Удельная теплоемкость металлов

Значения удельной теплоемкости металловПредставлена таблица значений массовой удельной теплоемкости металлов при различных температурах и постоянном давлении. Теплоемкость металлов в таблице указана при отрицательных и положительных температурах (от -253 до 3422°С). Определить удельную теплоемкость металла можно как величину, численно равную количеству теплоты, которое необходимо подвести к единице массы металла для увеличения его температуры на один градус.

Какова удельная теплоемкость металла? При средних и высоких температурах абсолютные значения и температурные зависимости удельной теплоемкости металлов различаются достаточно сильно. Так, при комнатных температурах наибольшей удельной теплоемкостью отличается литий — она равна 3585 Дж/(кг·град). Также к металлам с высокой теплоемкостью при средних (до 350°С) температурах можно отнести такие металлы, как бериллий, алюминий, магний, натрий, плутоний. Наименьшим значением теплоемкости обладают металлы с высокой атомной массой, например торий и уран. Удельная теплоемкость этих металлов равна, соответственно 113 и 116 Дж/(кг·град). Несмотря на столь большой диапазон изменения этой величины, имеют место некоторые схожие значения, наиболее хорошо прослеживающиеся для металлов одной подгруппы, что является следствием периодической системы Менделеева.

Следует отметить, что при низких отрицательных температурах металлы также имеют широкий диапазон значений теплоемкости. Например, при температуре -173°С по данным таблицы минимальной теплоемкостью обладает вольфрам. Теплоемкость вольфрама при этой температуре равна всего 87 Дж/(кг·град). Металлом с самой высокой теплоемкостью при отрицательных температурах является все тот же литий, имеющий низкую атомную массу.

Зависимость удельной теплоемкости металлов от температуры различна. Наиболее сильную зависимость теплоемкости от температуры имеют плутоний и бериллий. Для многих металлов увеличение температуры приводит к постоянному росту их теплоемкости. У других металлов теплоемкость при нагревании увеличивается, а при достижении температуры плавления снижается или остается практически постоянной. Удельная теплоемкость металлов в жидком (расплавленном) состоянии практически не меняется.

Металлы в таблице расположены в алфавитном порядке, величина теплоемкости соответствует указанным температурам, допускается интерполяция значений. Например, удельную теплоемкость алюминия при температуре 90°С можно определить по таблице следующим образом: 904+(951-904)/(127-27)*90=946,3 Дж/(кг·град).

Удельная теплоемкость металлов при различных температурах — таблица
Металл Температура,°С Удельная теплоемкость,
Дж/(кг·град)
Алюминий Al -173…27…127…327…527…661…727…1127…1327 483…904…951…1037…1154…1177…1177…1177…1177
Барий Ba -173…27…127…327…527…729…927…1327 177…206…249…290…316…300…292…278
Бериллий Be -173…27…127…327…527…727…927…1127…1287…1327 203…1833…2179…2559…2825…3060…3281…3497…3329…3329
Ванадий V 27…127…327…527…727…927…1127…1527…1947 484…503…531…557…585…617…655…744…895
Висмут Bi 27…127…272…327…527…727 122…127…146…141…135…131
Вольфрам W -173…27…127…327…727…1127…1527…2127…2527…3127…3422 87…132…136…141…148…157…166…189…208…245…245
Гадолиний Gd 27…127…327…527…727…1127…1312 236…179…185…196…207…235…179
Галлий Ga -173…27…30…127…327…527…727 266…384…410…394…382…378…376
Гафний Hf 27…127…327…527…727…927…1127…1527…2127…2233 144…147…156…165…169…183…192…211…202…247
Гольмий Ho 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1470…1527 165…169…172…176…193…218…251…292…266…266
Диспрозий Dy 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1409…1527 173…172…174…188…210…230…274…296…307…307
Европий Eu 27…127…327…527…727…826…1127 179…184…200…217…250…251…251
Железо Fe -173…27…127…327…527…727…1127…1327…1537 216…450…490…572…678…990…639…670…830
Золото Au 27…127…327…527…727…927…1105…1127 129…131…135…140…145…155…170…166
Индий In -223…-173…27…127…157…327…527…727 162…203…235…250…256…245…240…237
Иридий Ir 27…127…327…527…727…927…1127…1327…2127…2450 130…133…138…144…153…161…168…176…206…218
Иттербий Yb 27…127…427…527…727…820…927 155…159…175…178…208…219…219
Иттрий Y 27…127…327…527…727…1127…1327…1522 298…305…321…338…355…389…406…477
Кадмий Cd 27…127…321…327…527 231…242…265…265…265
Калий K -173…-53…0…20…63…100…300…500…700 631…690…730…760…846…817…775…766…775
Кальций Ca -173…27…127…327…527…727…842…1127 500…647…670…758…843…991…774…774
Кобальт Co 27…127…327…527…727…1127…1327…1497…1727 421…451…504…551…628…800…650…688…688
Лантан La 27…127…327…527…727…920 195…197…200…218…238…236
Литий Li -187…20…100…300…500…800 2269…3390…3789…4237…4421…4572
Лютеций Lu 27…127…327…527…727…1127…1327…1650 153…153…156…163…173…207…229…274
Магний Mg -173…27…127…327…527…650…727…1127 648…1025…1070…1157…1240…1410…1391…1330
Марганец Mn -173…27…127…327…527…727…1127…1246…1327 271…478…517…581…622…685…789…838…838
Медь Cu 27…127…327…527…727…927…1085…1327 385…398…417…433…451…481…514…514
Молибден Mo 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2623 250…262…276…285…294…320…337…357…379…434…418
Мышьяк As -253…-233…-193…-123…-23…127…327…727 15…75…175…275…314…339…354…383
Натрий Na -173…-53…-13…20…100…300…500…700 977..1180…1200…1221…1385…1280…1270…1275
Неодим Nd 27…127…327…527…727…927…1024…1127 190…200…223…253…291…309…338…338
Нептуний Np 127 147
Никель Ni -173…-50…20…100…300…500…800…1000…1300…1455 423…442…457…470…502…530…565…580…586…735
Ниобий Nb 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…2127…2477 263…274…285…293…301…322…335…350…366…404…450
Олово Sn -173…27…127…232…327…527…727 187…229…244…248…242…236…235
Осмий Os 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927 130…132…136…140…144…152…156…160…164…168
Палладий Pd 27…127…327…527…727…927…1127…1527 244…249…256…264…277…291…306…343
Платина Pt 27…127…327…527…727…1127…1527…1772 133…136…141…147…152…163…174…178
Плутоний Pu 27…127…327…527…727 134…586…1500…2430…3340
Празеодим Pr 27…127…327…527…727…935 184…202…224…253…287…305
Радий Ra 950 136
Рений Re 27…127…327…527…727…927…1127…1327…1527…1927 136…139…145…151…157…163…168…174…180…192
Родий Rh 27…127…327…527…727…1127…1327…1727 243…253…273…293…311…342…355…376
Ртуть Hg -223…-173…-73…-39…27…127…227…327 99…121…136…141…139…137…136…135
Рубидий Rb -173…-73…20…40…127…327…527…727 299…321…356…364…361…356…359…368
Рутений Ru 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1927…2334 238…241…251…265…278…306…325…346…367…389…414
Самарий Sm 27…127…327…527…727…1078…1227 197…221…272…293…300…313…334
Свинец Pb -223…-173…-73..27…127…227…328…527…727 103…117…123…128…133…138…146…143…140
Серебро Ag 27…127…327…527…727…962…1127 235…239…250…256…277…310…310
Скандий Sc 27…127…327…527…727…1127…1541…1627 568…586…611…647…694…815…978…978
Стронций Sr -173…27…127…327…527…768…1127 268…306…314…343…377…411…411
Сурьма Sb -223…-173…27…127…327…527…630…927 100…163…209…213…224…234…275…275
Таллий Tl -173…27…127…303…727 120…129…134…149…141
Тантал Ta 27…127…327…527…727…1127…1527…2127…2327…2727…3022 140…144…150…154…157…160…162…177…187…219…243
Тербий Tb 27…127…327…527…727…1127…1357 182…179…189…207…226…272…292
Технеций Tc 27…127…327…527…727…1127…1327…2127…2200 210…211…225…256…290…324…318…297…290
Титан Ti 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1671…1727 531…556…605…637…647…664…729…800…989…989
Торий Th -173…27…127…327…527…727…1127…1327…1750…1927 98…113…117…124…132…140…155…163…198…198
Тулий Tm 27…127…327…527…727…1127…1327…1545 159…161…163…175…186…204…213…244
Уран U -173…27…127…327…527…727…842…1127 1135…1327…1927 93…116…125…146…175…178…161…161…201…203…209
Хром Cr 25…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1907 453…482…517…558…614…764…849…936…1020…962
Цезий Cs -173…27…29…127…327…527…727 194…244…246…241…226…219…225
Церий Ce 27…127…327…527…727…804…927 292…202…228…246…268…269…269
Цинк Zn 27…127…327…420…527…727 389…403…436…480…480…480
Цирконий Zr 27…127…327…527…727…1127…1327…1527…1727…1860 279…295…321…345…367…325…341…360…381…467
Эрбий Er 27…127…327…527…727…1127…1327…1505 168…169…174…181…192…220…238…231

Источники:

  1. Зиновьев В.Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах. Справочник.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
  3. Тепловые свойства металлов и сплавов. Справочник. Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. — Киев: Наукова думка, 1985. — 439 с.
Читайте также

Добавить комментарий

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

Подписаться, не комментируяВсе комментарии модерируются. Спам будет удален!