Теплоемкость металлов. Теория теплоемкости кристаллической структуры. Теплоемкость электронного газа. Электронная теплопроводность металлов

Плотность нержавеющей стали – отечественные марки и стандарт AISI Плотность (P) – это физическая величина, которая определяется для однородного материала

Советы

  • Металл нагревается быстрее воды из-за низкой удельной теплоемкости.
  • При нахождении удельной теплоемкости сокращайте единицы измерения тогда, когда это возможно.
  • Удельную теплоемкость многих материалов можно найти в интернете для проверки вашего ответа.
  • Иногда для изучения процессе теплопередачи в процессе физических или химических превращений может использоваться калориметр.
  • Изменение температуры при прочих равных условиях значительнее для материалов с низкой удельной теплоемкостью.
  • Системная единица СИ (Международная система единиц измерения) удельной теплоемкости — джоуль на градус Цельсия на грамм. В странах с британской системой мер она измеряется в калориях на градус Фаренгейта на фунт.
  • Изучите формулу расчета удельной теплоемкости пищевых продуктов Cp = 4,180 x w + 1,711 x p + 1,928 x f + 1,547 x c + 0,908 x a — это уравнение для нахождения удельной теплоемкости, где «w» — процентное содержание воды в продукте, «p» — процентное содержание белков, «f» — процентное содержание жиров, «c» — процентное содержание углеводов и «a» — процентное содержание неорганических компонентов. Уравнение учитывает массовую долю (x) всех твердых веществ, которые составляют пищу. Расчет удельной теплоемкости приведен в кДж/(кг х K).

Нагревание и охлаждение

Эти два процесса знакомы каждому. Вот нам захотелось чайку, и мы ставим чайник, чтобы нагреть воду. Или ставим газировку в холодильник, чтобы охладить.

Логично предположить, что нагревание — это увеличение температуры, а охлаждение — ее уменьшение. Все, процесс понятен, едем дальше.

Но не тут-то было: температура меняется не «с потолка». Все завязано на таком понятии, как количество теплоты. При нагревании тело получает количество теплоты, а при нагревании — отдает.

  • Количество теплоты — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче.

Виу-виу-виу! Внимание!

Обнаружено новое непонятное слово — теплопередача.
Минуточку, давайте закончим с количеством теплоты.

В процессах нагревания и охлаждения формулы для количества теплоты выглядят так:

Нагревание

Q = cm(tконечная – tначальная)

Охлаждение

Q = cm(tначальная – tконечная)

Q — количество теплоты [Дж]

c — удельная теплоемкость вещества [Дж/кг*˚C]

m — масса [кг]

tконечная — конечная температура [˚C]

tначальная — начальная температура [˚C]

В этих формулах фигурирует и изменение температуры, о котором мы сказали выше, и удельная теплоемкость, речь о которой пойдет дальше.

А вот теперь поговорим о видах теплопередачи.

Краткая таблица удельной теплоемкости

Ниже представлена краткая таблица с самыми частоиспользуемыми веществами:

Вещество Коэф. теплоемкости (Дж/(кг*К))
Золото 129
Серебро 234
Медь 385
Железо 444
Сталь 460
Чугун 500
Гранит 770
Песок 835
Оконное стекло 840
Земля (сухая) 840
Соль поваренная 880
Асфальт 920
Кислород 920
Алюминий 930
Воздух (сухой) 1005
Бетон 1130
Бумага (сухая) 1340
Бензол 1420
Пластмасса 1900
Вода (пар при 100 °C) 2020
Вода (лед при 0 °C) 2060
Вода морская (3% соли) 3930
Вода 4183
Водород 14300

Удельная теплоемкость стали распространенных марок

В сводной таблице представлена удельная теплоемкость стали распространенных марок: углеродистых, низко- и высоколегированных сталей, а также чугуна при различной температуре.

Приведены значения средней удельной теплоемкости низколегированных сталей, углеродистых сталей при различных температурах, указана теплоемкость высоколегированных сталей с особыми свойствами в зависимости от температуры.

По данным таблицы видно, что значение удельной теплоемкости стали с ростом температуры увеличивается. Следует отметить, что теплоемкость стали при комнатной температуре находится в диапазоне от 440 до 550 Дж/(кг·град); удельная теплоемкость стали в таблице представлена в интервале температуры от 20 до 1000°С.

Удельная теплоемкость стали при различных температурах
Марка стали Температура, °С Теплоемкость стали, Дж/(кг·град)
02Х17Н11М2 20…400…600…800 470…560…610…650
02Х22Н5АМ3 20…100…200…300…400 480…500…530…550…590
03Х24Н6АМ3 (ЗИ130) 20…100…200…300…400 480…500…530…550…570
05ХН46МВБЧ (ДИ65) 100…200…300…400…500…600…700…800 445…465…480…490…500…510…515…520
06Х12Н3Д 100…200…300…400 523…544…577…594
07Х16Н6 (Х16Н6, ЭП288) 100…200…300…400…500…600…700 440…500…550…590…630…670…710
08 100…200…400…600 465…477…510…565
08кп 100…200…300…400…500…600…700…800…900 482…498…514…533…555…584…626…695…695
08Х13 (0Х13, ЭИ496) 20 462
08Х14МФ 20…100…200…300…400…500…600 460…473…502…540…574…682…754
08Х17Т (0Х17Т, ЭИ645) 20 462
08Х17Н13М2Т (0Х17Н13М2Т) 20 504
08Х18Н10 (0Х18Н10) 20 504
08Х18Н10Т (0Х18Н10Т, ЭИ914) 20…100…200…300…400…500…600…700 461…494…515…536…549…561…574…595
08ГДНФЛ 100…200…300…400…500…600…700…800…900 483…500…517…529…554…571…613…697…693
09Х14Н19В2БР1 (ЭИ726) 20 502
015Х18М2Б-ВИ (ЭП882-ВИ) 100…200…300…400 473…519…578…636
1Х14Н14В2М (ЭИ257) 20…100…200…300…400…500…600…700 461…486…515…536…544…557…590…624
4Х5МФ1С (ЭП572) 20…100…200…300…400…500…600…700…800 431…477…519…565…620…703…888…766…749
10 100…200…400…600 465…477…510…565
10кп 100…200…400…600 466…479…512…567
10Х12Н3М2ФА(Ш) (10Х12Н3М2ФА-А(Ш)) 100…200…300…400…500 510…538…562…588…627
10Х13Н3М1Л 20 495
10Х17Н13М2Т (Х17Н13М2Т, ЭИ448) 20 504
10Х17Н13М3Т (Х17Н13М3Т, ЭИ432) 20 504
10Х18Н9Л 100 504
10ГН2МФА, 10ГН2МФА-ВД, 10ГН2МФА-Ш 100…200…300…400 469…553…599…628
12МХ 20…200…300…400…500…600…700 498…519…569…595…653…733…888
12X1МФ (ЭИ575) 100…200…300…400…500…600…700…800 507…597…607…643…695…783…934…1025
12Х13 (1Х13) 20…100…200…300…400…500…600…700…800 473…487…506…527…554…586…636…657…666
12Х13Г12АС2Н2 (ДИ50) 100…200…300…400…500…600…700 523…559…602…613…648…668…690
12Х18Н9 (Х18Н9) 20 504
12Х18Н9Т (Х18Н9Т) 20…100…200…300…400…500…600…700…800 469…486…498…511…519…528…532…544…548
12Х18Н12Т (Х18Н12Т) 20…100…200…300…400…500…600…700 461…494…515…540…548…561…574…595
14Х17Н2 (1Х17Н2, ЭИ268) 20 462
15 100…200…400…500 469…481…523…569
15Г 100…300…500 496…538…592
15К 100…200…400…500 469…482…524…570
15кп 100…200…300…400…500…600…700…800 465…486…515…532…565…586…620…691
15Л 100…200…400…600 469…477…515…570
15Х2НМФА-А, 15Х2НМФА-А класс 1 100…200…300…400 490…515…540…569
15Х11МФБЛ (1Х11МФБЛ, Х11ЛА) 100…200…300…400…500…600 494…528…574…641…741…867
15Х25Т (Х25Т, ЭИ439) 20 462
15ХМ 100 486
17Х18Н9 20 504
18Х11МНФБ (2Х11МНФБ, ЭП291) 100…200…300…400…500…600 490…540…590…666…766…900
18ХГТ 100…200…300…400…500…600…700…800 495…508…525…537…567…588…626…705
20 100…200…400…500 469…481…536…569
20Г 100…200…400…500 469…481…536…569
20ГСЛ 100…200…400…500 469…482…536…569
20К 100…200…400…500 469…482…524…570
20Л 100…200…400…600 469…481…536…570
20кп 100…200…300…400…500…600…700…800…900 486…498…514…533…555…584…636…703…695
20ХМЛ 100…200…300…400…500 498…572…588…612…660
20ХМФЛ 100…200…300…400…500…600 498…574…590…615…666…741
20Х3МВФ (ЭИ415, ЭИ579) 100…200…300…400…500…600 502…561…611…657…716…754
20Х23Н13 (Х23Н13, ЭИ319) 20 538
20Х23Н18 (Х23Н18, ЭИ417) 20 538
20ХН3А 100…200…300…400…500…600…700…800 494…507…523…536…565…586…624…703
22К 100…200…400…500 469…481…519…569
25 100…200…400…500 469…482…524…570
25Л 100…200…400…600 469…481…519…570
25Х1МФ 20 461
25Х2М1Ф (ЭИ723) 100…200…300…400…500…600 536…574…607…632…674…733
25ХГСА 20…100…200…300…400…500…600…700 496…504…512…533…554…584…622…693
30 100…200…300…400…500 469…481…544…523…762
30Г 100…200…300…400…500 469…481…544…599…762
30Л 100…200…400…600 469…481…523…570
30Х13 (3Х13) 20…100…200…300…400…500…600…700…800 473…486…504…525…532…586…641…679…691
30ХГТ 100…200…300…400…500…600…700…800 495…508…525…537…567…588…626…705
30Х 20…100…200…300…400…500…600…700…800…900 482…496…513…532…555…583…620…703…687…678
30ХН2МФА (30ХН2МВА) 20…100…200…300…400 466…508…529…567…588
30ХН3А 100…200…300…400…500…600…
700…800…900…1000
494…504…518…536…558…587…
657…703…695…687
33ХС 20…100…200…300…400…500…600…700 466…508…529…563…599…622…634…664
35 100…200…400…500 469…482…524…570
35Л 100…200…400…600 469…481…523…574
35ХГСЛ 100…200…300…400…500…600…700…800…900 496…504…512…533…554…584…622…693…689
35ХМЛ 100…200…300…400…500…600…700…800…900 479…500…512…529…550…580…617…689…685
36Х18Н25С2 (4Х18Н25С2, ЭЯ3С) 20 515
40 100…200…300…400…600 469…481…519…523…574
40Г 100…200…400…600 486…481…490…574
40Л 100…200…400…600 469…481…523…574
40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ107) 300…400…500 532…561…586
40Х13 (4Х13) 20…100…200…300…400…500…600…700…800 452…477…502…528…553…578…620…666…691
40ХЛ 100…200…300…400…500…600…700…800…900 491…508…525…538…569…588…626…701…689
45 100…200…400…500 469…482…524…574
45Г2 100…200 444…427
45Л 100…200…400…600 469…481…523…569
45Х14Н14В2М (ЭИ69) 300…400…500…600 507…511…523…528
50 300…400…500 561…641…787
50Г 20…100…200…300…400…500…600…700 487…500…517…533…559…584…609…676
50Л 100…200…400…600 478…511…511…569
55 100…200…400…500 477…486…523…569
60 100…200…400…600 481…486…528…565
ХН35ВТ (ЭИ612) 100…200…300…400…500…600 511…544…569…590…595…595
ХН64ВМКЮТЛ (ЗМИ3) 20…100…200…300…400…500…600…
700…800…900…1000
430…450…470…490…515…540…565…
590…625…650…1008
ХН65ВКМБЮТЛ (ЭИ539ЛМУ) 20…100…200…300…400…500…600…
700…800…900…1000
424…436…480…493…505…518…548…
596…650…692…710
ХН65ВМТЮЛ (ЭИ893Л) 20…100…200…300…400…500…600…700…800 425…430…440…470…500…510…550…615…650
ХН65КМВЮТЛ (ЖС6К) 20…100…200…300…400…500…600…700…800…900 380…400…420…445…470…485…515…560…610…660
ХН70БДТ (ЭК59) 100…200…300…400 450…475…500…505
ХН70КВМЮТЛ (ЦНК17П) 20 440
ХН80ТБЮА (ЭИ607А) 100…200…300…400…500…600 494…547…607…678…749…829
Х15Н60-Н 20 460
Х20Н80-Н 20 460
Х23Ю5Т 20…800 480…750
Х27Ю5Т 20…800 500…690
А12 100…300…400…600 469…477…515…569
Р6М5 100…200…300…400…500…600…700 440…470…500…550…580…670…900
Р18 100…200…300…400…500…600…700 420…450…470…510…550…610…690
У8, У8А 20…100…200…300…400…500…600…700…800…900 477…511…528…548…565…594…624…724…724…703
У12, У12А 20…100…200…300…400…500…600…700…800…900 469…503…519…536…553…720…611…712…703…699

Виды теплопередачи

  • Теплопередача — это физический процесс передачи тепловой энергии от более нагретого тела к менее нагретому.

Здесь все совсем несложно, их всего три: теплопроводность, конвекция и излучение.

Теплопроводность

Тот вид теплопередачи, который можно охарактеризовать, как способность тел проводить энергию от более нагретого тела к менее нагретому.

Речь о том, чтобы передать тепло с помощью соприкосновения. Признавайтесь, грелись же когда-нибудь возле батареи. Если вы сидели к ней вплотную, то согрелись вы благодаря теплопроводности. Обниматься с котиком, у которого горячее пузо, тоже эффективно.

Порой мы немного перебарщиваем с возможностями этого эффекта, когда на пляже ложимся на горячий песок. Эффект есть, только не очень приятный. Ну а ледяная грелка на лбу дает обратный эффект — ваш лоб отдает тепло грелке.

Конвекция

Когда мы говорили о теплопроводности, мы приводили в пример батарею. Теплопроводность — это когда мы получаем тепло, прикоснувшись к батарее. Но все вещи в комнате к батарее не прикасаются, а комната греется. Здесь вступает конвекция.

Дело в том, что холодный воздух тяжелее горячего (холодный просто плотнее). Когда батарея нагревает некий объем воздуха, он тут же поднимается наверх, проходит вдоль потолка, успевает остыть и спуститься обратно вниз — к батарее, где снова нагревается. Таким образом, вся комната равномерно прогревается, потому что все более горячие потоки сменяют все менее холодные.

Конвекция

Излучение

Пляж мы уже упоминали, но речь шла только о горячем песочке. А вот тепло от солнышка — это излучение. В этом случае тепло передается через волны.

Если мы греемся у камина, то получаем тепло конвекцией или излучением?🤔

Обоими способами. То тепло, которое мы ощущаем непосредственно от камина (когда лицу горячо, если вы расположились слишком близко к камину) — это излучение. А вот прогревание комнаты в целом — это конвекция.

Об этой статье

Эту страницу просматривали 95 256 раз.

Дифференциальная сканирующая калориметрия

Удельная теплоемкость полистирола

Дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК) — универсальный метод, который применяется во многих научных, испытательных и производственных лабораториях. Этот метод основан на измерении теплового потока в образце, который нагревается, охлаждается или выдерживается в изотермических условиях (при постоянной температуре).

ДСК — распространенный метод определения удельной теплоемкости благодаря своей простоте, короткому циклу измерения и достижимой точности в пределах ± 2 % (в зависимости от варианта осуществления метода; см. следующий раздел).

Обычные приборы для ДСК позволяют выполнять измерения при температуре до 700 °C. Выше 700 °C можно получить хорошие результаты с помощью систем ТГА/ДСК МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.

На графике видно, что удельная теплоемкость полистирола в выбранном диапазоне линейно растет с увеличением температуры.

Стандарты

Сопоставимые данные можно получить, если придерживаться общепризнанных и повсеместно применяемых стандартных процедур. В этом случае гарантируется единообразие процессов производства и контроля качества. Соблюдение стандартов — лучший способ обеспечения достоверности результатов испытаний. В аналитической работе наличие стандарта может заменить валидацию метода, которая требуется для обеспечения качества, получения аккредитации или сертификата. Стандарты в области термического анализа разрабатывают многие национальные и международные организации, в том числе ISO, ASTM, DIN и CEN. При использовании метода ДСК удельная теплоемкость рассчитывается на основе анализа полученной кривой теплового потока. Процедура анализа и расчета описана в стандартах ISO 11357-1, ISO 11357-4, DIN 53765, DIN 51007-1 и ASTM E1269.

Таблица удельных теплоемкостей

Удельная теплоемкость — табличная величина. Часто ее указывают в условии задачи, но при отсутствии в условии — можно и нужно воспользоваться таблицей. Ниже приведена таблица удельных теплоемкостей для некоторых (многих) веществ.

Газы

C, Дж/(кг·К)

Азот N2

1051

Аммиак NH3

2244

Аргон Ar

523

Ацетилен C2H2

1683

Водород H2

14270

Воздух

1005

Гелий He

5296

Кислород O2

913

Криптон Kr

251

Ксенон Xe

159

Метан CH4

2483

Неон Ne

1038

Оксид азота N2O

913

Оксид азота NO

976

Оксид серы SO2

625

Оксид углерода CO

1043

Пропан C3H8

1863

Сероводород H2S

1026

Углекислый газ CO2

837

Хлор Cl

520

Этан C2H6

1729

Этилен C2H4

1528

Металлы и сплавы

C, Дж/(кг·К)

Алюминий Al

897

Бронза алюминиевая

420

Бронза оловянистая

380

Вольфрам W

134

Дюралюминий

880

Железо Fe

452

Золото Au

129

Константан

410

Латунь

378

Манганин

420

Медь Cu

383

Никель Ni

443

Нихром

460

Олово Sn

228

Платина Pt

133

Ртуть Hg

139

Свинец Pb

128

Серебро Ag

235

Сталь стержневая арматурная

482

Сталь углеродистая

468

Сталь хромистая

460

Титан Ti

520

Уран U

116

Цинк Zn

385

Чугун белый

540

Чугун серый

470

Жидкости

Cp, Дж/(кг·К)

Азотная кислота (100%-ная) NH3

1720

Бензин

2090

Вода

4182

Вода морская

3936

Водный раствор хлорида натрия (25%-ный)

3300

Глицерин

2430

Керосин

2085…2220

Масло подсолнечное рафинированное

1775

Молоко

3906

Нефть

2100

Парафин жидкий (при 50С)

3000

Серная кислота (100%-ная) H2SO4

1380

Скипидар

1800

Спирт метиловый (метанол)

2470

Спирт этиловый (этанол)

2470

Топливо дизельное (солярка)

2010

Задача

Какое твердое вещество массой 2 кг можно нагреть на 10 ˚C, сообщив ему количество теплоты, равное 7560 Дж?

Решение:

Используем формулу для нахождения удельной теплоемкости вещества:

c= Q/m(tконечная – tначальная)

Подставим значения из условия задачи:

c= 7560/2*10 = 7560/20 = 378 Дж/кг*˚C

Смотрим в таблицу удельных теплоемкостей для металлов и находим нужное значение.

Металлы и сплавы

C, Дж/(кг·К)

Алюминий Al

897

Бронза алюминиевая

420

Бронза оловянистая

380

Вольфрам W

134

Дюралюминий

880

Железо Fe

452

Золото Au

129

Константан

410

Латунь

378

Манганин

420

Медь Cu

383

Никель Ni

443

Нихром

460

Олово Sn

228

Платина Pt

133

Ртуть Hg

139

Свинец Pb

128

Серебро Ag

235

Сталь стержневая арматурная

482

Сталь углеродистая

468

Сталь хромистая

460

Титан Ti

520

Уран U

116

Цинк Zn

385

Чугун белый

540

Чугун серый

470

Ответ: латунь

Скачать

Основные данные
Номер по Госреестру 55174-13
Наименование Расходомеры газа тепловые
Модель MASS-VIEW
Год регистрации 2013
Методика поверки / информация о поверке МП РТ 1915-2013
Межповерочный интервал / Периодичность поверки 2 года
Страна-производитель Нидерланды
Информация о сертификате
Срок действия сертификата 10.10.2018
Тип сертификата (C — серия/E — партия) C
Дата протокола Приказ 1165 п. 06 от 10.10.2013
Производитель / Заявитель

, Нидерланды

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...