Физические свойства лития: плотность, теплопроводность, теплоемкость

Свойства лития, плотность лития, теплопроводность, теплоемкость

Представлены физические свойства лития Li в твердом и жидком состояниях при различных температурах (в интервале от минус 223 до 1227°С). Рассмотрены следующие свойства лития: плотность ρ, удельная теплоемкость Cp, кинематическая ν и динамическая μ вязкость, число Прандтля Pr, температуропроводность a и удельное сопротивление лития ρ.

Литий обладает наименьшей плотностью среди известных металловплотность лития при температуре 27°С равна 536 кг/м3. Этот щелочной металл почти в два раза легче воды и имеет плотность даже ниже, чем у таких органических растворителей, как ацетон и керосин. Плотность лития зависит от температуры — при нагревании литий расширяется и становится менее плотным. Необходимо отметить, что температура плавления лития составляет 180,7°С. При этой температуре плотность лития в расплавленном состоянии имеет величину 513,4 кг/м3.

Литий имеет наибольшую массовую удельную теплоемкость, по сравнению с другими металлами, поскольку имеет наименьшую плотность. Удельная теплоемкость лития при обычных температурах имеет величину 3390 Дж/(кг·град). Теплоемкость твердого лития при нагревании увеличивается. При плавлении лития не происходит существенного изменения его удельной теплоемкости — теплоемкость жидкого лития слабо зависит от температуры.

Такое физическое свойство лития, как теплопроводность, имеет относительно среднюю величину в ряду щелочных металлов — литий менее теплопроводный, чем натрий, однако имеет больший коэффициент теплопроводности, чем у калия. Теплопроводность лития при комнатной температуре составляет величину 85 Вт/(м·град). Теплопроводность лития в твердом состоянии снижается при нагревании и по достижении температуры плавления становится равной 42,8 Вт/(м·град). При последующем нагревании расплавленного лития его теплопроводность увеличивается.

Плотность лития, удельная теплоемкость и теплопроводность
t, °С -223 -173 -73 27 127 180,7
ρ, кг/м3 542 540 537 536,8 527,9 513,4
Cp, Дж/(кг·град) 1869 3105 3585 3974 4376
λ, Вт/(м·град) 105 92,2 86,7 78,9 42,8
t, °С 227 327 527 727 927 1227
ρ, кг/м3 513,6 503,4 483 462,6 442,2 411,5
Cp, Дж/(кг·град) 4332 4262 4181 4149 4154 4226
λ, Вт/(м·град) 44,4 47,9 54,4 59,9 64,9 69

Вязкость жидкого лития снижается при росте его температуры. Это справедливо, как для кинематической, так и для динамической вязкости этого металла. Например, нагрев расплава лития с 200 до 700°С приводит почти к двукратному снижению его вязкости — кинематическая вязкость уменьшается с 111·10-8 до 61,7·10-8 м2/с. Число Прандтля жидкого лития также снижается при нагревании.

Вязкость и число Прандтля жидкого лития
t, °С 200 300 400 500 600 700
ν·108, м2 111 92,7 81,7 74,3 66,8 61,7
μ·103, Па·с 0,572 0,468 0,404 0,359 0,316 0,287
Pr 0,0514 0,0425 0,0372 0,033 0,0298 0,0272

Температуропроводность лития при комнатной температуре составляет около 45·10-6 м2/с. Характерной особенностью твердого лития и других щелочных металлов является быстрое уменьшение температуропроводности с повышением температуры. Однако, температуропроводность лития в жидком состоянии увеличивается при нагревании.

Удельное электрическое сопротивление лития увеличивается при росте температуры во всем ее диапазоне. Это справедливо, как для твердого металла, так и для расплавленного.

Температуропроводность и удельное сопротивление лития
t, °С -223 -173 -73 27 127 180,7
a·106, м2 713 104 55,3 45,4 38,2 19,2
ρ·108, Ом·м 0,162 1,73 5,71 9,55 13,4 24,9
t, °С 227 327 527 727 927 1227
a·106, м2 20,3 22,7 27,1 31,1 34,7 39,6
ρ·108, Ом·м 26,3 29,3 34,7 39,7 44,6 53,2

Литий — металл с минимальной плотностью

Источники:

  1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
  2. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи.
Читайте также

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code

Подписаться, не комментируяВсе комментарии модерируются. Спам будет удален!