Таблица -плотность и удельная теплоемкость нержавеющей стали

Таблица -плотность и удельная теплоемкость нержавеющей стали

Компрессоры

• Винтовые компрессоры
• Поршневые компрессоры
• Компрессоры 15-40 бар
• Бустеры
• Медицинские
• Бензиновые
• Масло компрессорное

Подготовка сжатого воздуха

• Осушители холодильные
• Осушители адсорбционные
• Фильтры
• Сменные элементы
• Сепараторы циклонные
• Блоки подготовки воздуха
• Аксессуары

Трубопроводы и ресиверы

• Ресиверы
• Трубопроводы из алюминия
• Соединители быстросъёмные
• Пневмо-шланги
  • Прямые
  • Спиральные
  • Катушки с пневмошлангом

Пневмоинструмент

• Гайковёрты ударные
• Гайковёрты храповые
• Шуруповёрты
• Дрели
• Шлиф-машинки
• Зачистные машинки
• Молотки отбойные

• Степлеры
• Пистолеты окрасочные
• Пескоструйные пистолеты
• Прессы для герметиков
• Обдувочные пистолеты
• Устройства для подкачки шин
• Аксессуары

Таблица значений плотности и теплоёмеости некоторых веществ.

Таблица значений плотности и теплоёмеости некоторых веществ.

В таблице приведёны значения плотности и теплоёмкость наиболее часто встречающихся веществ.

Таблица значений плотности и теплоёмеости некоторых веществ.

Вещество	Теплоёмкость, кДж/(кг* 0 С)	Плотность, кг/м 3
Вода	4,19	1000
Вино	3,89	970
Молоко	3,93	1018
Пиво	3,85	1010
Азот	1,051	1,25
Алюминий	0,92	2700
Аммиак	2,244	1,25
Аргон	0,523	1,784
Асбест	0,8	2400
Асбоцемент	0,96	1800
Асфальт	0,92	1400
Ацетилен	1,68	1,17
Ацетон	2,16	790
Базальт	0,84	2970
Бакелит	1,59	1280
Бензин	2,05	700
Бензин	2,02	877
Бензол (10 °C)	1,42	900
Бензол (40 °C)	1,77	880
Бетон	1	2200
Бумага сухая	1,34	1200
Вино	3,89	970
Вода	4,19	1000
Водород	14,27	0,09
Водяной пар при 100 °С	2,139	0,53
Воздух	1	1,293
Вольфрам	0,15	19300
Гелий	5,296	0,178
Гипс	1,09	2300
Глина	0,88	2400
Глицерин	2,66	1260
Глицерин	2,66	1263
Гранит	0,75	2700
Графит	0,84	2300
Гудрон	2,09	990
Деготь каменноугольный	2,09	960
Дерево (дуб)	2,4	700
Дерево (пихта)	2,7	500
Дерево (сосна)	2,7	520
ДСП	2,3	700
Железо	0,46	7800
Земля влажная	2	2000
Земля сухая	0,84	1600
Земля утрамбованная	3	2000
Зола	0,8	750
Золото	0,13	19300
Известь	0,84	700
Кальцит (известковый шпат)	0,8	2750
Каолин (белая глина)	0,88	2600
Керосин	2	850
Кирпич	0,85	1800
Кирпичная кладка	1	2000
Кислород	0,913	1,429
Кислота азотная концентрированая	3,1	1520
Кислота серная концентрированая	1,34	1830
Кислота соляная 17%	1,93	1070
Клей столярный	4,19	1200
Кожа	1,51	2650
Латунь	0,38	8500
Лед (0°С)	2,11	920
Лед (-10°С)	2,22	920
Лед (-20°С)	2,01	920
Лед (-60°С)	1,64	920
Лед сухой (СО2 твердый)	1,38	1970
Масло моторное	1,9	900
Масло оливкковое	1,84	890
Масло подсолнечное	1,84	890
Медь	0,38	8900
Молоко	3,93	1018
Морская вода 18°С , 0,5% раствор соли	4,1	1010
Морская вода 18°С , 3% раствор соли	3,93	1030
Морская вода 18°С , 6% раствор соли	3,78	1050
Мрамор	0,92	2700
Неон	0,9	1030
Нефть	1,9	800
Никель	0,5	8900
Олово	0,25	7300
Парафин	2,89	900
Пиво	3,85	1010
Полистирол	0,9	1050
Полиуретан	1,38	1200
Полихлорвинил/Поливинилхлорид	1,3	800
Полиэтилен	2,3	970
Пробка куском	2,05	240
Пропан	1,98	1860
Резина твердая	1,42	1300
Ртуть	0,13	13600
Свинец	0,13	11400
Сера ромбическая	0,71	2070
Серебро	0,25	10500
Сероводород	1,54	1020
Скипидар	1,8	860
Соль каменная	0,92	2300
Соль поваренная	0,88	2200
Спирт метиловый (метанол)	2,47	790
Спирт нашатырный	4,73	1000
Спирт этиловый (этанол)	2,39	790
Сталь	0,46	7800
Стекло оконное	0,67	2500
Тело человека	3,47	1050
Углекислый газ	0,837	1977
Уголь бурый (0-100 °С) 20% воды	2,09	1500
Уголь бурый (0-100 °С) 60% воды	3,14	1800
Уголь бурый (0-100 °С) в брикетах	1,51	1800
Уголь каменный (0-100 °С)	1,31	1600
Фарфор	0,8	2300
Хлор	0,52	3,214
Цинк	0,4	7100
Чугун	0,54	7400
Шифер	0,75	1800

ООО Энтексис (Enteksys.ru) — Официальный дистрибьютор
Schneider Airsystems, OMI Srl,
Parise Compressori, JOSVAL.

• О нас
• Каталог
• Информация
• Сервис
• Контакты
• 
• 
• 

©2012 ООО Энтексис | Тел.: +7 (495) 724-38-05

Статьи

Удельная теплоёмкость — это количество тепла, которое требуется затратить, чтобы нагреть 1 килограмм вещества на 1 градус по шкале Кельвина (или Цельсия).

Физическая размерность удельной теплоемкости: Дж/(кг·К) = Дж·кг -1 ·К -1 = м 2 ·с -2 ·К -1 .

В таблице приводятся в порядке возрастания значения удельной теплоемкости различных веществ, сплавов, растворов, смесей. Ссылки на источник данный приведены после таблицы.

При пользовании таблицей 1 следует учитывать приближенный характер данных. Для всех веществ удельная теплоемкость зависит от температуры и агрегатного состояния. У сложных объектов (смесей, композитных материалов, продуктов питания) удельная теплоемкость может значительно варьироваться для разных образцов.

Таблица 1. Теплоемкость чистых веществ

Источники:

• ru.wikipedia.org — Википедия: Удельная теплоемкость;
• alhimik.ru — средняя удельная теплоемкость некоторых твердых материалов при 0. 100 °С, кДж/(кг·К) по данным пособия «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» под ред. Романкова;
• school.uni-altai.ru — табличные значения наиболее распространенных жидкостей;
• school.uni-altai.ru — табличные значения наиболее распространенных твердых тел;
• dink.ru — удельная теплоемкость при 20 °С;
• mensh.ru — теплоаккумулирующая способность материалов;
• vactekh-holod.ru — удельная теплоемкость твердых веществ и некоторых жидкостей;
• xiron.ru — данные по теплоемкости пищевых продуктов;
• aircon.ru — теплоемкость всяких разных [пищевых] продуктов;
• masters.donntu.edu.ua — теплоемкость углей;
• nglib.ru — средняя удельная теплоемкость твердых тел при комнатной температуре — таблица в книге С.Д. Бескова «Технохимические расчеты» в электронной библиотеке «Нефть и газ» (требуется регистрация). Это наиболее подробный из доступных в интернете справочников.

Таблица 2. Удельная теплоемкость углеродистых сталей марок Сталь 20 и Сталь 40 при высоких температурах (Дж/(кг∙ºC)) От 50 ºC до заданной температуры

Удельная теплоемкость стали

Удельная теплоемкость стали распространенных марок

В сводной таблице представлена удельная теплоемкость стали распространенных марок: углеродистых, низко- и высоколегированных сталей, а также чугуна при различной температуре.

Приведены значения средней удельной теплоемкости низколегированных сталей, углеродистых сталей при различных температурах, указана теплоемкость высоколегированных сталей с особыми свойствами в зависимости от температуры.

По данным таблицы видно, что значение удельной теплоемкости стали с ростом температуры увеличивается. Следует отметить, что теплоемкость стали при комнатной температуре находится в диапазоне от 440 до 550 Дж/(кг·град); удельная теплоемкость стали в таблице представлена в интервале температуры от 20 до 1000°С.

Удельная теплоемкость стали при различных температурах

Марка стали	Температура, °С	Теплоемкость стали, Дж/(кг·град)
02Х17Н11М2	20…400…600…800	470…560…610…650
02Х22Н5АМ3	20…100…200…300…400	480…500…530…550…590
03Х24Н6АМ3 (ЗИ130)	20…100…200…300…400	480…500…530…550…570
05ХН46МВБЧ (ДИ65)	100…200…300…400…500…600…700…800	445…465…480…490…500…510…515…520
06Х12Н3Д	100…200…300…400	523…544…577…594
07Х16Н6 (Х16Н6, ЭП288)	100…200…300…400…500…600…700	440…500…550…590…630…670…710
08	100…200…400…600	465…477…510…565
08кп	100…200…300…400…500…600…700…800…900	482…498…514…533…555…584…626…695…695
08Х13 (0Х13, ЭИ496)	20	462
08Х14МФ	20…100…200…300…400…500…600	460…473…502…540…574…682…754
08Х17Т (0Х17Т, ЭИ645)	20	462
08Х17Н13М2Т (0Х17Н13М2Т)	20	504
08Х18Н10 (0Х18Н10)	20	504
08Х18Н10Т (0Х18Н10Т, ЭИ914)	20…100…200…300…400…500…600…700	461…494…515…536…549…561…574…595
08ГДНФЛ	100…200…300…400…500…600…700…800…900	483…500…517…529…554…571…613…697…693
09Х14Н19В2БР1 (ЭИ726)	20	502
015Х18М2Б-ВИ (ЭП882-ВИ)	100…200…300…400	473…519…578…636
1Х14Н14В2М (ЭИ257)	20…100…200…300…400…500…600…700	461…486…515…536…544…557…590…624
4Х5МФ1С (ЭП572)	20…100…200…300…400…500…600…700…800	431…477…519…565…620…703…888…766…749
10	100…200…400…600	465…477…510…565
10кп	100…200…400…600	466…479…512…567
10Х12Н3М2ФА(Ш) (10Х12Н3М2ФА-А(Ш))	100…200…300…400…500	510…538…562…588…627
10Х13Н3М1Л	20	495
10Х17Н13М2Т (Х17Н13М2Т, ЭИ448)	20	504
10Х17Н13М3Т (Х17Н13М3Т, ЭИ432)	20	504
10Х18Н9Л	100	504
10ГН2МФА, 10ГН2МФА-ВД, 10ГН2МФА-Ш	100…200…300…400	469…553…599…628
12МХ	20…200…300…400…500…600…700	498…519…569…595…653…733…888
12X1МФ (ЭИ575)	100…200…300…400…500…600…700…800	507…597…607…643…695…783…934…1025
12Х13 (1Х13)	20…100…200…300…400…500…600…700…800	473…487…506…527…554…586…636…657…666
12Х13Г12АС2Н2 (ДИ50)	100…200…300…400…500…600…700	523…559…602…613…648…668…690
12Х18Н9 (Х18Н9)	20	504
12Х18Н9Т (Х18Н9Т)	20…100…200…300…400…500…600…700…800	469…486…498…511…519…528…532…544…548
12Х18Н12Т (Х18Н12Т)	20…100…200…300…400…500…600…700	461…494…515…540…548…561…574…595
14Х17Н2 (1Х17Н2, ЭИ268)	20	462
15	100…200…400…500	469…481…523…569
15Г	100…300…500	496…538…592
15К	100…200…400…500	469…482…524…570
15кп	100…200…300…400…500…600…700…800	465…486…515…532…565…586…620…691
15Л	100…200…400…600	469…477…515…570
15Х2НМФА-А, 15Х2НМФА-А класс 1	100…200…300…400	490…515…540…569
15Х11МФБЛ (1Х11МФБЛ, Х11ЛА)	100…200…300…400…500…600	494…528…574…641…741…867
15Х25Т (Х25Т, ЭИ439)	20	462
15ХМ	100	486
17Х18Н9	20	504
18Х11МНФБ (2Х11МНФБ, ЭП291)	100…200…300…400…500…600	490…540…590…666…766…900
18ХГТ	100…200…300…400…500…600…700…800	495…508…525…537…567…588…626…705
20	100…200…400…500	469…481…536…569
20Г	100…200…400…500	469…481…536…569
20ГСЛ	100…200…400…500	469…482…536…569
20К	100…200…400…500	469…482…524…570
20Л	100…200…400…600	469…481…536…570
20кп	100…200…300…400…500…600…700…800…900	486…498…514…533…555…584…636…703…695
20ХМЛ	100…200…300…400…500	498…572…588…612…660
20ХМФЛ	100…200…300…400…500…600	498…574…590…615…666…741
20Х3МВФ (ЭИ415, ЭИ579)	100…200…300…400…500…600	502…561…611…657…716…754
20Х23Н13 (Х23Н13, ЭИ319)	20	538
20Х23Н18 (Х23Н18, ЭИ417)	20	538
20ХН3А	100…200…300…400…500…600…700…800	494…507…523…536…565…586…624…703
22К	100…200…400…500	469…481…519…569
25	100…200…400…500	469…482…524…570
25Л	100…200…400…600	469…481…519…570
25Х1МФ	20	461
25Х2М1Ф (ЭИ723)	100…200…300…400…500…600	536…574…607…632…674…733
25ХГСА	20…100…200…300…400…500…600…700	496…504…512…533…554…584…622…693
30	100…200…300…400…500	469…481…544…523…762
30Г	100…200…300…400…500	469…481…544…599…762
30Л	100…200…400…600	469…481…523…570
30Х13 (3Х13)	20…100…200…300…400…500…600…700…800	473…486…504…525…532…586…641…679…691
30ХГТ	100…200…300…400…500…600…700…800	495…508…525…537…567…588…626…705
30Х	20…100…200…300…400…500…600…700…800…900	482…496…513…532…555…583…620…703…687…678
30ХН2МФА (30ХН2МВА)	20…100…200…300…400	466…508…529…567…588
30ХН3А	100…200…300…400…500…600… 700…800…900…1000	494…504…518…536…558…587… 657…703…695…687
33ХС	20…100…200…300…400…500…600…700	466…508…529…563…599…622…634…664
35	100…200…400…500	469…482…524…570
35Л	100…200…400…600	469…481…523…574
35ХГСЛ	100…200…300…400…500…600…700…800…900	496…504…512…533…554…584…622…693…689
35ХМЛ	100…200…300…400…500…600…700…800…900	479…500…512…529…550…580…617…689…685
36Х18Н25С2 (4Х18Н25С2, ЭЯ3С)	20	515
40	100…200…300…400…600	469…481…519…523…574
40Г	100…200…400…600	486…481…490…574
40Л	100…200…400…600	469…481…523…574
40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ107)	300…400…500	532…561…586
40Х13 (4Х13)	20…100…200…300…400…500…600…700…800	452…477…502…528…553…578…620…666…691
40ХЛ	100…200…300…400…500…600…700…800…900	491…508…525…538…569…588…626…701…689
45	100…200…400…500	469…482…524…574
45Г2	100…200	444…427
45Л	100…200…400…600	469…481…523…569
45Х14Н14В2М (ЭИ69)	300…400…500…600	507…511…523…528
50	300…400…500	561…641…787
50Г	20…100…200…300…400…500…600…700	487…500…517…533…559…584…609…676
50Л	100…200…400…600	478…511…511…569
55	100…200…400…500	477…486…523…569
60	100…200…400…600	481…486…528…565
ХН35ВТ (ЭИ612)	100…200…300…400…500…600	511…544…569…590…595…595
ХН64ВМКЮТЛ (ЗМИ3)	20…100…200…300…400…500…600… 700…800…900…1000	430…450…470…490…515…540…565… 590…625…650…1008
ХН65ВКМБЮТЛ (ЭИ539ЛМУ)	20…100…200…300…400…500…600… 700…800…900…1000	424…436…480…493…505…518…548… 596…650…692…710
ХН65ВМТЮЛ (ЭИ893Л)	20…100…200…300…400…500…600…700…800	425…430…440…470…500…510…550…615…650
ХН65КМВЮТЛ (ЖС6К)	20…100…200…300…400…500…600…700…800…900	380…400…420…445…470…485…515…560…610…660
ХН70БДТ (ЭК59)	100…200…300…400	450…475…500…505
ХН70КВМЮТЛ (ЦНК17П)	20	440
ХН80ТБЮА (ЭИ607А)	100…200…300…400…500…600	494…547…607…678…749…829
Х15Н60-Н	20	460
Х20Н80-Н	20	460
Х23Ю5Т	20…800	480…750
Х27Ю5Т	20…800	500…690
А12	100…300…400…600	469…477…515…569
Р6М5	100…200…300…400…500…600…700	440…470…500…550…580…670…900
Р18	100…200…300…400…500…600…700	420…450…470…510…550…610…690
У8, У8А	20…100…200…300…400…500…600…700…800…900	477…511…528…548…565…594…624…724…724…703
У12, У12А	20…100…200…300…400…500…600…700…800…900	469…503…519…536…553…720…611…712…703…699

Средняя удельная теплоемкость высоколегированных сталей

В таблице даны значения массовой удельной теплоемкости высоколегированных сталей с особыми свойствами таких, как сталь Г13 и сталь Р18.
Теплоемкость сталей Г13 и Р18 приведена в размерности кДж/(кг·град) при температурах 50…1300°С.

Средняя удельная теплоемкость сталей низколегированных

В таблице представлены значения массовой удельной теплоемкости низколегированных сталей. Даны значения теплоемкости для следующих марок стали: сталь 30Х, 30Н3, 30ХН3, 30Г2, 50С2Г. Удельная теплоемкость сталей в таблице выражена в кДж/(кг·град) и указана в зависимости от температуры — в интервале от 50 до 1300°С.

Удельная теплоемкость углеродистых сталей и чугуна при различной температуре

В таблице приведены значения удельной (массовой) теплоемкости следующих углеродистых сталей и чугуна: сталь 08, ст.20, ст.35, ст.У8, сталь листовая электротехническая, чугун белый, чугун СЧ10. Теплоемкость представлена в таблице в интервале температуры от 80 до 1573 К в размерности кДж/(кг·град) .

Удельная теплоемкость легированных сталей при различной температуре

В таблице представлены значения массовой удельной теплоемкости стали следующих марок: сталь 15Л, 25Л, 45Л, 55Л, 13Н2ХА, Р18, 11Р3АМ3Ф2, Р6М5, 4Х13, 1Х12В2МФ, Х5М, 30ХМ, 30ХМА, 30ХГС, 30ХГСА, 1Х11МФ, 1Х12ВИМФ, 25Х2МФА, ХН35ВТ (ЭИ612, ЭИ612К), Х17Н13М2Т (ЭИ448), Х16Н25М6 (ЭИ395), Х22Н26, ВЖ100, ШХ15. Массовая теплоемкость легированных сталей в таблице выражена в кДж/(кг·град) в зависимости от температуры — в интервале от 300 до 1400К.

Средняя удельная теплоемкость углеродистых сталей

В таблице представлены значения массовой теплоемкости железа и следующих углеродистых сталей: сталь 08КП, ст. 08, сталь 20, 40, сталь У8, У8′, у12. Массовая удельная теплоемкость углеродистых сталей в таблице дана в размерности кДж/(кг·град) в интервале температуры от 50 до 1300°С.

Источники:

1. Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
2. Казанцев Е. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования.
3. Марочник сталей и сплавов. 2-е изд., доп. и испр. А. С. Зубченко, М. М. Колосков, Ю. В. Каширский и др. Под общей ред. А. С. Зубченко — М.: Машиностроение, 2003. 784 с.

Удельный вес нержавеющей стали, вес 1 м3 нержавеющей стали, плотность пластика и таблица значений

Нержавеющая сталь представляет собой легированную сталь, устойчивую к коррозии в агрессивной среде и атмосфере. Данный тип стали делиться на три группы: коррозионностойкие, жаропрочные и жаростойкие. Эти группы специально разделены для решения определенных задач.

Так, коррозионностойкие стали применяются там, где необходима высокая стойкость материалов к коррозии, как в бытовых условиях, так и в промышленных работах. Жаростойкие стали применяются в ситуациях, когда необходима хорошая устойчивость материала к коррозии под воздействием высоких температур, например, на химических заводах. Жаропрочные стали – там, где необходима высокая прочность к механическому воздействию при высоких температурах.

При работе с нержавеющей сталью крайне важно знать показатель качества. Помочь определиться с этим параметром поможет такая характеристика, как удельный вес нержавеющей стали.

Таблица удельного веса нержавеющей стали

Ниже представлена таблица значений, которая поможет провести все необходимые расчеты при работе с нержавеющей сталью в том числе и вес нержавеющей стали.

Удельный вес и вес 1 м3 нержавеющей стали в зависимости от единиц измерения

Материал	Удельный вес (г/см3)	Вес 1 м3 (кг)
Нержавеющая сталь	От 7,65 до 7,950	От 7650 до 7950

Расчеты удельного веса

Для того чтобы провести все необходимые расчеты, необходимо определиться с самым понятием этой характеристики. Итак, удельным весом называют соотношение веса к объему искомого материала или вещества. Расчеты проводятся по следующей формуле: y=p*g, где y – удельный вес, p – плотность, g – ускорение свободного падения, которое в обычных случаях является константой и равняется 9,81 м/с*с. Измеряется результат в Ньютонах, поделенных на кубический метр (Н/м3). Для перевода в систему СИ, результат умножают на 0,102.

Плотностью называют значение массы необходимого материала или вещества, измеряемое в килограммах, которое помещается в кубическом метре. Является очень неоднозначной величиной, которая зависит от множества факторов. Например, температуры. Итак, плотность нержавеющей стали составляет 7950 кг/м3.

Удельная теплоёмкость

Уде́льная теплоёмкость — отношение теплоёмкости к массе, теплоёмкость единичной массы вещества (разная для различных веществ); физическая величина, численно равная количеству теплоты, которое необходимо передать единичной массе данного вещества для того, чтобы его температура изменилась на единицу. [1] .

В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоёмкость измеряется в джоулях на килограмм на кельвин, Дж/(кг·К) [2] . Иногда используются и внесистемные единицы: калория/(кг·°C) и т. д.

Удельная теплоёмкость обычно обозначается буквами c или С , часто с индексами.

На значение удельной теплоёмкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. К примеру, измерение удельной теплоёмкости воды даст разные результаты при 20 °C и 60 °C. Кроме того, удельная теплоёмкость зависит от того, каким образом позволено изменяться термодинамическим параметрам вещества (давлению, объёму и т. д.); например, удельная теплоёмкость при постоянном давлении ( C_P ) и при постоянном объёме ( C_V ), вообще говоря, различны.

Формула расчёта удельной теплоёмкости:

c = Q m Δ T , >,> где c — удельная теплоёмкость, Q — количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении), m — масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества, ΔT — разность конечной и начальной температур вещества.

Удельная теплоёмкость может зависеть (и в принципе, строго говоря, всегда, более или менее сильно, зависит) от температуры, поэтому более корректной является следующая формула с малыми (формально бесконечно малыми) δ T и δ Q :

c ( T ) = 1 m ( δ Q δ T ) . >left(>right).>

Содержание

• 1 Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ
• 2 См. также
• 3 Примечания
• 4 Литература

Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ

Приведены значения удельной теплоёмкости при постоянном давлении ( C_p ).

2 подразделения удельной теплоемкости стали с учетом марок

Удельная теплоемкость стали: физическое обоснование термина «теплоемкость» + классификация стали + удельная теплоёмкость высоколегированных сплавов с особыми свойствами + 4 таблицы со значениями популярных марок стали в производстве.

Физика не всегда сродни прямолинейной логике. Если человек поставит на печку пустую металлическую емкость, она нагреется за 1 минуту.

В предположении, при наполнении ёмкости водой, ее скорость нагрева должна быть равна скорости нагрева стенок сосуда, но это не так. Хозяйки знают, что вне зависимости от скорости нагрева кастрюли, вода в ней будет повышать свою температуру постепенно.

Подобная зависимость обусловлена удельной теплоемкостью стали и других веществ. В сегодняшней статье как раз и будет рассмотрен данный вопрос через призму физических процессов и промышленного применения.

Что такое удельная теплоемкость стали и других материалов: терминология + расчётные особенности

Простой эксперимент выше четко дает понять, что у каждого химического элемента имеется собственный физический показатель, именуемый удельной теплоемкостью. В рамках нашего сайта вопрос рассматривается для стали и ее сплавов, ибо в черной/цветной металлургии оговоренный параметр крайне важен. Давайте рассмотрим термин «удельная теплоемкость» и особенность стали поподробнее.

1) Понятие удельной теплоемкости

Термин состоит из 2 слов – удельная и теплоемкость. Для простоты усвоения полного, разберем частное. Теплоемкостью называют количество поглощаемой теплоты при нагревании на температуру в 1 кельвин.

Более точное определение дается в учебнике 8 класса – физическая величина, просчитывающаяся как отношение количества теплоты в бесконечно малой смене температуры, к показателю этого изменения.

Теперь перейдём к удельной теплоемкости. В международной системе единиц величина представляется как заглавная/прописная латинская «С» , а единица измерения величины одна из двух – Джоули на килограммы, перемноженные на кельвины (Дж/(кг•К), или калории, деленные на килограммы, умноженные на градусы Цельсия (калория/(кг•°C). Второй вариант относится к одному из многих вариантов внесистемных единиц.

Важно: удельная теплоемкость напрямую зависит от значения температуры, а потому, в науке более точным считается формула со значениями, которые формально бесконечно малы.

В промышленности удельная теплоемкость с предельно минимальными значениями почти не используется поэтому в дальнейшем будет рассмотрена исключительно классическая формулировка формулы расчёта.

2) Что такое сталь: особенности материала + классификация

Преимущества стали	Недостатки материала
Материал с высокими показателями прочности + обилие свойств, что обуславливается различными добавками и способами обработки стали.	Слабая стойкость классической стали к коррозии. Частично решает проблему покрытие нержавейкой/полимером. Нержавеющая сталь в 3-10 раз дороже своего «черного» собрата.
Хорошая вязкость с упругостью, что позволяет применять материал в местах как с динамическими, так и статическими нагрузками.	Из-за накопления электричества повышается электромеханическая коррозия.
Низкий показатель износостойкости, что обеспечивает материалу эксплуатационную долговечность.	Конструкции из стали имеют большой вес, что может усложнить монтаж/демонтаж и даже эксплуатацию.
Экономически обоснованный вариант сырья, ибо добыча железа по себестоимости в десятки раз ниже, нежели другие типы металлов периодической системы.	Мельчайшие неточности в многоэтапном процессе изготовления стали оборачиваются фатальными провалами в качестве итоговой продукции.

Благодаря простоте сгибания, нарезания и сварки, стальные конструкции, часто используемые не только в промышленных масштабах, но и в домашнем хозяйстве. В зависимости от способа производства, свойства сплава могут варьироваться очень сильно. И удельной теплоемкости это касается, в том числе.

Параметр	Компоненты + описание
По химическому составу	Углеродистые . Легирующим элементом выступает углерод. В зависимости от его доли в сплаве, идет подразделение на малоуглеродистые (менее 0.3%), среднеуглеродистые (от 0.3% до 0.8%) и высокоуглеродистые (более 0.7%).
	Легированные . Здесь также 3 подгруппы в зависимости от долевого вхождения примесей – меньше 2.5%, от 2.5% до 10%, и более 10%. Низко-, средне-, и высоколегированные соответственно. Добавками могут быть как металлы, так и неметаллические вещества. Самая популярная из легированных сталей – нержавейка.
По структурному составу	Перлитная . Разновидности стали с низким содержанием углерода.
	Мартенситные . В сплаве большое количество примесей.
	Аустенитная. Высоколегированная сталь.
По раскислителю	Спокойная . В сплаве не содержится закись железа, что делает металл однородным и стабильным. Используется не часто из-за дороговизны производства.
	Полуспокойная . Твердеет без кипения, но сопутствующие газы выделяются + часть из них остается в сплаве и после отвердевания. Сталь используется в конструкционных целях.
	Кипящая . С содержанием газов в остывшем материале. Из-за этого слабо пригоден к сварке. По технологии изготовления – это самый дешевый вариант, потому используется для большинства простых конструкций.
По назначению	Строительная . Обычные и низколегированные разновидности стали с хорошими показателями свариваемости. Используются в конструкциях с высокими статическими нагрузками.
	Инструментальная. Относят стали с высоким содержанием углерода и сторонних примесей (более 20%). В категории имеется классификация на штампованные, измерительные и режущие.
	Конструкционные . Сплавы имеют незначительное содержание марганца. Основная область применения – узловые элементы конструкций. Из-за необходимости разнообразия в свойствах, в категории популярные среднелегированные стали.
	Специальные . По сути, это специфические разновидности конструкционных сталей. Специализированное назначение – устойчивость к жару, кислоте и другим агрессивным средам.
По примесям	Рядовые . Содержание серы и фосфора не более 7 сотых процента.
	Качественные . Долевое содержание серы меньше 0.04% и фосфора меньше 0.35%. По изготовлению обходятся дороже, но в отношении механических свойств – куда лучше.
	Высококачественные . Долевое содержание серы и фосфора менее 0.025%. Технология изготовления – электрические печи, где требуется низкое вкрапление неметаллических примесей.
	Особовысококачественные . Элита среди стали. Процентное содержание серы менее 0.015%, а фосфора менее 0.025%.

Вдаваться в тонкости производства не будем, но вы должны понимать, что удельная теплоемкость марки стали напрямую зависит от методов ее производства. В 2020 году выделяют 4 метода изготовления стальных сплавов – мартеновский, кислотно-конвертерный, электроплавильный и прямой. По своей сути, производство стальных сплавов – это переработка чугуна с отжиганием излишних примесей и введением легирующих компонентов. И чем дороже сырье/технология, тем лучше результат.

Какова удельная теплоемкость стали различных марок?

Первая из таблиц самая объемная, но также информативная. Имеется 3 столбца – марка стали, температура в Цельсиях и теплоемкость стали в Джоулях/килограмм*градусы. При просмотре данных легко заметить закономерность пропорционального роста удельной теплоёмкости в зависимости от показателей термометра. При комнатной температуре значение удельной теплоемкости стали находится в пределах 420-560 Дж/(кг•град).

1) Удельная теплоемкость высоколегированных сталей с особыми свойствами

К основным свойствам стали Г13 относят высокое сопротивление износу при давлении и ударных нагрузках, что сделало материал одним из базовых в военной промышленности. Гусеничные траки, дробильные щеки, крестовины рельсов и даже решетки в тюрьмах – все это производится из марки стали Г13.

Марка Р18 относится к быстрорежущей инструментальной стали + используется как заменитель Р12. Наибольшее распространение сплав приобрел в разработке инструментов – сверла, фрезы, долбяки, метчики, зенкера и протяжки по обработке конструкционных сталей с прочностью до 1000 МПа.

В таблице выше предоставлен температурный интервал от 50 до 1 300 градусов Цельсия с шагом деления в 50. Максимальное допустимое колебание удельной теплоемкости на оговорённых промежутках составит не более 0.2%.

Описание понятия теплоемкости вещества доступным языком с практическими примерами:

2) Удельная теплоемкость других популярных марок стали

Теперь пробежимся по различным классификаторам марок стали, и начнем с низколегированных. Данные в таблице ниже поданы из расчета на 5 марок – 30Х, 30Н3, 30ХН3, 30Г2 и 50С2Г. Интервал скачков температуры составляет 50 градусов.

Следующим в списке расположены значения по удельной теплоемкости чугуна и среднеуглеродистых марок стали. Температурный интервал не имеет четкой градации, а рассчитывается как среднее значение в Кельвинах. По чугуну представлено 2 популярнейших промышленных марки – СЧ10 и чугун белый.

Если говорить о среднелегированных марках стали, то здесь представлено порядка 30 представителей, широко распространенных в бытовых вопросах и легкой стальной промышленности. Температура подается в кельвинах + с точными значениями для каждой марки стали.

Завершает наш перечень значений удельной теплоемкости таблица из популярных углеродистых сталей из 7 марок + чистого железа с чистотой 99.99%. Интервальные скачки по температуре стандартный – 50 градусов. Температурная единица измерения – градусы Цельсия.

Оговоренные таблицы берутся из специализированной литературы по металлургии. Хотя книги и не отличаются свежестью (большинство еще советских времен), их достоверность данных в отношении удельной теплоемкости стали крайне высока.

Плотность нержавеющей стали – отечественные марки и стандарт AISI

Плотность нержавеющей стали, как и других металлов, а также материалов и веществ – характеристика, о существовании которой многие и не подозревают, давно забыв почти все, что изучали на уроках физики в школе. Между тем всем, кому необходимо знать точный вес металлопроката из высоколегированных сплавов, без этого параметра никак не обойтись.

1 Что такое плотность и зачем ее знать для нержавеющих и других сталей?

Плотность (P) – это физическая величина, которая определяется для однородного материала либо вещества их массой (в г, кг или т) в единице объема (1 мм 3 , 1 см 3 или 1 м 3 ). То есть вычисляется делением массы на объем, в котором она заключена. В результате получается некая величина, которая для каждого материала и вещества имеет свое значение, изменяющееся в зависимости от температуры. Плотность еще называют удельной массой. Оперируя этим термином, проще понять суть данной характеристики. То есть это масса, которой обладает единица объема материала либо вещества.

И для вычисления теоретического (расчетного номинального) веса 1 погонного или квадратного метра какой-либо металлопродукции используют именно эту физическую величину – плотность, разумеется, для соответствующего металла. А во всех ГОСТах сортамента, где приводятся основные характеристики проката, после таблиц, в которых перечислены теоретические массы 1 погонного или квадратного метра изделий разных типоразмеров, обязательно указывается, какое именно значение плотности бралось при расчете. Зачем и когда нужно выяснять вес 1 метра металлопродукции, знают все, кому это надо. Этот параметр используют для вычисления общей массы одного изделия либо целой партии по их суммарной длине либо площади. А вот зачем и когда нужно знать плотность стали, в частности нержавеющей?

Дело в том, что для всех видов металлопродукции теоретическая масса 1 метра, приведенная в ГОСТах и справочниках, рассчитана была с использованием того или иного среднего значения плотности. Для стального проката чаще всего встречается указание на величину в 7850 кг/м 3 или 7,85 г/см 3 , что одно и то же. А фактическая P стали в зависимости от использованного для производства изделия сплава может варьироваться в пределах от 7600 до 8800 кг/м 3 .

При желании нетрудно подсчитать, какая будет погрешность в случае выполнения расчета массы уголка (либо изделия иного вида стального проката), изготовленного не из углеродистой или другой стали с плотностью 7850 кг/м 3 , а из другого более тяжелого (например, стали 12Х18Н10Т) либо легкого сплава. Для небольших объемов проката, и когда не требуется точное определение веса, разница будет несущественна. То есть приблизительный расчет общей массы металлопродукции на основе табличных данных из ГОСТа об весе ее 1 метра будет оправдан. К тому же, при отгрузке, как правило, делают взвешивание, чтобы определить фактический вес изделий для точности взаиморасчетов между поставщиком и покупателем.

Но нередко необходимо знать точный, пусть и теоретический, вес еще на стадии оформления заказа на поставку проката, а для конструкторских и проектных расчетов это является обязательным условием. Именно в таких случаях выясняют плотность для сплава, из которого изготовляется металлоизделие, а затем на основе этих данных делают корректировку взятой из ГОСТа массы его 1 метра. И только потом рассчитывают общий вес проката. Как корректировать вес 1 метра, рассмотрено ниже.

2 Как рассчитать P или выполнить корректировку массы 1 метра?

Зачем рассчитывать плотность металлопроката? Скорее всего, это никогда не понадобится. Однако могут возникнуть обстоятельства, когда расчет плотности может оказаться единственным быстрым доступным способом, позволяющем приблизительно определить, к какой группе сплавов (марок сталей) относится металл, из которого изготовлено интересующее не промаркированное изделие. В соответствии с вышеприведенным определением плотности расчет ее для сплава того или иного проката достаточно прост. Надо его массу разделить на объем. Первую величину определяем взвешиванием, а вторую рассчитываем после обмера всех необходимых размеров изделия.

Выполнить корректировку взятой из таблиц ГОСТов либо справочников теоретической массы 1 метра проката тоже достаточно просто. Необходимо ее разделить на плотность, которая указана в используемом стандарте или справочном пособии обычно перед таблицами с типоразмерами изделия или после них. Как правило, там так и написано, что плотность металла принята равной такой-то величине. Затем умножаем полученное значение на фактическую P сплава, из которого изготовлено интересующее изделие.

Также для корректировки можно использовать переводной коэффициент, полученный делением фактической плотности на использованную для расчета теоретического веса 1 метра.

Он приводится в ряде ГОСТов и справочников для некоторых марок сплавов. В этом случае достаточно будет взятую из стандарта теоретическую массу умножить на этот коэффициент. Однако надо иметь ввиду, что такая корректировка будет менее точная, чем при использовании предыдущего способа, так как коэффициенты приблизительные за счет округления до сотых долей.

3 Плотность 12Х18Н10Т и ряда других распространенных нержавеющих сталей

Плотность стали 12Х18Н10Т и некоторых других наиболее распространенных нержавеющих сплавов указана в приведенных ниже таблицах. В последней графе таблиц приблизительный коэффициент относительно плотности в 7850 кг/м 3 (7,85 г/см 3 ).

Таблица 1. Плотность отечественных марок нержавейки

Марка нержавеющего сплава

Плотность p, кг/м 3 (г/см 3 , кг/дм 3 )

Коэффициент K, равный p/7850 (ρ/7,85)

Теплоаккумулирующая способность материалов

• Теплоаккумуляторы

Теплоаккумулирующая способность материалов, то есть способность материала удерживать тепло, оценивается удельной теплоемкостью, т.е. количеством тепла (в кДж), необходимым для повышения температуры одного килограмма материала на один градус. Например, вода имеет удельную теплоемкость, равную 4,19 кДж/(кг*K). Это значит, например, что для повышения температуры 1 кг воды на 1°K требуется 4,19 кДж.

Таблица 1. Сравнение некоторых теплоаккумулирующих материалов

Ма­те­ри­ал	Плот­ность, кг/м 3	Теп­ло­ем­кость, кДж/(кг*K)	Ко­эф­фи­ци­ент те­пло­про­вод­нос­ти, Вт/(м*K)	Мас­са ТАМ для те­пло­ак­ку­му­ли­ро­ва­ния 1 ГДж те­пло­ты при Δ= 20 K, кг	От­но­си­тель­ная мас­са ТАМ по от­но­ше­нию к мас­се во­ды, кг/кг	Объем ТАМ для те­пло­ак­ку­му­ли­ро­ва­ния 1 ГДж те­пло­ты при Δ= 20 K, м 3	От­но­си­тель­ный объем ТАМ по от­но­ше­нию к объему во­ды, м 3 /м 3
Гранит, галька	1600	0,84	0,45	59500	5	49,6*	4,2
Вода	1000	4,2	0,6	11900	1	11,9	1
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)*	14600 т 1300 ж	1,92 т 3,26 ж	1,85 т 1,714 ж	3300	0,28	2,26	0,19
Парафин*	786 т	2,89 т	0,498 т	3750	0,32	4,77	0,4

Для водонагревательных установок и жидкостных систем отопления лучше всего в качестве теплоаккумулирующего материала применять воду, а для воздушных гелиосистем — гальку, гравий и т.п. Следует иметь в виду, что галечный теплоаккумулятор при одинаковой теплоаккумулирующей способности по сравнению с водяным теплоаккумулятором имеет в 3 раза больший объем и занимает в 1,6 раза большую площадь. Например, водяной теплоаккумулятор диаметром 1,5 м и высотой 1,4 м имеет объем 4,3 м 3 , в то время как галечный теплоаккумулятор в форме куба со стороной 2,4 м имеет объем 13,8 м 3 .

Плотность аккумулирования теплоты в значительной степени зависит от метода аккумулирования и рода теплоаккумулирующего материала. Она может быть аккумулирована в химически связанном виде в топливе. При этом плотность аккумулирования соответствует теплоте сгорания, кВт*ч/кг:

• нефть — 11,3;
• уголь (условное топливо) — 8,1;
• водород — 33,6;
• древесина — 4,2.

При термохимическом аккумулировании теплоты в цеолите (процессы адсорбции — десорбции) может аккумулироваться 286 Вт*ч/кг теплоты при разности температур 55°C. Плотность аккумулирования теплоты в твердых материалах (скальная порода, галька, гранит, бетон, кирпич) при разности температур 60°C составляет 14 17 Вт*ч/кг, а в воде — 70 Вт*ч/кг. При фазовых переходах вещества (плавление — затвердевание) плотность аккумулирования значительно выше, Вт*ч/кг:

• лед (таяние) — 93;
• парафин — 47;
• гидраты солей неорганических кислот — 40 130.

Таблица 2. Сравнение удельной теплоемкости и плотности различных материалов на основе равных объемов

Ма­те­ри­ал	Удель­ная те­пло­ем­кость, кДж/(кг*K)	Плот­ность, кг/м 3	Те­пло­ем­кость, кДж/(м 3 *K)
Вода	4,19	1000	4187
Металлоконструкции	0,46	7833	3437
Бетон	1,13	2242	2375
Кирпич	0,84	2242	1750
Магнетит, железная руда	0,68	5125	3312
Базальт, каменная порода	0,82	2880	2250
Мрамор	0,86	2880	2375

К сожалению, лучший из приведенных в таблице 2 строительных материалов — бетон, удельная теплоемкость которого составляет 1,1 кДж/(кг*K), удерживает лишь ¼ того количества тепла, которое хранит вода того же веса. Однако плотность бетона (кг/м 3 ) значительно превышает плотность воды. Во втором столбце таблицы 2 приведены плотности этих материалов. Умножив удельную теплоемкость на плотность материала, получим теплоемкость на кубический метр. Эти величины приведены в третьем столбце таблицы 2. Следует отметить, что вода, несмотря на то, что обладает наименьшей плотностью из всех приведенных материалов, имеет теплоемкость на 1 м 3 выше (2328,8 кДж/м 3 ), чем остальные материалы таблицы, в силу ее значительно большей удельной теплоемкости. Низкая удельная теплоемкость бетона в значительной степени компенсируется его большой массой, благодаря которой он удерживает значительное количество тепла (1415,9 кДж/м 3 ).

Таблица теплоемкости некоторых материалов.

Таблица теплоемкости некоторых материалов.

Таблица показывает, какое количество тепла может сохранить в себе 1 кубометр материала при его нагреве на 1 градус.

№ по СНИП	Материал	Плотность кг/м 3	Удельная теплоемкость, кДж/кг* o C	Кол-во тепла на 1 градус, кДж/м 3 * o C
144	Пенополистирол	40	1,34	54
129	Маты минерало-ватные прошивные	125	0,84	105
143	Пенополистирол	100	1,34	134
145	Пенопласт ПХВ-1	125	1,26	158
142	Пенополистирол	150	1,34	201
67	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	300	0,84	252
66	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	400	0,84	336
119	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	200	2,30	460
65	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	600	0,84	504
64	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	800	0,84	672
70	Газо- и пено- золобетон	800	0,84	672
83	Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)	800	0,84	672
63	Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат	1000	0,84	840
69	Газо- и пено- золобетон	1000	0,84	840
118	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	400	2,30	920
68	Газо- и пено- золобетон	1200	0,84	1008
108	Сосна и ель поперёк волокон	500	2,30	1150
109	Сосна и ель вдоль волокон	500	2,30	1150
92	Керамический пустотный	1400	0,88	1232
112	Фанера клееная	600	2,30	1380
117	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	600	2,30	1380
91	Кирпич керамический	1600	0,88	1408
47	Бетон на доменных гранулированных шлаках	1800	0,84	1512
84	Кирпичная кладка (кирпич глиняный)	1800	0,88	1584
110	Дуб поперек волокон	700	2,30	1610
111	Дуб вдоль волокон	700	2,30	1610
116	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	800	2,30	1840
2	Бетон на гравии или щебне из природного камня	2400	0,84	2016
1	Железо-бетон	2500	0,84	2100
113	Картон облицовочный	1000	2,30	2300
115	Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные	1000	2,30	2300
Вода	1000	4,18	4180

Пример. Сколько тепла будет накоплено в 1 кубометре воды при нагреве ее от 40 градусов до 90 градусов?

Удельная теплоемкость воды при 20 o С_уд = 4,18 кДж/кг* o С
Разница температур Т = 90-40 = 50 o
Удельный вес г = 1000 кг/м 3
Объем v=1 м 3
Количество запасенной энергии Э = C*Т*v*г = 4.18*50*1*1000 = 209000 кДж (