Физические свойства этана C2H6: плотность, вязкость, теплопроводность
Рассмотрены тепловые и физические свойства этана C2H6 в газообразном и сжиженном состояниях. Свойства этана представлены в виде таблиц при различных температурах.
Этан представляет собой органический газ, относящийся к газам метанового ряда, он входит в состав природного и нефтяного газов, содержится в нефти. В основном применяется в качестве сырья для синтеза этилена, каучука, бензина, а также спиртов и многих других органических веществ.
По своим физическим свойствам этан представляет собой газ с температурой кипения минус 88°С, без цвета и запаха, имеет молекулярную массу 30,07 и газовую постоянную 276,5 Дж/(кг·К).
Основные тепловые и некоторые физические свойства этана представлены в следующей таблице:
Свойство | Размерность | Значение |
---|---|---|
Молекулярная масса μ | — | 30,0694 |
Плотность газа при с. у. | кг/м3 | 1,342 |
Плотность жидкости при -180°С | кг/м3 | 648,8 |
Газовая постоянная R | Дж/(кг·К) | 276,507 |
Температура в тройной точке Tтр | °С | -182,802 |
Давление в тройной точке Ртр | МПа | 1,13·10-6 |
Температура кипения при 101325 Па | °С | -88,58 |
Критическая температура Ткр | °С | 32,18 |
Критическое давление, Ркр | МПа | 4,8714 |
Критический объем vкр | м3/кг | 4891·10-6 |
Теплота сублимации при 0°С | кДж/кг | 968,43 |
Коэффициент теплопроводности при с. у. | Вт/(м·К) | 0,018 |
Плотность этана
Плотность этана почти в два раза выше, чем плотность метана и при стандартных условиях (0°С и 105 Па) составляет 1,342 кг/м3. Наибольшую плотность газообразный этан имеет вблизи температуры кипения — она может достигать более двух килограмм на кубометр. Этан немногим тяжелее воздуха: плотность воздуха при стандартных условиях имеет значение 1,293 кг/м3.
Плотность этана, как и других газов, становится меньше при нагревании. Например, при температуре 300°С и нормальном атмосферном давлении она составляет всего 0,63 кг/м3.
В таблице представлены значения плотности этана газообразного при различных температурах в интервале от -88 до 427°С и нормальном атмосферном давлении (101325 Па).
T, К | t, °С | ρ, кг/м3 | T, К | t, °С | ρ, кг/м3 |
---|---|---|---|---|---|
185 | -88 | 2,03 | 440 | 167 | 0,82 |
190 | -83 | 1,97 | 450 | 177 | 0,81 |
200 | -73 | 1,86 | 460 | 187 | 0,79 |
210 | -63 | 1,76 | 470 | 197 | 0,77 |
220 | -53 | 1,68 | 480 | 207 | 0,75 |
230 | -43 | 1,6 | 490 | 217 | 0,74 |
240 | -33 | 1,53 | 500 | 227 | 0,72 |
250 | -23 | 1,47 | 510 | 237 | 0,71 |
260 | -13 | 1,41 | 520 | 247 | 0,7 |
270 | -3 | 1,35 | 530 | 257 | 0,68 |
273 | 0 | 1,34 | 540 | 267 | 0,67 |
280 | 7 | 1,3 | 550 | 277 | 0,66 |
290 | 17 | 1,26 | 560 | 287 | 0,65 |
300 | 27 | 1,21 | 570 | 297 | 0,63 |
310 | 37 | 1,17 | 580 | 307 | 0,62 |
320 | 47 | 1,14 | 590 | 317 | 0,61 |
330 | 57 | 1,1 | 600 | 327 | 0,6 |
340 | 67 | 1,07 | 610 | 337 | 0,59 |
350 | 77 | 1,04 | 620 | 347 | 0,58 |
360 | 87 | 1,01 | 630 | 357 | 0,57 |
370 | 97 | 0,98 | 640 | 367 | 0,57 |
380 | 107 | 0,96 | 650 | 377 | 0,56 |
390 | 117 | 0,93 | 660 | 387 | 0,55 |
400 | 127 | 0,91 | 670 | 397 | 0,54 |
410 | 137 | 0,88 | 680 | 407 | 0,53 |
420 | 147 | 0,86 | 690 | 417 | 0,52 |
430 | 157 | 0,84 | 700 | 427 | 0,52 |
Плотность сжиженного этана в температурном диапазоне -182…-93°С составляет от 549,7 до 652,4 кг/м3. Этан может находиться в жидком состоянии при температурах ниже минус 88°С. В этих условиях плотность этана может иметь значение до 652 кг/м3 (при температуре до -182°С). При нагревании плотность сжиженного этана, так же как и газообразного, — снижается.
T, К | t, °С | ρ, кг/м3 | T, К | t, °С | ρ, кг/м3 |
---|---|---|---|---|---|
91 | -182 | 652,4 | 135 | -138 | 602,8 |
92 | -181 | 650,4 | 140 | -133 | 597 |
95 | -178 | 645,7 | 145 | -128 | 591,4 |
100 | -173 | 640 | 150 | -123 | 585,6 |
105 | -168 | 635 | 155 | -118 | 579,8 |
110 | -163 | 630 | 160 | -113 | 573,9 |
115 | -158 | 624,8 | 165 | -108 | 568 |
120 | -153 | 619,5 | 170 | -103 | 562 |
125 | -148 | 614 | 175 | -98 | 555,9 |
130 | -143 | 608,5 | 180 | -93 | 549,7 |
Вязкость этана
В таблице приведены значения коэффициента динамической вязкости этана в газообразном и жидком состояниях в интервале температуры от -172 до 600 градусов Цельсия.
При стандартных условиях вязкость газа этана составляет 85,5·10-7 Па·с и при нагревании увеличивается. Однако сжиженный этан, как и многие другие жидкости, при росте температуры становится менее вязким.
Этан в жидком виде намного более вязкий, чем в газообразном состоянии. При температуре, например -100°С коэффициент динамической вязкости сжиженного C2H6 почти в 30 раза больше, чем газообразного.
t, °С | η·107, Па·с | t, °С | η·107, Па·с |
---|---|---|---|
Этан газообразный | |||
-100 | 55,2 | 100 | 115 |
-75 | 62,3 | 150 | 128 |
-50 | 70,3 | 200 | 141 |
-25 | 78 | 250 | 152,5 |
0 | 85,5 | 300 | 164 |
25 | 92,9 | 400 | 190 |
50 | 102 | 500 | 214 |
75 | 107 | 600 | 238 |
Этан сжиженный | |||
-172 | 8780 | -101 | 1750 |
-169 | 7870 | -87 | 1370 |
-167 | 7290 | -72 | 1140 |
-165 | 6750 | -58 | 970 |
-162 | 6240 | -43 | 900 |
-123 | 2710 | -30 | 820 |
-113 | 2360 | -3 | 670 |
-106 | 2070 | 15 | 550 |
Теплопроводность этана
Значения коэффициентов теплопроводности газообразного этана представлены в таблице в диапазоне температуры от -40 до 300°С. Теплопроводность этана при стандартных условиях ниже значения коэффициента теплопроводности метана и составляет 0,018 Вт/(м·град).
При нагревании коэффициент теплопроводности этана увеличивается и при температуре 300°С становится равным 0,0659 Вт/(м·град). По сравнению с воздухом при низких температурах этан является менее теплопроводным, но при нагревании выше 120°С становится лучшим проводником тепла.
t, °С | λ, Вт/(м·град) | t, °С | λ, Вт/(м·град) |
---|---|---|---|
-40 | 0,0138 | 140 | 0,0378 |
-20 | 0,0157 | 160 | 0,041 |
0 | 0,018 | 180 | 0,0443 |
20 | 0,0206 | 200 | 0,0477 |
40 | 0,0232 | 220 | 0,0511 |
60 | 0,0259 | 240 | 0,0547 |
80 | 0,0288 | 260 | 0,0584 |
100 | 0,0317 | 280 | 0,0621 |
120 | 0,0347 | 300 | 0,0659 |
Источники:
- Варгафтик Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей.
- Сычев В. В., Вассерман А. А. и др. Термодинамические свойства этана: ГСССД. М.: Издательство стандартов, 1982. — 304 с.