Свойства алюминия: плотность, теплопроводность, теплоемкость Al
Теплопроводность и плотность алюминия
В таблице представлены теплофизические свойства алюминия Al в зависимости от температуры. Свойства алюминия даны в широком диапазоне температуры — от минус 223 до 1527°С (от 50 до 1800 К).
Как видно из таблицы, теплопроводность алюминия при комнатной температуре равна около 236 Вт/(м·град), что позволяет применять этот материал для изготовления радиаторов и различных теплоотводов.
Кроме алюминия, высокой теплопроводностью обладает также медь. У какого металла теплопроводность больше? Известно, что теплопроводность алюминия при средних и высоких температурах все-таки меньше, чем у меди, однако, при охлаждении до 50К, теплопроводность алюминия существенно возрастает и достигает значения 1350 Вт/(м·град). У меди же при такой низкой температуре значение теплопроводности становится ниже, чем у алюминия и составляет 1250 Вт/(м·град).
Алюминий начинает плавиться при температуре 933,61 К (около 660°С), при этом некоторые его свойства претерпевают значительные изменения.
Значения таких свойств, как температуропроводность, плотность алюминия и его теплопроводность значительно уменьшаются.
Плотность алюминия в основном определяется его температурой и имеет зависимость от агрегатного состояния этого металла. Например, при температуре 27°С плотность алюминия равна 2697 кг/м3, а при нагревании этого металла до температуры плавления (660°С), его плотность становится равной 2368 кг/м3. Снижение плотности алюминия с ростом температуры обусловлено его расширением при нагревании.
В таблице приведены следующие теплофизические свойства алюминия:
- плотность алюминия, г/см3;
- удельная (массовая) теплоемкость, Дж/(кг·град);
- коэффициент температуропроводности, м2/с;
- теплопроводность алюминия, Вт/(м·град);
- удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
- функция Лоренца.
Удельная теплоемкость алюминия
Удельная теплоемкость алюминия существенно зависит от температуры и при комнатной температуре составляет величину около 904 Дж/(кг·град), что значительно выше удельной (массовой) теплоемкости других распространенных металлов, например таких, как медь и железо.
Ниже приведена сравнительная таблица значений удельной теплоемкости этих металлов. Значения теплоемкости в таблице находятся в интервале температуры от -223 до 927°С.
По данным таблицы видно, что величина удельной теплоемкости алюминия значительно выше значения этого свойства у меди и железа, поэтому такое свойство алюминия, как возможность хорошо накапливать тепло, широко применяется в промышленности и теплотехнике, делая этот металл незаменимым.
| Теплоемкость металла, Дж/(кг·град) | |||
|---|---|---|---|
| t, °С | Алюминий Al | Медь Cu | Железо Fe |
| -173 | 483,6 | — | 216,1 |
| -73 | 800,2 | — | 385 |
| 27 | 903,7 | 385 | 450 |
| 127 | 951,3 | 397,7 | 491,1 |
| 227 | 991,8 | 408 | 530,7 |
| 327 | 1036,7 | 416,9 | 573,1 |
| 427 | 1090,2 | 425,1 | 619,9 |
| 527 | 1153,8 | 432,9 | 679,1 |
| 627 | 1228,2 | 441,7 | 772,8 |
| 727 | 1176,7 | 451,4 | 975,1 |
| 827 | 1176,7 | 464,3 | 794,1 |
| 927 | 1176,7 | 480,8 | 607,1 |
Источники: