун твердое 500
Никель твердое 500 
Алмаз  твердое 502
Флинт (стекло) твердое 503 
Кронглас (стекло) твердое 670 
Кварцевое стекло твердое 703
Сера ромбическая  твердое 710
Кварц  твердое 750
Гранит твердое 770 
Фарфор твердое 800 
Цемент твердое 800 
Кальцит  твердое 800
Базальт твердое 820 
Песок твердое 835 
Графит твердое 840 
Кирпич твердое 840 
Оконное стекло твердое 840 
Асбест твердое  840 
Кокс (0…100°С) твердое 840 
Известь твердое 840 
Волокно минеральное твердое 840
Земля (сухая) твердое 840 
Мрамор твердое 840 
Соль поваренная  твердое 880 
Слюда  твердое 880 
Нефть жидкое 880
Глина  твердое 900 
Соль каменная  твердое 920
Асфальт твердое 920 
Кислород  газообразное 920 
Алюминий  твердое 930
Трихлорэтилен  жидкое 930 
Абсоцемент  твердое  960
Силикатный кирпич твердое 1000 
Полихлорвинил твердое 1000 
Хлороформ жидкое 1000
Воздух (сухой)  газообразное 1005 
Азот газообразное 1042 
Гипс  твердое  1090 
Бетон твердое 1130
Сахар-песок   1250 
Хлопок  твердое 1300 
Каменный уголь  твердое 1300
Бумага (сухая) твердое  1340
Серная кислота (100%) жидкое 1340
Сухой лед (твердый CO2) твердое 1380
Полистирол твердое 1380 
Полиуретан  твердое 1380
Резина (твердая) твердое 1420
Бензол жидкое 1420
Текстолит  твердое 1470
Солидол  твердое  1470
Целлюлоза  твердое 1500 
Кожа твердое 1510 
Бакелит твердое 1590 
Шерсть твердое 1700 
Машинное масло жидкое  1670 
Пробка твердое 1680 
Толуол твердое 1720 
Винилпласт  твердое 1760
Скипидар жидкое 1800 
Бериллий твердое 1824 
Керосин бытовой жидкое 1880
Пластмасса  твердое 1900
Соляная кислота (17%) жидкое 1930
Земля (влажная) твердое 2000
Вода (пар при 100°C) газообразное  2020 
Бензин жидкое 2050 
Вода (лед при 0°C)  твердое  2060 
Сгущенное молоко    2061
Деготь каменноугольный жидкое 2090
Ацетон  жидкое 2160 
Сало   2175
Парафин  жидкое 2200 
Древесноволокнистая плита твердое 2300 
Этиленгликоль  жидкое 2300 
Этанол (спирт)  жидкое 2390 
Дерево (дуб) твердое 2400 
Глицерин жидкое 2430
Метиловый спирт жидкое 2470 
Говядина жирная    2510
Патока   2650
Масло сливочное    2680
Дерево (пихта) твердое  2700
Свинина, баранина   2845
Печень   3010
Азотная кислота (100%) жидкое 3100
Яичный белок (куриный)   3140
Сыр    3140
Говядина постная   3220
Мясо птицы    3300
Картофель   3430
Тело человека   3470
Сметана   3550
Литий  твердое 3582 
Яблоки   3600
Колбаса   3600
Рыба постная   3600 
Апельсины, лимоны   3670
Сусло пивное  жидкое  3927 
Вода морская (6% соли) жидкое 3780 
Грибы    3900
Вода морская (3% соли)  жидкое 3930
Вода морская (0,5% соли) жидкое 4100 
Вода  жидкое 4183 
Нашатырный спирт  жидкое 4730 
Столярный клей  жидкое 4190
Гелий  газообразное 5190 
Водород  газообразное  14300 
Теплоемкость материалов

Название материала Название материала C, ккал/кг*С
ABS АБС, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола 0,34
POM Полиоксиметилен 0,35
PMMA Полиметилметакрилат 0,35
Ionomer Иономеры 0,55
PA6/6.6/6.10 Полиамид 6/6.6/6.10 0,4
PA 11 Полиамид 11 0,58
PA 12 Полиамид 12 0,28
PC Поликарбонат 0,28
PU Полиуретан 0,45
PBT Полибутилентерефталат 0,3–0,5
PE Полиэтилен 0,55
PET Полиэтилентерефталат 0,3–0,5
PPO Полифениленоксид 0,4
PI Карбоксиметилцеллюлоза, полианионовая целлюлоза 0,27
PP Полипропилен 0,46
PS (GP) Полистирол 0,28
PSU Полисульфон 0,31
PCV Полихлорвинил 0,2
SAN (AS) Смолы, сополимеры на основе стирола и акрилонитрита 0,32

cp-h.ru

Определение удельной теплоемкости алюминия

Для
того, чтобы вычислить удельную теплоемкость
любого твердого тела по формуле (9.14),
необходимо сначала измерить удельную
теплоемкость с2
внутреннего стаканчика калориметра.
Так как внутренний стаканчик калориметра
изготовлен из алюминия, то в начале мы
можем в качестве исследуемого использовать
алюминиевое тело. В таком случае удельные
теплоемкости исследуемого тела и
внутреннего стаканчика калориметра
одинаковы, т.е. с2
= с
1.
Тогда
уравнение (9.13) примет вид:
.

Собирая
слагаемые с с2
в одной стороне равенства и вынося с2
за скобки, получим:
.

Откуда выразим
удельную теплоемкость алюминия:

.
(9.15)

Определение удельной теплоемкости латуни

Так
как удельную теплоемкость алюминия мы
уже определили по формуле (9.15), то по
формуле (9.14) можно вычислить удельную
теплоемкость любого, например, латунного
тела, которое используется в данной
работе.

Порядок выполнения работы Задание №1. Определение удельной и молярной теплоемкости алюминия

  1. Определить
    массу тела т1
    из алюминия.
    Определить массу внутреннего стаканчика
    калориметра т2.

  2. Опустить
    за нить алюминиевое тело в нагреватель
    с кипящей водой на 5 мин. За это время
    исследуемое тело нагреется до температуры
    кипящей воды t1=100
    С.

  3. Налить
    m3=200
    г. холодной воды из под крана во внутренний
    стаканчик калориметра и измерить ее
    температуру t2.

  4. Нагретое
    тело сразу перенести за нить в калориметр
    и перемешать воду для выравнивания
    температур тела и воды. Закрыть калориметр
    крышкой. Опустить термометр в калориметр,
    вставив его в крышку калориметра.

  5. Наблюдать
    за показаниями термометра. В момент,
    когда температура прекратит увеличиваться,
    измерить температуру воды в калориметре
    t
    – это и
    есть температура термодинамического
    равновесия.

  6. Найти
    удельную теплоемкость алюминия по
    формуле (9.15), где удельная теплоемкость
    воды с3
    = 4186 Дж/(кг·К).

  7. Опыт повторить
    два раза.

  8. ВНИМАНИЕ:
    Все значения температуры по шкале
    Цельсия перевести в градусы по шкале
    Кельвина по формуле:

.

  1. Вычислить
    среднее значение, абсолютную и
    относительную погрешность измерения
    удельной теплоемкости. Записать истинное
    значение теплоемкости.

  2. Вычислить
    молярную теплоемкость алюминия С
    по формуле (9.5), используя значение
    молярной массы алюминия Al
    =0,027 кг/моль.

  3. Данные измерений
    и вычислений занести в таблицу 1.

Таблица 1.

m1,

кг

m2,

кг

m3,

кг

Т1,

К

Т2,

К

Т
,

К

с2,

<с2>,

с2,

<с2>,

,

%

1

2

с2=

С
=

  1. Сравнить
    полученное значение удельной теплоемкости
    алюминия с известным табличным значением:
    сAl
    = 896 Дж/(кг·К).

  2. Проверить
    для алюминия закон Дюлонга и Пти (9.6).
    Сделать вывод.

studfiles.net

Теплопроводность и теплоемкость алюминия, теплофизические свойства, плотность алюминия

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).

Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения.
Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м3, а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м3. Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

В таблице приведены следующие теплофизические свойства алюминия:

  • плотность алюминия, г/см3;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент температуропроводности, м2/с;
  • теплопроводность алюминия, Вт/(м·град);
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
  • функция Лоренца.

svojstva_aljuminija

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия существенно зависит от температуры и при комнатной температуре составляет величину около 904 Дж/(кг·град), что значительно выше удельной (массовой) теплоемкости других распространенных металлов, например таких, как медь и железо.

Ниже приведена сравнительная таблица значений удельной теплоемкости этих металлов. Значения теплоемкости в таблице находятся в интервале температуры от -223 до 927°С.

По данным таблицы видно, что величина удельной теплоемкости алюминия значительно выше значения этого свойства у меди и железа, поэтому такое свойство алюминия, как возможность хорошо накапливать тепло, широко применяется в промышленности и теплотехнике, делая этот металл незаменимым.

Сравнительная таблица теплоемкости алюминия, меди и железа

Теплоемкость металла, Дж/(кг·град)
t, °С Алюминий Al Медь Cu Железо Fe
-173 483,6 216,1
-73 800,2 385
27 903,7 385 450
127 951,3 397,7 491,1
227 991,8 408 530,7
327 1036,7 416,9 573,1
427 1090,2 425,1 619,9
527 1153,8 432,9 679,1
627 1228,2 441,7 772,8
727 1176,7 451,4 975,1
827 1176,7 464,3 794,1
927 1176,7 480,8 607,1

Источники:

  1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.

отсюда

Теплофизические свойства алюминиевых сплавов АМц, АМг, Д16, АК и др.

В таблице представлены состав и теплофизические свойства алюминиевых сплавов для нагартованного, закаленного и отожженого состояний сплава:

  • плотность сплавов, кг/м3;
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
  • коэффициент линейного теплового расширения, 1/град;
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м.

Теплофизические свойства представлены для следующих сплавов алюминия: А, АМц, АМг, Амг1, АМг5, АВ, Д18, Д1, Д16, АК8, АК4, 32S, В95. Свойства сплавов даны при комнатной температуре, за исключением коэффициента теплового расширения (КТР), который указан для интервалов температуры 20-100, 20-200 и 20-300°С.

alumina_alloys_2

Теплопроводность алюминиевых сплавов

Представлена сводная таблица теплопроводности алюминиевых сплавов. В ней приведены значения теплопроводности распространенных алюминиевых сплавов (сплавы алюминия с кремнием, медью, магнием и цинком, литейные сплавы, дюралюминий) при различной температуре в диапазоне от 4 до 700К.

По данным таблицы видно, что теплопроводность алюминиевых сплавов в основном увеличивается с ростом температуры. Наибольшей теплопроводностью при комнатной температуре обладает такой сплав, как АД1 — его теплопроводность при этой температуре равна 210 Вт/(м·град). Более низкая теплопроводность свойственна в основном литейным алюминиевым сплавам, например АК4, АЛ1, АЛ8 и другим.

Температура в таблице в градусах Кельвина !

Таблица теплопроводности сплавов алюминия

Алюминиевый сплав Температура, K Теплопроводность алюминиевого
сплава, Вт/(м·град)
АВ 298…373…473…573 176…180…184…189
АД1 нагартованный 4…10…20…40…80…150…300 50…130…260…400…250…220…210
АД31 закаленный, состаренный 4…10…20…40…80…200…300…600 35…87…170…270…230…200…190…190
АД33 300…373…473…573 140…151…163…172
АД35 298…373…473…573 170…174…178…182
АК4 300…500…600…700 145…160…170…170
АК6 закаленный, состаренный 20…77…223…293…373…473…573…673 35…90…192…176…180…184…184…189
АК8 закаленный, состаренный 20…40…80…150…300…573…673 50…72…100…125…160…180…180
АЛ1 300…400…600 130…140…150
АЛ2 20…77…293 10…18…160
АЛ4 300…473…673 150…160…155
АЛ5 300…473…573 160…170…180
АЛ8 300…473…673 92…100…110
АМг1 298…373…473…573…673 184…188…192…188…188
АМг2 4…10…20…40…80…150…300…373…473…573…673 4,6…12…25…49…77…100…155…159…163…164…167
АМг3 20…77…90…203…293 41…86…89…123…132
АМг5 отожженный 10…20…40…80…150…300…473…673 10…20…40…66…92…130…130…150
АМг6 20…77…173…293 13…43…75…92
АМц нагартованный 4…10…20…40…80…150…300…473…573…673 11…28…58…110…140…150…180…180…184…188
В93 300…473…673 160…170…160
В95 300…473…673 155…160…160
ВАД1 20…80…300 30…61…160
ВАЛ1 300…473…673 130…150…160
ВАЛ5 300…573…673 150…160…160
ВД17 300…673 130…170
Д1 298…373…473…573…673 117…130…150…172…176
Д16 закаленный, состаренный 10…20…40…80…150…300…373…473…573 9…19…37…61…90…120…130…146…163
Д20 закаленный, состаренный 20…40…80…150…300…373…473…573…673 27…38…61…85…140…142…147…155…160
Д21 298…373…473…573 130…138…151…168

Свойства сплавов алюминия с кремнием, медью, магнием и цинком

В таблице представлены состав и следующие теплофизические свойства алюминиевых сплавов:

  • плотность сплавов, кг/м3;
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С);
  • коэффициент линейного теплового расширения, 1/град;
  • коррозионная устойчивость в воде и на воздухе;
  • температура изменения прочности.

Плотность, теплопроводность и коэффициент линейного теплового расширения сплавов представлены в зависимости от температуры в интервале от 500 до 660°С. Плотность алюминиевых сплавов с кремнием и цинком наиболее высока. Из легких сплавов можно отметить сплавы, содержащие магний.

Следует отметить, что наибольшей коррозионной устойчивостью в воде и на воздухе обладают алюминиевые сплавы с высоким содержанием меди — они устойчивы к коррозии до температуры 200…250°С. Такие сплавы также обладают высокими прочностными характеристиками.

Свойства сплавов алюминия с кремнием, медью, магнием и цинком, таблица 3

Теплопроводность алюминиевых сплавов в зависимости от температуры

В таблице представлены состав алюминиевых сплавов и коэффициент их теплопроводности в диапазоне температуры от 173 (-100°С) до 773К (500°С). По данным таблицы видно, что чем больше содержится алюминия в сплаве, тем выше его теплопроводность. При нагревании алюминиевых сплавов, их теплопроводность, как правило, увеличивается.

Теплопроводность алюминиевых сплавов в зависимости от температуры, таблица 4

Теплопроводность сплава алюминия с литием

Даны значения коэффициента теплопроводности сплава алюминия с литием при комнатной температуре. Теплопроводность указана в зависимости от содержания лития в сплаве по массе (от 0 до 11%). Необходимо отметить, что увеличение процентного содержания лития приводит к уменьшению теплопроводности сплава.

Теплопроводность сплава алюминия с литием, таблица 5

Плотность, теплопроводность, теплоемкость алюминиевых сплавов Амц, Амг1, Амг2, Д1, Д16

Представлены значения плотности (при температуре 293К), коэффициента теплопроводности, Вт/(м·°С), и удельной (массовой) теплоемкости, кДж/(кг·°С) некоторых алюминиевых сплавов в зависимости от температуры (свойства даны при температурах 25, 100 , 200, 300, 400 °С).

В таблице указана плотность, теплопроводность, теплоемкость следующих сплавов алюминия: Амц, Амг1, Амг2, Д1, Д16. Следует отметить, что плотность алюминиевых сплавов примерно одинаковая, но немного выделяется такой сплав алюминия, как Д-1 — его плотность равна 2800 кг/м3.

alumina_alloys_1

Теплопроводность, теплоемкость и удельное сопротивление сплава 1151Т

В таблице представлены значения коэффициента теплопроводности, Вт/(м·град), удельной (массовой) теплоемкости, кДж/(г·град)
и удельного сопротивления алюминиевого сплава 1151Т.

Свойства алюминиевого сплава 1151Т даны в зависимости от температуры (в интервале от 0 до 400 °С). По данным таблицы видно, что теплопроводность этого сплава увеличивается при нагревании, однако в районе температуры 200°С имеет место некоторое ее снижение с последующим ростом. Такой же характер изменения свойственен и удельной теплоемкости сплава 1151Т. Удельное электрическое сопротивление рассматриваемого сплава увеличивается по мере роста его температуры.

Теплопроводность, теплоемкость и удельное сопротивление сплава 1151Т, таблица 7

Температурные коэффициенты линейного расширения (КТР) сплава 1151Т

В таблице представлены значения температурных коэффициентов линейного расширения (КТР) алюминиевого сплава 1151Т.
Коэффициенты линейного расширения алюминиевого сплава 1151Т даны в зависимости от температуры (в интервале от 0 до 500 °С). При высоких температурах КТР сплава 1151Т увеличивается.

Температурные коэффициенты линейного расширения сплава 1151Т, таблица 8

Теплофизические свойства алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mn

В таблице представлены теплофизические свойства алюминиевых сплавов, содержащих медь и марганец. рассмотрены такие сплавы, как сплав 01205, 1201, Д21, Д20. Свойства сплавов представлены в зависимости от температуры в диапазоне от 25 до 400°С. Из рассмотренных сплавов наиболее теплопроводным является сплав Д20, с теплопроводностью 138 Вт/(м·град) при температуре 25°С.

Даны следующие теплофизические свойства сплавов:

  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
  • удельная (массовая) теплоемкость, кДж/(кг·град);
  • коэффициент линейного теплового расширения, 1/град.

Теплофизические свойства сплавов системы Al-Cu-Mn, таблица 9

Теплофизические свойства алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Si

В таблице представлены следующие теплофизические свойства сплавов алюминия с магнием и кремнием:

  • плотность, кг/м3;
  • коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С);
  • удельная теплоемкость, кДж/(кг·°С).

Свойства представлены в зависимости от температуры в интервале от 25 до 400°С. Даны свойства следующих сплавов: АД31, АД33, АД35, АВ. Следует отметить, что удельная теплоемкость сплавов увеличивается при нагревании.

Теплофизические свойства сплавов системы Al-Mg-Si, таблица 10

Удельная теплоемкость высокопрочных сплавов алюминия В93, сплав 1933, В95, сплав 1973, В96 и др.

Указана массовая теплоемкость кДж/(кг·°С) при температуре от 20 до 400°С следующих сплавов: В93, В93пч, сплав 1933, В95, В95пч, В95оч, сплав 1973, В96Ц, В96Ц-3. С ростом температуры сплава его теплоемкость увеличивается.

Удельная теплоемкость высокопрочных сплавов алюминия, таблица 11

Теплопроводность высокопрочных сплавов алюминия В93, сплав 1933, В95, сплав 1973, В96 и др.

В таблице приведены значения теплопроводности в размерности Вт/(м·град) в зависимости от температуры (интервал от 25 до 400°С) следующих алюминиевых сплавов: В93, В93пч, сплав 1933, В95, В95пч, В95оч, сплав 1973, В96Ц, В96Ц-3. Наиболее теплопроводными, по данным таблицы, являются сплавы В93, В93пч, сплав 1933, имеющие значение теплопроводности 163 Вт/(м·град) при температуре 25°С.

Теплопроводность высокопрочных сплавов алюминия, таблица 12

Источники:
1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
3. В.М. Белецкий, Г.А. Кривов. Алюминиевые сплавы (состав, свойства, технология, применение). Справочник. Под общей ред. академика РАН И.Н. Фридляндера — К.: «Коминтех», 2005. — 365 с.
4. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. Холодильная теника. Кондиционирование воздуха. Свойства веществ: Справ./ Под ред. С.Н. Богданова. 4-е изд., перераб. и доп. — СПб.: СПбГАХПТ, 1999.- 320 с.

Удельная теплоемкость это количество тепла, необходимое для повышения температуры одного килограмма вещества на один градус цельсия. Единицы удельной теплоемкости обычно измеряются в калориях или джоулях на грамм на градус Цельсия. Например, удельная теплоемкость воды составляет 1 калорию (или 4186 джоулей) на грамм на градус Цельсия.

.

График сравнения теплоемкости элементов

Удельная теплоемкость газов

Газ Удельная теплоемкость cp кДж/(кг*°C) Газовая постоянная, R (кДж кг−1К−1) Молекулярная масса, М
Воздух 1.005 0.2871 28.96
Аммиак 2.191 0.528 15.75
Аргон 0.5234 0.2081 40
Бутан 1.68 0.17 58
Углекислый газ 0.8457 0.1889 44
Окись углерода 1.041 0.2968 28
Хлор 0.511 0.128 65
Этан 1.7668 0.2765 30
Гелий 5.234 2.077 4
Водород 14.323 4.124 2
Хлористый водород 0.813 0.230 36.15
Метан 2.2316 0.5183 16
Азот 1.040 0.2968 28
Закись азота 0.928 0.220 37.8
Кислород 0.9182 0.2598 32
Пропан 1.6915 0.1886 44
Диоксид серы 0.6448 0.1298 64

Удельная теплоемкость твердых веществ

Твердое состояние Удельная теплоемкость cp кДж/(кг*°C)
Алюминий 0.897
Бронза алюминиевая 0.420
Бронза оловянистая 0.380
Вольфрам 0.134
Дюралюминий 0.880
Железо 0.452
Золото 0.129
Константан 0.410
Латунь 0.378
Манганин 0.420
Медь 0.383
Никель 0.443
Нихром 0.460
Олово 0.228
Платина 0.133
Ртуть 0.139
Свинец 0.128
Серебро 0.235
Сталь стержневая арматурная 0.482
Сталь углеродистая 0.468
Сталь хромистая 0.460
Титан 0.520
Уран 0.116
Цинк 0.385
Чугун белый 0.540

Удельная теплоемкость жидких веществ

Жидкости Удельная теплоемкость cp кДж/(кг*°C)
Ацетон 2,22
Бензин 2,09
Бензол (10°С) 1,42
Бензол (40°С) 1,77
Вода чистая (0°С) 4,218
Вода чистая (10°С) 4,192
Вода чистая (20°С) 4,182
Вода чистая (40°С) 4,178
Вода чистая (60°С) 4,184
Вода чистая (80°С) 4,196
Вода чистая (100°С) 4,216
Глицерин 2,43
Гудрон 2,09
Деготь каменноугольный 2,09
Дифенил 2,13
Довтерм 1,55
Керосин бытовой 1,88
Керосин бытовой (100°С) 2,01
Керосин тяжелый 2,09
Кислота азотная 100%-я 3,1
Кислота серная 100%-я 1,34
Кислота соляная 17%-я 1,93
Кислота угольная (-190°С) 0,88
Клей столярный 4,19
Масло минеральное 1,67…2,01
Масло смазочное 1,67
Метиленхлорид 1,13
Метил хлорид 1,59
Морская вода (18°С) 4,1
0,5% соли 4,1
3% соли 3,93
6% соли 3,78
Нефть 0,88
Нитробензол 1,47
Парафин жидкий 2,13
Рассол (-10°С)  
20% соли 3,06
30% соли 2,64…2,72
Ртуть 0,138
Скипидар 1,8
Спирт метиловый (метанол) 2,47
Спирт нашатырный 4,73
Спирт этиловый (этанол) 2,39
Толуол янв.72
Трихлорэтилен 0,93
Хлороформ 1
Этиленгликоль 2,3
Эфир кремниевой кислоты 1,47

Теплоемкость строительных материалов

Строительные материалы Удельная теплоемкость cp кДж/(кг*°C)
Асфальт 0.920
Кирпич 0.840
Бетон 0.880
Стекло, кремнезем 0.840
Стекло, коронка 0.670
Стекло, кремень 0.503
Стекло боро силикатное 0.753
Гранит 0.790
Гипс 1.090
Мрамор, слюда 0.880
Песок 0.835
Почва 0.800
Дерево 1.7 (1.2 — 2.9)

Теплоёмкость алюминия – это физическая величина, равная количеству теплоты, которое необходимо подвести к предмету из алюминия, чтобы его температура возросла на один градус Кельвина.

Удельная теплоемкость алюминия = 930 Дж/(кг*К)

Это значение определено при нормальных условиях.

Удельная теплоемкость алюминия это переменная величина. Она зависит от температуры и агрегатного состояния (твердое, жидкое, газообразное).

Чем отличается теплоемкость и удельная теплоемкость?

Теплоёмкость – это количество теплоты, которое нужно сообщить всему объему тела для того чтобы его температура поднялась на единицу температуры.

Удельная теплоёмкость – это количество теплоты, которое нужно сообщить единице массы вещества, чтобы его температура поднялась на единицу температуры.

Теплопроводность и плотность алюминия

В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).
Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.

Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).

Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения. Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.

Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м 3 , а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м 3 . Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.

В таблице приведены следующие теплофизические свойства алюминия:

  • плотность алюминия, г/см 3 ;
  • удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
  • коэффициент температуропроводности, м 2 /с;
  • теплопроводность алюминия, Вт/(м·град);
  • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
  • функция Лоренца.

Область применения

Существует много отраслей производства, где применяется вольфрам. Основная сфера применения — производство сплавов. Этот металл повышает твёрдость, прочность, упругость и улучшает способность растягиваться у различных видов стали.
Обычно его готовят в двух формах: ферровольфрам — сплав железа и вольфрама, он обычно содержит около 70−80% вольфрама. Ферровольфрам смешивается с другими металлами и сплавами (обычно со сталью) для производства специализированных соединений. И также он производится в порошкообразной форме. В дальнейшем его добавляют к другим металлам с целью получения новых соединений с улучшенными характеристиками .

Около 90% всех вольфрамовых сплавов используются в горнодобывающей промышленности, строительстве, а также электротехническом и металлообрабатывающем оборудовании. Эти сплавы используются для изготовления многих вещей: нагревательные элементы в печах (благодаря хорошей теплопроводности), деталей для самолётов и космических аппаратов; оборудования, используемого в телевизионной, радиолокационной и радиотехнике; высокопрочных свёрл; металлорежущих инструментов и аналогичного оборудования.

Небольшое количество вольфрама используется в лампах накаливания. Очень тонкий провод, который образует нить в лампах, сделан именно из него. Электрический ток проходит через эту нить и нагревает её, что заставляет её испускать свет. Он не плавится благодаря тому, что температура плавления вольфрама высока.

Также он используется, в таких приборах и элементах, как:

  • электроды для сварки;
  • противовесы;
  • магниты;
  • рентгеновские аппараты;
  • обмотки и нагревательные элементы электроплит;
  • катоды радиоламп и электронных приборов (торированный вольфрам);
  • магнетроны в микроволновых печах;
  • химические катализаторы.

Кроме того, он применяется при металлообработке и добыче полезных ископаемых, а также для производства пигментов для красок.

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия существенно зависит от температуры и при комнатной температуре составляет величину около 904 Дж/(кг·град), что значительно выше удельной (массовой) теплоемкости других распространенных металлов, например таких, как медь и железо.

Ниже приведена сравнительная таблица значений удельной теплоемкости этих металлов. Значения теплоемкости в таблице находятся в интервале температуры от -223 до 927°С.

По данным таблицы видно, что величина удельной теплоемкости алюминия значительно выше значения этого свойства у меди и железа, поэтому такое свойство алюминия, как возможность хорошо накапливать тепло, широко применяется в промышленности и теплотехнике, делая этот металл незаменимым.

Источник

Плотность чугуна, температура плавления и коэффициент линейного расширения

В таблице представлена плотность чугуна различных сортов, а также температура плавления чугуна и его коэффициент теплового линейного расширения (КТлР).

Следует отметить что плотность чугуна в зависимости от сорта находится в диапазоне от 6600 до 7700 кг/м3. Температура плавления чугуна составляет от 1095 до 1315°С, а его КТлР от 10,5 до 18·10-6 1/град. Плотность чугуна, температура плавления и коэффициент расширения

Плотность чугуна, кг/м3
Серый чугун наименее плотный высокоуглеродистый 6600-6950
Серый чугун обычный средней плотности 7000-7300
Высококачественный чугун малоуглеродистый 7400-7500
Жаростойкий, жаропрочный 7500-7600
Чугун высоколегированный аустенитного класса 7500-7700
Температура плавления чугуна, °С
Обычный серый чугун 1095-1315
Жаростойкий чугун 1300
Коэффициент линейного расширения чугуна (КТлР), 1/град
Обычный серый при температуре 20…450°С 10,5·10-6
Обычный серый при температуре 20…750°С 14·10-6
Высоколегированный аустенитного класса при температуре 20…150°С (16…18)·10-6
Жаростойкий чугун при температуре 20…250°С 16,7·10-6
Жаростойкий чугун при температуре 250…750°С 17,6·10-6
  1. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
  2. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. Справочник.

Источник

Удельная теплоемкость сплавов алюминия и сферы применения.

Удельная теплоемкость алюминия является одним из основных параметров, определяющих использование металла в технических целях для производства деталей, техники, конструкций.

Физические свойства металла

Алюминий — это химический элемент (атомный № 13) Он принадлежит к группе легких металлов и является распространенным элементом, находящимся в земной коре. Парамагнитный металл обладает серебристо-белым цветом, он очень легко поддается механической обработке, из него удобно отливать изделия. Металл обладает высокой тепло- и электропроводностью. Он устойчив к воздействию воздуха за счет способности формирования пленок из оксида металла, защищающих поверхность от влияния внешней среды.

Разрушается пленка под воздействием щелочных растворов. Для предотвращения реакции металла с агрессивными жидкостями в сплав добавляют индий, олово или галлий.

Удельная теплота плавления составляет 390 кДж/кг, а испарения — 10,53 МДж/кг. Металл кипит при температуре 2500°C. Градиент плавления зависит от степени очистки материала и составляет соответственно:

  • для технического сырья +658°C;
  • для металла с очисткой высшего класса +660 °C.

Алюминий легко формирует сплавы, среди которых всем известны соединения с медью, магнием, кремнием. В ювелирной отрасли этот металл сочетают с золотом, что придает составу новые физические свойства.

Алюминий легко образует сплавы.

В природе химический элемент образует естественные соединения. Он находится в составе таких минералов, как:

В некоторых местах (жерла вулканов) можно обнаружить в незначительных количествах самородный металл.

Сферы применения

Свойство химического элемента № 13 отлично накапливать тепло позволяет его широко использовать в промышленном производстве и теплотехнике.

Алюминий применяется в качестве сырья для создания строительных конструкций. Он обладает легкостью, прочностью, устойчивость и является привлекательным сырьем для производства оконных конструкций.

Химический элемент образует неядовитые оксиды, что разрешает использование в производстве фольги для нужд пищевой промышленности. Алюминий является сырьем для создания космических ракет и самолетов. Высокий коэффициент отражения определяет его использование в изготовлении зеркал.

Теплопроводность металла и сплавов

Известен факт, что при средних и высоких температурных градиентах теплопроводность алюминия меньше, чем у железа или меди. Показатель теплопроводности алюминия определяет его использование для производства радиаторов.

Алюминий — теплоемкий металл.

При охлаждении металла теплопроводность значительно возрастает по сравнению с медью, для которой при низкой температуре показатель становится ниже.

В процессе переплавки материал изменяет свойства: уменьшается его плотность и теплопроводность. Например, при температурном градиенте +27°C плотность равна 2697 кг/м³, при нагревании до температуры перехода в жидкое состояние она становится равной 2368 кг/м³. Этот факт обусловлен расширением массы при подогреве. Вследствие влияния температуры снижается плотность.

Удельная теплоемкость алюминия равна 904 Дж/кг при комнатной температуре. Этот показатель значительно зависит от температурного градиента, и в сравнении с медью и железом для этого материала он значительно выше.

Теплопроводность сплавов, содержащих химический элемент № 13, увеличивается с ростом температуры. Более низким температурным градиентом обладают литейные составы. Наиболее плотными являются соединения, в составе которых находятся кремний и цинк.

Сплавы, содержащие магний, отличаются легкостью. Соединения, в составе которых находится медь, обладают устойчивостью к коррозии и особой прочностью.

Чем больше весовое количество алюминия в составе соединения, тем выше показатель теплопроводности. Удельная теплоемкость сплавов увеличивается при нагревании.

Похожие статьи

Теплопроводность сплавов алюминия — технические характеристики.

Теплопроводность алюминия — это технический параметр, характеризующий свойства металла и сплавы на его основе. Значение этого показателя учитывается при формировании составов для изготовления литейных, деформируемых изделий, промышленного производства деталей и установок.

Характеристики теплопроводности учитываются при использовании его в производстве.

Характеристика теплопроводности материалов

Понятие теплопроводности материалов характеризуется способностью переносить тепловую энергию в пределах определенного объекта от нагретых частей к холодным. Процесс осуществляется атомами, молекулами, электронами и происходит в любых телах с неравномерным распределением температуры.

С позиций кинетической физики этот процесс происходит в результате взаимодействия частиц молекул более нагретых участков в пределах образца с другими элементами, отличающимися низшей температурой. Механизм и скорость переноса теплоты зависит от агрегатного состояния вещества.

Категория теплопроводности предусматривает определение скорости нагревания образца материала и перемещение температурной волны в определенном направлении. Показатель зависит от физических параметров:

  • плотности;
  • температуры фазового перехода в жидкое состояние
  • скорости распространения звука (для диэлектриков).

Коэффициент теплопроводности равен количеству теплоты, которая проходит через единицу площади однородного материала за единицу времени при разнице температуры.

Физические свойства алюминия

Химический элемент алюминий имеет кубическую кристаллическую структуру. Его удельный вес при 20 °C составляет 2,7 г/см³, температура плавления — +657…+660,2 °C, скрытая теплота плавления — 94,6 °C.

Алюминий высокой чистоты кипит при +1800…+2060 °C. При нагревании увеличивается показатель удельной теплоемкости металла, проводимость тепла и коэффициент линейного расширения.

Электропроводность алюминия возрастает с понижением температуры: при 189 °C составляет 156 ед., а при 400 °C — 12,5.

Среди химических элементов алюминий отличается высокой активностью. Он легко реагирует с кислородом, образуя плотную окисную пленку, предохраняющую металл от дальнейшего влияния среды.

Свойства сплавов определяются входящими в его состав элементами.

По мере повышения температуры в металле растворяется водород, повышающий пористость материала. Примеси щелочных химических элементов (калия, натрия, кальция), кремния, магния способствуют резкому увеличению пористости алюминия.

Добавки меди, ниобия, никеля, марганца, железа, хрома, ванадия, циркония создают однородную структуру при остывании расплавленного материала. Влияние лигатурных добавок других компонентов на физические свойства металла и его сплавы учитывается в технологии литья изделий.

Наличие дополнительных материалов изменяет показатель проводимости тепла состава и температуру плавления. Например, при обычных условиях формирования алюминиевых сплавов сера и ее соединения уходят в шлак, не оказывая вредного влияния на свойства состава.

Такое же воздействие имеют фосфор, углерод, азот. Они не изменяют механические свойства сплава. Для производства литейных изделий из-за пониженной прочности чистый алюминий применяется редко.

Коррозионная стойкость металла тем выше, чем ниже в нем содержание примесей железа и кремния. Но их наличие несколько повышает прочность материала, снижая при этом пластичность и электропроводность.

Технические характеристики некоторых сплавов на основе алюминия

По технологическим особенностям сплавы подразделяются на основные группы:

  • литейные — обладают повышенными литейными технологическими свойствами;
  • деформируемые — легко поддаются обработке под давлением.

Например, создание алюминиевой конструкции, используемой в строительстве, требует особого вида сплава с повышенной прочностью, выдерживающего давление и нагрузку.

В зависимости от назначения составов на основе алюминия при их формировании руководствуются нормами и правилами, учитывающими:

  • проводимость тепла материалом;
  • точку перехода из расплава в твердое состояние;
  • наличие лигатурных компонентов, влияющих на технические параметры состава и повышающих прочность.

Соотношение основного компонента к добавкам влияет на показатель проводимости тепла сплава, учитывающегося при изготовлении радиаторов и других видов изделий, предназначенных для монтажа тепловых коммуникаций.

Сводные данные о проводимости тепла алюминиевых сплавов собраны в специальных справочниках. В них приводятся значения распространенных сплавов металла с кремнием, магнием, медью, цинком, дюралюминия. Имеются характеристики литейных сплавов при различных температурах с указанием теплофизических свойств состава. Основными считаются показатели:

  • плотности;
  • коэффициента теплопроводности;
  • коэффициента линейного теплового расширения;
  • температуры изменения прочности;
  • коррозионной устойчивости на воздухе;
  • удельного электрического сопротивления.

Анализ данных свидетельствует о зависимости коэффициента теплопроводности от роста температуры и состава материала. Низкая теплопроводность свойственна в основном литейным составам на основе алюминия с маркировками АК4, АЛ1, АЛ8.

Наиболее высокой плотностью обладают составы основного компонента с кремнием, цинком. Из легких материалов наиболее плотным является состав, содержащий магний. Содержание меди в материале повышает его прочность и устойчивость к коррозии.

Самые плотные сплавы с цинком и магнием

Чем выше содержание в составе на основе алюминия, тем больше его теплопроводность, которая увеличивается при нагревании материала. Наличие лития в составе сплава приводит к уменьшению значения коэффициента теплопроводности.

Удельная теплоемкость сплава с содержанием магния и кремния увеличивается при нагревании. Среди алюминиевых сплавов системы Al-Cu-Mn наиболее теплопроводным является деформируемый состав Д20.

Он содержит в незначительных количествах (0,05–7%) примеси железа, кремния, марганца, титана, циркония, магния, цинка и 91–93,5% алюминия и предназначен для изготовления сварных изделий, работающих при комнатных или кратковременно повышенных температурах.

Похожие статьи

ometallah.com

Литература

  • Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976.
  • Сивухин Д. В.
    Общий курс физики. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
  • Лифшиц E. М.
    Теплоёмкость //
    под. ред. А. М. Прохорова
    Физическая энциклопедия. — М. : «Советская энциклопедия», 1998. — Т. 2 .

Это заготовка статьи по физике. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Что такое wiki.moda Вики является главным информационным ресурсом в интернете. Она открыта для любого пользователя. Вики это библиотека, которая является общественной и многоязычной.

Основа этой страницы находится в Википедии. Текст доступен по лицензии CC BY-SA 3.0 Unported License.

Теплоемкость алюминия таблицаСсылка на основную публикацию

Удельная теплоемкость алюминия

Удельная теплоемкость алюминия.

Удельная теплоемкость алюминия:

Теплоёмкость – это количество теплоты, поглощаемой (выделяемой) всем телом в процессе нагревания (остывания) на 1 Кельвин.

Удельная теплоёмкость – физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать телу массой 1 кг для того, чтобы его температура изменилась на 1 Кельвин.

Удельная теплоемкость обозначается буквой c и измеряется в Дж/(кг·К).

где Q – количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),

m – масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,

ΔT – разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоемкость алюминия (с) составляет 0,896 кДж/(кг·К).

Удельная теплоемкость алюминия приведена при температуре 0 °C.

Необходимо иметь в виду, что на значение удельной теплоёмкости вещества влияет температура вещества и другие термодинамические параметры (объем, давление и пр.), а также то, каким образом происходило изменение этих термодинамических параметров (например, при постоянном давлении или при постоянном объеме).

Точное значение удельной теплоемкости металлов в зависимости от термодинамических условий (температуры, объема, давления и пр.) необходимо смотреть в справочниках.

Источник: Источник: Бухмиров В.В., Ракутина Д.В., Солнышкова Ю.С. Справочные материалы для решения задач по курсу «Тепломассообмен» / ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина». – Иваново, 2009.

Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

Коэффициент востребованности 17

comments powered by HyperComments

Таблицы удельной теплоемкости веществ (газов, жидкостей и др.)

Представлены таблицы удельной теплоемкости веществ: газов, металлов, жидкостей, строительных и теплоизоляционных материалов, а также пищевых продуктов — более 400 веществ и материалов.

Удельной теплоемкостью вещества называется отношение количества тепла, сообщенного единице массы этого вещества в каком-либо процессе, к соответствующему изменению его температуры.

Удельная теплоемкость веществ зависит от их химического состава, термодинамического состояния и способа сообщения им тепла. В Международной системе единиц эта величина измеряется в Дж/(кг·К).

Необходимо отметить, что экспериментальное определение удельной теплоемкости жидкостей и газов производится при постоянном давлении или при постоянном объеме. В первом случае удельная теплоемкость обозначается Cp, во втором — Cv. Для жидкостей и газов наиболее часто применяется удельная теплоемкость при постоянном давлении Cp.

Для твердых веществ теплоемкости Cp и Cv не различаются. Кроме того, по отношению к твердым телам, помимо удельной массовой теплоемкости применяются также удельная атомная и молярная теплоемкости.

Удельная темлоемкость вещества.

Удельная теплоемкость расплавленных металлов и сжиженных газов. Удельная теплоемкость металлов и сплавов. Удельная теплоемкость твердых веществ. Удельная теплоемкость газов и паров. Удельная теплоемкость жидкостей.

Удельная теплоемкость расплавленных металлов и сжиженных газов

Расплавленный металл или сжиженный газ

Температура, оС Удельная теплоемкость
кДж/(кг К) ккал/(кг оС)
Азот -200,4 2,01 0,48
Алюминий 660-1000 1,09 0,26
Водород -257,4 7,41 1,77
Воздух -193,0 1,97 0,47
Гелий -269,0 4,19 1,00
Золото 1065-1300 0,14 0,034
Кислород -200,3 1,63 0,39
Натрий 100 1,34 0,33
Олово 250 0,25 0,060
Свинец 327 0,16 0,039
Серебро 960-1300 0,29 0,069

Удельная теплоемкость металлов и сплавов

Металл иои сплав Температура, оС Удельная теплоемкость
кДж/(кг К) ккал/(кг оС)
Алюминий 0-200 0,92 0,22
Вольфрам 0-1600 0,15 0,036
Железо 0-100 0,46 0,11
0-500 0,54 0,13
Золото 0-1000 0,13 0,032
Иридий 0-500 0,15 0,037
Магний 0-500 1,10 0,27
Медь 0-300 0,40 0,097
Никель 0-300 0,50 0,12
Олово 0-200 0,23 0,056
Платина 0-500 0,14 0,033
Свинец 0-300 0,14 0,033
Серебро 0-500 0,25 0,059
Сталь 50-300 0,50 0,12
Цинк 0-300 0,40 0,097
Чугун 0-200 0,54 0,13

Удельная темлоемкость твердых веществ

Вещество Удельная теплоемкость Вещество Удельная теплоемкость
кДж/(кг К) ккал/(кг оС) кДж/(кг К) ккал/(кг оС)
Азот твердый (при t=-250 oC) 0,46 0,11 Кислород твердый (при t=-200,3 oC) 1,60 0,39
Бетон (при t=20 oC) 0,88 0,21 Лед (в интервале от -40 до 0oC) 2,10 0,50
Бумага (при t=20 oC) 1,50 0,36 Нафталин (при t=20 oC) 1,30 0,31
Воздух твердый (при t=-193 oC) 2,0 0,47 Парафин (при t=20 oC) 2,89 0,69
Графит 0,75 0,18 Пробка 2,00 0,48
Дерево: Стекло:
дуб 2,40 0,57 обыкновенное 0,67 0,16
ель, сосна 2,70 0,65 зеркальное 0,79 0,19
Каменная соль 0,92 0,22 лабораторное 0,84 0,20
Камень 0,84 0,20 Фарфор 1,10 0,26
Кирпич (при t=0 oC) 0,88 0,21 Шифер (при t=20 oC) 0,75 0,18

Удельная теплоемкость металлов и сплавов (при нормальном атмосферном давлении)

Металл или сплав Температура, оС Удельная теплоемкость
кДж/(кг К) ккал/(кг оС)
Алюминий 0-200 0,92 0,22
Вольфрам 0-1600 0,15 0,036
Железо 0-100 0,46 0,11
0-500 0,54 0,13
Золото 0-1000 0,13 0,032
Иридий 0-500 0,15 0,037
Магний 0-500 1,10 0,27
Медь 0-300 0,40 0,097
Никель 0-300 0,50 0,12
Олово 0-200 0,23 0,056
Платина 0-500 0,14 0,033
Свинец 0-300 0,14 0,033
Серебро 0-500 0,25 0,059
Сталь 50-300 0,50 0,12
Цинк 0-300 0,40 0,097
Чугун 0-200 0,54 0,13

Удельная теплоемкость жидкостей (при нормальном атмосферном давлении)

Жидкость Температура, оС Удельная теплоемкость
кДж/(кг К) ккал/(кг оС)
Бензин (Б-70) 20 2,05 0,49
Вода 1-100 4,19 1,00
Глицерин 0-100 2,43 0,58
Керосин 0-100 2,09 0,50
Масло машинное 0-100 1,67 0,40
Масло подсолнечное 20 1,76 0,42
Мед 20 2,43 0,58
Молоко 20 3,94 0,94
Нефть 0-100 1,67-2,09 0,40-0,50
Ртуть 0-300 0,138 0,033
Спирт 20 2,47 0,59
Эфир 18 3,34 0,56

Удельная теплоёмкость

Удельная теплоёмкость вещества означает количество теплоты, необходимое для нагрева единицы веществ на один градус. Чаще всего за единицу вещества берётся масса в 1 кг. Реже используются единицы объёма, например, кубометр или литр. В химии при термохимических реакциях используется молярная теплоёмкость, когда за единицу вещества принимают моль. Удельная теплоёмкость заметно меняется при изменении температуры и в большей степени при изменении агрегатного состояния вещества, например, значения теплоёмкости воды будут разными в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. В приведённой таблице указывается также температура и агрегатное состояние вещества. Удельная теплоёмкость материалов

Наименование материала Температура 0С Удельная теплоёмкость
кДж /(кг · К) кал /(г · 0С)
Удельная теплоёмкость газов и паров
Азот 0 — 200 1,0 0,25
Водород 0 — 200 14,2 3,41
Водяной пар 100 — 500 2,0 0,48
Воздух 0 — 400 1,0 0,24
Гелий 0 — 600 5,2 1,24
Кислород 20 — 440 0,92 0,22
Оксид углерода 26 — 200 1,0 0,24
Пары спирта 40 — 100 1,2 0,29
Хлор 13 — 200 0,5 0,12
Удельная теплоёмкость жидкостей при нормальном атмосферном давлении
Бензин (Б-70) 20 2,05 0,49
Вода 1 — 100 4,19 1,00
Глицерин 0 — 100 2,43 0,58
Керосин 0 — 100 2,09 0,50
Масло машинное 0 — 100 1,67 0,40
Масло подсолнечное 20 2,43 0,58
Молоко 20 3,94 0,94
Нефть 0 — 100 1,67 — 2,09 0,40 — 0,50
Ртуть 0 — 300 0,138 0,033
Спирт 20 2,47 0,59
Эфир 18 3,34 0,80
Удельная теплоёмкость расплавленных металлов и сжиженных газов
Азот -200,4 2,01 0,48
Алюминий 660 — 1000 1,09 0,36
Водород -257,4 7,41 1,77
Воздух -193,0 1,97 0,47
Гелий -269,0 4,19 1,00
Золото 1055 — 1300 0,14 0,034
Кислород -200,3 1,63 0,39
Натрий 100 1,34 0,33
Олово 250 0,25 0,060
Свинец 327 0,16 0,039
Серебро 960 — 1300 0,29 0,069
Удельная теплоёмкость твёрдых веществ
Азот твёрдый -250 0,46 0,11
Бетон 20 0,88 0,21
Бумага 20 1,50 0,36
Воздух твёрдый -193 2,00 0,47
Графит 0 — 100 0,75 0,18
Дерево:
дуб 0 — 100 2,40 0,57
ель, сосна 0 — 100 2,70 0,65
Каменная соль 0 — 100 0,92 0,22
Камень 0 — 100 0,84 0,20
Кирпич 0,88 0,21
Кислород твёрдый -200,3 1,60 0,39
Лёд -40 — 0 2,10 0,50
Нафталин 20 1,30 0,31
Парафин 20 2,89 0,69
Пробка 0 — 100 2,00 0,48
Стекло:
обыкновенное 0 — 100 0,67 0,16
зеркальное 0 — 100 0,79 0,19
лабораторное 0 — 100 0,84 0,20
Фарфор 0 — 100 1,10 0,26
Шифер 20 0,75 0,18
Удельная теплоёмкость металлов и сплавов
Алюминий 0 — 200 0,92 0,22
Вольфрам 0 — 1000 0,15 0,035
Железо 0 — 500 0,54 0,13
Золото 0 — 500 0,13 0,032
Иридий 0 — 1000 0,15 0,037
Магний 0 — 500 1,10 0,27
Медь 0 — 500 0,40 0,097
Никель 0 — 300 0,50 0,12
Олово 0 — 200 0,23 0,056
Платина 0 — 500 0,14 0,033
Свинец 0 — 300 0,14 0,033
Серебро 0 — 500 0,25 0,059
Сталь 50 — 300 0,50 0,12
Цинк 0 — 300 0,40 0,097
Чугун 0 — 200 0,54 0,13

Соотношение между единицами удельной теплоёмкости

Единицы удельной теплоёмкости Дж /(кг · К) кДж/ (кг · К) кал /(г · 0С) или ккал/(кг · 0С)
1 Дж /(кг · К) 1 0,001 2,39 · 10-4
1 кДж/ (кг · К) 1000 1 0,239
1 кал /(г · 0С) = 1 ккал/(кг · 0С) 4,19 · 103 4,19 1
Примечание: 1 кал /(г · 0С) = 1 ккал/(кг · 0С) = 4186,8 Дж /(кг · К) = 4,1868 кДж /(кг · К). Градусы по Цельсию и Кельвину равны по модулю.

Значения удельной теплоёмкости и соотношения между единицами измерений даны по книге «Справочник по физике и технике» А.С. Енохович.

Свойства алюминия

Свойства алюминия, одного металлов, принадлежащих к 13-й группе согласно периодической таблице химических элементов, достаточно обширны. Основные группы свойств: физические и химические. Этот легкий металл сочетает сразу множество физических характеристик относительно плотности, теплопроводности, коррозийной стойкости и пластичности.

Физические свойства алюминия зависят, как и у множества металлов, от степени чистоты металла. Только особая чистота материала, наиболее приближенная к единице (99,996%), гарантирует самые высокие показатели относительно физических свойств. Именно благодаря высоким показателям металл отлично поддается ковке, штамповке и другим видам обработки.

Что примечательно, алюминий поддается практически любому виду сварки, будь то контактная, газовая или иная разновидность. Серебристо-белый легкий металл характеризуется высокой теплопроводностью, при этом обладает малой плотностью.

Показатели электрической проводимости также достаточно велики, поэтому материал постоянно используется в сфере кабельной промышленности.

Завершают перечень физических свойств легкого металла замечательная антикоррозийная стойкость и высокая пластичность.

Плотность материала

Плотность алюминия — это выражение массы материала в содержании единицы объема. Плотностью также называют предел массы вещества по отношению к занимаемому этим веществом объему. Именно по такой формуле вычисляется плотность легкого металла особой чистоты.

Ее показатель равен 2,7*10 в кубе кг/м3. Плотность – это свойство, от которого зависит и другая характеристика материала, а именно – прочность. Так как плотность легкого металла довольно мала, то и прочность, соответственно, невелика.

Потому алюминий не используется в качестве конструкторского материала.

Чтобы увеличить прочность металла, к нему добавляются другие элементы с более высокой плотностью. Под воздействием более плотных добавок, прочность алюминия резко возрастает. Также показатели прочности можно поднять с помощью применения механической или термической обработки.

В результате удачного сочетания в сплавах, алюминий приобретает ценные конструкционные качества, выраженные в хорошей механической прочности при малой плотности материала.

Сплавы на основе алюминия в некоторых отраслях промышленности с успехом заменяют такие металлы (сплавы), как медь или олово, цинк или свинец.

Теплопроводность

Теплопроводность алюминия — одно из его физических свойств. Оно, как и многие, зависит от чистоты структуры материала. То есть, чем ближе к единице чистота алюминия, тем выше и его свойства теплопроводности.

Технический алюминий, процентность которого равна приблизительно 99,49, имеет теплопроводность (при 200 градусах Цельсия) 209 Вт/(м*К).

Если же технический алюминий обладает процентностью 99,70, то значение его теплопроводности достигает 222 Вт/(м*К).

В то время, когда материал электролитически рафирован и его чистота 99,9% — значение теплопроводности уже при 190 градусах Цельсия повышается до 343 Вт/(м*К). В отличие от прочности, которая повышается при сплаве алюминия с другими металлами, свойства теплопроводности в этом случае уменьшаются.

Примером можно привести добавку Mn. Всего два процента такой добавки способны уменьшить теплопроводность алюминия со значения 209 Вт/(м*К) до показателя, равного 126 Вт/(м*К).

Стоит также отметить, что свойства теплопроводности алюминия настолько высоки, что преимущество относительно них есть лишь у меди и серебра.

Температура плавления алюминия — достаточно весомый показатель, который учитывается любой отраслью промышленности, работающей с данным материалом.

Температура плавления – показатель нестабильный, во многом он зависит от того, какие материалы применены для примеси с алюминием. От температуры плавления зависит скорость обработки материала, то есть, можно сказать, производственные возможности.

Наиболее часто алюминий обрабатывается в России, Австралии, Канаде и США. В этих странах крупная доля отрасли промышленности занимается плавкой алюминия.

У каждой страны имеются свои технологии плавки, со временем, благодаря экспериментам с добавлением различных материалов, позволившие минимально возможно снизить показатель температуры плавления алюминия.

Наиболее точный, стандартный показатель температуры плавления алюминия составляет 660,32 градуса Цельсия. В связи с таким большим показателем, плавление материала можно организовать только в специальных условиях и специально оборудованных помещениях.

Чтобы осуществить этот процесс в домашних условиях, первое, что необходимо – оборудование. Обычно для этого используется тигельная муфельная печь.

Теплоемкость

Теплоемкость алюминия, если взять показатель постоянного давления и температуру 291 составит 581 кал/град, моль. Но теплоемкость материала может значительно поменяться, если значение температуры будет низким.

Высокий показатель теплоемкости диктует свои условия относительно использования достаточно мощных источников тепла. Иногда применяет даже метод подогрева. Высота уровня коэффициента линейного расширения, а также незначительный модуль упругости, могут создать значительные сварочные деформации.

Такое обстоятельство диктует условия использования зажимных приспособлений с повышенным уровнем надежности.

Возникающие деформации в конструкциях, к которым следует подходить с ответственностью, устраняются уже после сварки.

Стоит отметить, что высокие показатели таких свойств, как теплоемкость и теплопроводность, относительно самого алюминия, а также его сплавов, значительно влияют на то, какой именно метод сварки следует выбрать. Удельная теплоемкость алюминия, измеряемая в Дж/(кг*град.

Цельсия), равна значению 920. Если брать показатели удельной теплоемкости, нужно отметить – они меняются зависимо от агрегатного состояния материала.

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление алюминия выше по сравнению с аналогичной величиной меди. Но на показатель удельного сопротивления меди может существенно повлиять такой метод обработки, как отжиг. На алюминий этот метод практически не имеет влияния. При этом, температурные коэффициенты меди и алюминия идентичны. В кабельной промышленности довольно часто применяется оксидная изоляция.

Теплостойкость оксидированного алюминиевого провода составляет 400 градусов Цельсия. Вообще, удельное сопротивление рассматриваемого материала превышает аналогичный показатель меди в 1,65 раза.

Алюминиевые провода достаточно часто подвергаются оксидной изоляции. В то время, чтобы данный метод применить по отношению к медному проводу, его необходимо покрыть хотя бы тонким слоем алюминия.

Оксидированный алюминий служит материалом для изготовления катушек, способных работать при высоких температурах.

Химические свойства

Химические свойства алюминия выражают его валентность, свойства взаимодействия с окружающими сферами. Первое, что стоит отметить – алюминий обладает достаточно высокой химической активностью.

Если рассматривать ряд напряжений металлов, то данный материал займет место между магнием и цинком.

Алюминию свойственно быстрое окисление кислородом, взятым из воздуха, в результате чего получается прочная защитная оксидная пленка.

Именно эта пленка является препятствием на пути к дальнейшему окислению материала.

Также оксидная пленка оберегает изделия из алюминия от взаимодействия с другими веществами, контакт с которыми может привести к разрушению структуры материала.

Именно защитной пленке отводится роль фактора, повышающего антикоррозийную стойкость алюминия. Если нарушается данная оксидная защита, то материал легко вступает во взаимодействие с влагой даже при обычной температуре.

Примечания

  1. ↑ Для неоднородного (по химическому составу) образца удельная теплоемкость является дифференциальной характеристикой c = d C d m = 1 ρ d C d V >=>>>, меняющейся от точки к точке. Зависит она в принципе и от температуры (хотя во многих случаях изменяется достаточно слабо при достаточно больших изменениях температуры), при этом строго говоря определяется – вслед за теплоёмкостью – как дифференциальная величина и по температурной оси, т.е. строго говоря следует рассматривать изменение температуры в определении удельной теплоёмкости не на один градус (тем более не на какую-то более крупную единицу температуры), а на малое δ T с соответствующим количеством переданной теплоты δ Q . (См. далее основной текст)
  2. ↑ Кельвины (К) здесь можно заменять на градусы Цельсия (°C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная и шкала Цельсия) отличаются друг от друга лишь начальной точкой, но не величиной единицы измерения.
  3. 12345678910111213141516
    CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 4-135. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  4. 12
    CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-2. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  5. ↑CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 15-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  6. ↑CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-12. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  7. ↑CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide (Ed.). — 90th edition. — CRC Press; Taylor and Francis, 2009. — P. 6-17. — 2828 p. — ISBN 1420090844.
  8. 12
    https://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/strojmaterialy/plotnost-i-teploemkost-kirpicha

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах

Алюминий Al -173…27…127…327…527…661…727…1127…1327 483…904…951…1037…1154…1177…1177…1177…1177
Барий Ba -173…27…127…327…527…729…927…1327 177…206…249…290…316…300…292…278
Бериллий Be -173…27…127…327…527…727…927…1127…1287…1327 203…1833…2179…2559…2825…3060…3281…3497…3329…3329
Ванадий V 27…127…327…527…727…927…1127…1527…1947 484…503…531…557…585…617…655…744…895
Висмут Bi 27…127…272…327…527…727 122…127…146…141…135…131
Вольфрам W -173…27…127…327…727…1127…1527…2127…2527…3127…3422 87…132…136…141…148…157…166…189…208…245…245
Гадолиний Gd 27…127…327…527…727…1127…1312 236…179…185…196…207…235…179
Галлий Ga -173…27…30…127…327…527…727 266…384…410…394…382…378…376
Гафний Hf 27…127…327…527…727…927…1127…1527…2127…2233 144…147…156…165…169…183…192…211…202…247
Гольмий Ho 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1470…1527 165…169…172…176…193…218…251…292…266…266
Диспрозий Dy 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1409…1527 173…172…174…188…210…230…274…296…307…307
Европий Eu 27…127…327…527…727…826…1127 179…184…200…217…250…251…251
Железо Fe -173…27…127…327…527…727…1127…1327…1537 216…450…490…572…678…990…639…670…830
Золото Au 27…127…327…527…727…927…1105…1127 129…131…135…140…145…155…170…166
Индий In -223…-173…27…127…157…327…527…727 162…203…235…250…256…245…240…237
Иридий Ir 27…127…327…527…727…927…1127…1327…2127…2450 130…133…138…144…153…161…168…176…206…218
Иттербий Yb 27…127…427…527…727…820…927 155…159…175…178…208…219…219
Иттрий Y 27…127…327…527…727…1127…1327…1522 298…305…321…338…355…389…406…477
Кадмий Cd 27…127…321…327…527 231…242…265…265…265
Калий K -173…-53…0…20…63…100…300…500…700 631…690…730…760…846…817…775…766…775
Кальций Ca -173…27…127…327…527…727…842…1127 500…647…670…758…843…991…774…774
Кобальт Co 27…127…327…527…727…1127…1327…1497…1727 421…451…504…551…628…800…650…688…688
Лантан La 27…127…327…527…727…920 195…197…200…218…238…236
Литий Li -187…20…100…300…500…800 2269…3390…3789…4237…4421…4572
Лютеций Lu 27…127…327…527…727…1127…1327…1650 153…153…156…163…173…207…229…274
Магний Mg -173…27…127…327…527…650…727…1127 648…1025…1070…1157…1240…1410…1391…1330
Марганец Mn -173…27…127…327…527…727…1127…1246…1327 271…478…517…581…622…685…789…838…838
Медь Cu 27…127…327…527…727…927…1085…1327 385…398…417…433…451…481…514…514
Молибден Mo 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2623 250…262…276…285…294…320…337…357…379…434…418
Мышьяк As -253…-233…-193…-123…-23…127…327…727 15…75…175…275…314…339…354…383
Натрий Na -173…-53…-13…20…100…300…500…700 977..1180…1200…1221…1385…1280…1270…1275
Неодим Nd 27…127…327…527…727…927…1024…1127 190…200…223…253…291…309…338…338
Нептуний Np 127 147
Никель Ni -173…-50…20…100…300…500…800…1000…1300…1455 423…442…457…470…502…530…565…580…586…735
Ниобий Nb 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2477 263…274…285…293…301…322…335…350…366…404…450
Олово Sn -173…27…127…232…327…527…727 187…229…244…248…242…236…235
Осмий Os 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927 130…132…136…140…144…152…156…160…164…168
Палладий Pd 27…127…327…527…727…927…1127…1527 244…249…256…264…277…291…306…343
Платина Pt 27…127…327…527…727…1127…1527…1772 133…136…141…147…152…163…174…178
Плутоний Pu 27…127…327…527…727 134…586…1500…2430…3340
Празеодим Pr 27…127…327…527…727…935 184…202…224…253…287…305
Радий Ra 950 136
Рений Re 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1527…1927 136…139…145…151…157…163…168…174…180…192
Родий Rh 27…127…327…527…727…1127…1327…1727 243…253…273…293…311…342…355…376
Ртуть Hg -223…-173…-73…-39…27…127…227…327 99…121…136…141…139…137…136…135
Рубидий Rb -173…-73…20…40…127…327…527…727 299…321…356…364…361…356…359…368
Рутений Ru 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927…2334 238…241…251…265…278…306…325…346…367…389…414
Самарий Sm 27…127…327…527…727…1078…1227 197…221…272…293…300…313…334
Свинец Pb -223…-173…-73..27…127…227…328…527…727 103…117…123…128…133…138…146…143…140
Серебро Ag 27…127…327…527…727…962…1127 235…239…250…256…277…310…310
Скандий Sc 27…127…327…527…727…1127…1541…1627 568…586…611…647…694…815…978…978
Стронций Sr -173…27…127…327…527…768…1127 268…306…314…343…377…411…411
Сурьма Sb -223…-173…27…127…327…527…630…927 100…163…209…213…224…234…275…275
Таллий Tl -173…27…127…303…727 120…129…134…149…141
Тантал Ta 27…127…327…527…727…1127…1527…2127…2327…2727…3022 140…144…150…154…157…160…162…177…187…219…243
Тербий Tb 27…127…327…527…727…1127…1357 182…179…189…207…226…272…292
Технеций Tc 27…127…327…527…727…1127…1327…2127…2200 210…211…225…256…290…324…318…297…290
Титан Ti 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1671…1727 531…556…605…637…647…664…729…800…989…989
Торий Th -173…27…127…327…527…727…1127…1327…1750…1927 98…113…117…124…132…140…155…163…198…198
Тулий Tm 27…127…327…527…727…1127…1327…1545 159…161…163…175…186…204…213…244
Уран U -173…27…127…327…527…727…842…1127 1135…1327…1927 93…116…125…146…175…178…161…161…201…203…209
Хром Cr 25…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1907 453…482…517…558…614…764…849…936…1020…962
Цезий Cs -173…27…29…127…327…527…727 194…244…246…241…226…219…225
Церий Ce 27…127…327…527…727…804…927 292…202…228…246…268…269…269
Цинк Zn 27…127…327…420…527…727 389…403…436…480…480…480
Цирконий Zr 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1860 279…295…321…345…367…325…341…360…381…467
Эрбий Er 27…127…327…527…727…1127…1327…1505 168…169…174…181…192…220…238…231

Удельная теплоемкость

Теплоёмкость — это количество тепла, которое требуется затратить, чтобы нагреть 1 килограмм вещества на 1 градус по шкале Кельвина (или Цельсия).Физическая размерность удельной теплоемкости: Дж/(кг•К) = Дж•кг-1•К-1 = м2•с-2•К-1.

В таблице приводятся в порядке возрастания значения удельной теплоемкости различных веществ, сплавов, растворов, смесей. Ссылки на источник данный приведены после таблицы.

При пользовании таблицей следует учитывать приближенный характер данных. Для всех веществ удельная теплоемкость зависит от температуры и агрегатного состояния. У сложных объектов (смесей, композитных материалов, продуктов питания) удельная теплоемкость может значительно варьироваться для разных образцов.

Сводные таблицы теплоемкостей

Вещество Агрегатное состояние Удельная теплоемкость, Дж/(кг·К)
Золото твердое 129
Свинец твердое 130
Иридий твердое 134
Вольфрам твердое 134
Платина твердое 134
Ртуть жидкое 139
Олово твердое 218
Серебро твердое 234
Цинк твердое 380
Латунь твердое 380
Медь твердое 385
Константан твердое 410
Железо твердое 444
Сталь твердое 460
Высоколегированная сталь твердое 480
Чугун твердое 500
Никель твердое 500
Алмаз твердое 502
Флинт (стекло) твердое 503
Кронглас (стекло) твердое 670
Кварцевое стекло твердое 703
Сера ромбическая твердое 710
Кварц твердое 750
Гранит твердое 770
Фарфор твердое 800
Цемент твердое 800
Кальцит твердое 800
Базальт твердое 820
Песок твердое 835
Графит твердое 840
Кирпич твердое 840
Оконное стекло твердое 840
Асбест твердое 840
Кокс (0…100°С) твердое 840
Известь твердое 840
Волокно минеральное твердое 840
Земля (сухая) твердое 840
Мрамор твердое 840
Соль поваренная твердое 880
Слюда твердое 880
Нефть жидкое 880
Глина твердое 900
Соль каменная твердое 920
Асфальт твердое 920
Кислород газообразное 920
Алюминий твердое 930
Трихлорэтилен жидкое 930
Абсоцемент твердое 960
Силикатный кирпич твердое 1000
Полихлорвинил твердое 1000
Хлороформ жидкое 1000
Воздух (сухой) газообразное 1005
Азот газообразное 1042
Гипс твердое 1090
Бетон твердое 1130
Сахар-песок 1250
Хлопок твердое 1300
Каменный уголь твердое 1300
Бумага (сухая) твердое 1340
Серная кислота (100%) жидкое 1340
Сухой лед (твердый CO2) твердое 1380
Полистирол твердое 1380
Полиуретан твердое 1380
Резина (твердая) твердое 1420
Бензол жидкое 1420
Текстолит твердое 1470
Солидол твердое 1470
Целлюлоза твердое 1500
Кожа твердое 1510
Бакелит твердое 1590
Шерсть твердое 1700
Машинное масло жидкое 1670
Пробка твердое 1680
Толуол твердое 1720
Винилпласт твердое 1760
Скипидар жидкое 1800
Бериллий твердое 1824
Керосин бытовой жидкое 1880
Пластмасса твердое 1900
Соляная кислота (17%) жидкое 1930
Земля (влажная) твердое 2000
Вода (пар при 100°C) газообразное 2020
Бензин жидкое 2050
Вода (лед при 0°C) твердое 2060
Сгущенное молоко 2061
Деготь каменноугольный жидкое 2090
Ацетон жидкое 2160
Сало 2175
Парафин жидкое 2200
Древесноволокнистая плита твердое 2300
Этиленгликоль жидкое 2300
Этанол (спирт) жидкое 2390
Дерево (дуб) твердое 2400
Глицерин жидкое 2430
Метиловый спирт жидкое 2470
Говядина жирная 2510
Патока 2650
Масло сливочное 2680
Дерево (пихта) твердое 2700
Свинина, баранина 2845
Печень 3010
Азотная кислота (100%) жидкое 3100
Яичный белок (куриный) 3140
Сыр 3140
Говядина постная 3220
Мясо птицы 3300
Картофель 3430
Тело человека 3470
Сметана 3550
Литий твердое 3582
Яблоки 3600
Колбаса 3600
Рыба постная 3600
Апельсины, лимоны 3670
Сусло пивное жидкое 3927
Вода морская (6% соли) жидкое 3780
Грибы 3900
Вода морская (3% соли) жидкое 3930
Вода морская (0,5% соли) жидкое 4100
Вода жидкое 4183
Нашатырный спирт жидкое 4730
Столярный клей жидкое 4190
Гелий газообразное 5190
Водород газообразное 14300
Название материала Название материала C, ккал/кг*С
ABS АБС, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола 0,34
POM Полиоксиметилен 0,35
PMMA Полиметилметакрилат 0,35
Ionomer Иономеры 0,55
PA6/6.6/6.10 Полиамид 6/6.6/6.10 0,4
PA 11 Полиамид 11 0,58
PA 12 Полиамид 12 0,28
PC Поликарбонат 0,28
PU Полиуретан 0,45
PBT Полибутилентерефталат 0,3–0,5
PE Полиэтилен 0,55
PET Полиэтилентерефталат 0,3–0,5
PPO Полифениленоксид 0,4
PI Карбоксиметилцеллюлоза, полианионовая целлюлоза 0,27
PP Полипропилен 0,46
PS (GP) Полистирол 0,28
PSU Полисульфон 0,31
PCV Полихлорвинил 0,2
SAN (AS) Смолы, сополимеры на основе стирола и акрилонитрита 0,32

Определение удельной теплоемкости алюминия

Для того, чтобы вычислить удельную теплоемкость любого твердого тела по формуле (9.14), необходимо сначала измерить удельную теплоемкость с

2 внутреннего стаканчика калориметра. Так как внутренний стаканчик калориметра изготовлен из алюминия, то в начале мы можем в качестве исследуемого использовать алюминиевое тело. В таком случае удельные теплоемкости исследуемого тела и внутреннего стаканчика калориметра одинаковы, т.е. с

2
= с
1
.
Тогда уравнение (9.13) примет вид: .

в одной стороне равенства и вынося с

2 за скобки, получим: .

Откуда выразим удельную теплоемкость алюминия:

Определение удельной теплоемкости латуни

Так как удельную теплоемкость алюминия мы уже определили по формуле (9.15), то по формуле (9.14) можно вычислить удельную теплоемкость любого, например, латунного тела, которое используется в данной работе.

Количество теплоты

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: количество теплоты, удельная теплоёмкость вещества, уравнение теплового баланса.

Как мы знаем, одним из способов изменения внутренней энергии является теплопередача (теплообмен). Предположим, что тело участвует в теплообмене с другими телами, и при этом не совершается механическая работа — ни самим телом, ни другими телами над этим телом.

Если в процессе теплообмена внутренняя энергия тела изменилась на величину , то говорят, что тело получило соответствующее количество теплоты: .

Если при этом величина отрицательна, т.е. тело отдавало энергию, то говорят также, что тело отдавало тепло. Например, вместо формально верной, но несколько нелепой фразы «тело получило —5 Дж тепла» мы скажем: «тело отдало 5 Дж тепла».

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Тепловые энергоустановки подготовка к экзаменам
  • Тепловые электроустановки подготовка к экзаменам
  • Тепловые электрические станции экзамен
  • Тепловые установки экзамен ответы
  • Тепловые сети экзамены в ростехнадзоре