Плотность платины и ее свойства в интервале от 25°С до температуры плавления
Плотность платины при температуре от 25 до 1769°С
Среди благородных металлов платина занимает особое место. Из сугубо драгоценного металла она превратилась в особенный промышленный материал, который по комплексу своих свойств может служить удобной основой для уникальных композиционных материалов.
По величине плотности платину можно отнести к группе самых тяжелых металлов. Плотность платины при 20°С составляет 21450 кг/м3, то есть выше, чем у таких тугоплавких металлов, как тантал (16600 кг/м3) и вольфрам (19300 кг/м3), и лишь немногим ниже, чем у самого «тяжелого» металла — осмия (22500 кг/м3).
Плотность платины, как и других металлов, зависит от температуры. При ее повышении плотность платины снижается и вблизи от температуры плавления становится равной 20320 кг/м3 (при 2000 К).
Температура плавления платины составляет 1769°С. Жидкая платина имеет еще меньшую плотность, по сравнению с металлом в твердом состоянии. Плотность платины в жидком состоянии при температуре плавления равна 19200 кг/м3.
| T, K | t, °С | ρ, кг/м3 | T, K | t, °С | ρ, кг/м3 |
|---|---|---|---|---|---|
| 298 | 25 | 21470 | 1000 | 727 | 21020 |
| 400 | 127 | 21410 | 1200 | 927 | 20880 |
| 500 | 227 | 21350 | 1400 | 1127 | 20740 |
| 600 | 327 | 21280 | 1600 | 1327 | 20600 |
| 700 | 427 | 21220 | 1800 | 1527 | 20460 |
| 800 | 527 | 21160 | 2000 | 1727 | 20320 |
| 900 | 627 | 21090 | 2042 | 1769 | 19200 |
Теплофизические свойства платины при различных температурах
Теплофизические свойства платины (удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, удельное электрическое сопротивление) представлены в таблице при различных температурах в интервале от 27 до 1769°С.
Удельная теплоемкость платины при комнатной температуре равна 132,6 Дж/(кг·град). Теплоемкость платины изучена достаточно хорошо — она в сильной мере зависит от чистоты этого драгоценного металла. Следует отметить, что при нагревании удельная теплоемкость платины возрастает. Теплоемкость жидкой платины при температуре плавления составляет 179 Дж/(кг·град).
Теплопроводность платины при 20°С имеет значение 69,7 Вт/(м·град). Это значение близко величине теплопроводности железа и некоторых марок углеродистой стали. С ростом температуры коэффициент теплопроводности платины возрастает и достигает максимума при температуре около 1400 К. При дальнейшем нагреве теплопроводность платины начинает снижаться.
Температуропроводность платины при 300 К равна 25,2·10-6 м2/с. При росте температуры коэффициент температуропроводности платины растет. Эта температурная зависимость имеет слабый максимум в области 1400 К с последующим снижением (подобно кривой теплопроводности).
Удельное электрическое сопротивление платины при 27°С составляет 10,81·10-8 Ом·м. Платина является стандартным термометрическим материалом, и зависимость ее удельного электросопротивления от температуры хорошо изучена — сопротивление платины монотонно увеличивается при нагревании.
| T, K | t, °С | Cp, Дж/(кг·град) | λ, Вт/(м·град) | a·106, м2/c | ρ·108, Ом·м |
|---|---|---|---|---|---|
| 300 | 27 | 132,6 | 71,7 | 25,2 | 10,81 |
| 400 | 127 | 135,8 | 71,8 | 24,7 | 14,6 |
| 500 | 227 | 138,4 | 72,6 | 24,5 | 18,23 |
| 600 | 327 | 141,2 | 73,3 | 24,4 | 21,85 |
| 700 | 427 | 143,8 | 74,5 | 24,4 | 25,28 |
| 800 | 527 | 146,6 | 75,7 | 24,4 | 28,7 |
| 900 | 627 | 148,7 | 77,4 | 24,6 | 31,9 |
| 1000 | 727 | 151,9 | 79,2 | 24,8 | 35,1 |
| 1200 | 927 | 157,3 | 85,4 | 26 | 40,89 |
| 1400 | 1127 | 162,9 | 89,9 | 26,6 | 46,69 |
| 1600 | 1327 | 168,3 | 89,1 | 25,7 | 51,8 |
| 1800 | 1527 | 173,6 | 86,7 | 24,4 | 56,52 |
| 2000 | 1727 | 179 | 81,5 | 22,2 | — |
| 2042 | 1769 | 178,1 | — | — | — |
Источники:
- Васильева Е. В. и др. Платина, ее сплавы и композиционные материалы. М.: Металлургия, 1980. — 289 с.
- Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.