Плотность свинца, теплопроводность и удельная теплоемкость свинца Pb
В таблице приведены физические свойства свинца: плотность свинца d, удельная теплоемкость Cp, температуропроводность a, теплопроводность λ, удельное электрическое сопротивление ρ в зависимости от температуры (при отрицательных и положительных температурах — в интервале от -223 до 1000°С).
Плотность свинца зависит от температуры — при нагревании этого металла его плотность снижается. Уменьшение плотности свинца объясняется увеличением его объема при росте температуры. Плотность свинца равна 11340 кг/м3 при температуре 27°С. Это довольно высокая величина, сравнимая, например, с плотностью технеция Tc и тория Th.
Плотность свинца намного больше плотности таких металлов, как олово (7260 кг/м3), алюминий (2700 кг/м3), хром (7150 кг/м3) и других распространенных металлов. Однако свинец не самый тяжелый металл. Если, к примеру, положить кусочек свинца в чашку с ртутью или с расплавленным таллием Tl, то он будет плавать на их поверхности.
Свинец начинает плавиться при температуре 327,7°С. При переходе его в жидкое состояние плотность свинца снижается скачкообразно и при температуре 1000 К (727°С) плотность жидкого свинца составляет уже 10198 кг/м3.
Удельная теплоемкость свинца равна 127,5 Дж/(кг·град) при комнатной температуре и при нагревании его до температуры плавления — увеличивается. Например, удельная теплоемкость свинца при температуре 280°С составляет величину около 140 Дж/(кг·град). Теплоемкость свинца в жидком состоянии при нагревании, наоборот — уменьшается и при температуре более 1000 К также равна 140 Дж/(кг·град).
| t, °С → | -223 | -173 | -73 | 27 | 127 | 227 | 327 | 327,7 | 527 | 727 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| d, кг/м3 | — | 11531 | 11435 | 11340 | 11245 | 11152 | 11059 | 10686 | 10430 | 10198 |
| Cp, Дж/(кг·град) | 103 | 116,8 | 123,2 | 127,5 | 132,8 | 137,6 | 142,1 | 146,4 | 143,3 | 140,1 |
| λ, Вт/(м·град) | 43,6 | 39,2 | 36,5 | 35,1 | 34,1 | 32,9 | 31,6 | 15,5 | 19,0 | 21,4 |
| a·106, м2/с | 35,7 | 29,1 | 24,3 | 24,3 | 22,8 | 21,5 | 20,1 | 9,9 | 12,7 | 15,0 |
| ρ·108, Ом·м | 2,88 | 6,35 | 13,64 | 21,35 | 29,84 | 38,33 | 47,93 | 93,6 | 102,9 | 112,2 |
Среди множества распространенных металлов свинец обладает относительно невысокой удельной теплоемкостью при комнатной температуре. Для примера, теплоемкость стали равна 440…550, чугуна — 370…550, меди — 385, никеля — 444 Дж/(кг·град). Следует отметить, что теплоемкость тяжелых металлов в общем случае не высока. Отмечается такая зависимость: чем плотнее металл, тем ниже его удельная теплоемкость.
Температуропроводность твердого свинца при его нагревании уменьшается, а жидкого — увеличивается. Теплопроводность свинца равна 35,1 Вт/(м·град) при комнатной температуре. Свинец при нормальной температуре имеет довольно низкую теплопроводность — почти в 7 раз меньше теплопроводности алюминия и в 11 раз ниже теплопроводности меди. Зависимость теплопроводности свинца от температуры следующая: при его нагревании до температуры плавления теплопроводность свинца уменьшается, а теплопроводность жидкого свинца при повышении температуры — растет.
Источник:
В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.