Rich--house.ru

Строительный журнал Rich—house.ru
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

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.

ВеществоТеплоёмкость, кДж/(кг* 0 С)Плотность, кг/м 3
Вода4,191000
Вино3,89970
Молоко3,931018
Пиво3,851010
Азот1,0511,25
Алюминий0,922700
Аммиак2,2441,25
Аргон0,5231,784
Асбест0,82400
Асбоцемент0,961800
Асфальт0,921400
Ацетилен1,681,17
Ацетон2,16790
Базальт0,842970
Бакелит1,591280
Бензин2,05700
Бензин2,02877
Бензол (10 °C)1,42900
Бензол (40 °C)1,77880
Бетон12200
Бумага сухая1,341200
Вино3,89970
Вода4,191000
Водород14,270,09
Водяной пар при 100 °С2,1390,53
Воздух11,293
Вольфрам0,1519300
Гелий5,2960,178
Гипс1,092300
Глина0,882400
Глицерин2,661260
Глицерин2,661263
Гранит0,752700
Графит0,842300
Гудрон2,09990
Деготь каменноугольный2,09960
Дерево (дуб)2,4700
Дерево (пихта)2,7500
Дерево (сосна)2,7520
ДСП2,3700
Железо0,467800
Земля влажная22000
Земля сухая0,841600
Земля утрамбованная32000
Зола0,8750
Золото0,1319300
Известь0,84700
Кальцит (известковый шпат)0,82750
Каолин (белая глина)0,882600
Керосин2850
Кирпич0,851800
Кирпичная кладка12000
Кислород0,9131,429
Кислота азотная концентрированая3,11520
Кислота серная концентрированая1,341830
Кислота соляная 17%1,931070
Клей столярный4,191200
Кожа1,512650
Латунь0,388500
Лед (0°С)2,11920
Лед (-10°С)2,22920
Лед (-20°С)2,01920
Лед (-60°С)1,64920
Лед сухой (СО2 твердый)1,381970
Масло моторное1,9900
Масло оливкковое1,84890
Масло подсолнечное1,84890
Медь0,388900
Молоко3,931018
Морская вода 18°С , 0,5% раствор соли4,11010
Морская вода 18°С , 3% раствор соли3,931030
Морская вода 18°С , 6% раствор соли3,781050
Мрамор0,922700
Неон0,91030
Нефть1,9800
Никель0,58900
Олово0,257300
Парафин2,89900
Пиво3,851010
Полистирол0,91050
Полиуретан1,381200
Полихлорвинил/Поливинилхлорид1,3800
Полиэтилен2,3970
Пробка куском2,05240
Пропан1,981860
Резина твердая1,421300
Ртуть0,1313600
Свинец0,1311400
Сера ромбическая0,712070
Серебро0,2510500
Сероводород1,541020
Скипидар1,8860
Соль каменная0,922300
Соль поваренная0,882200
Спирт метиловый (метанол)2,47790
Спирт нашатырный4,731000
Спирт этиловый (этанол)2,39790
Сталь0,467800
Стекло оконное0,672500
Тело человека3,471050
Углекислый газ0,8371977
Уголь бурый (0-100 °С) 20% воды2,091500
Уголь бурый (0-100 °С) 60% воды3,141800
Уголь бурый (0-100 °С) в брикетах1,511800
Уголь каменный (0-100 °С)1,311600
Фарфор0,82300
Хлор0,523,214
Цинк0,47100
Чугун0,547400
Шифер0,751800

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 сталиТемпература, °СТеплоемкость стали, Дж/(кг·град)
02Х17Н11М220…400…600…800470…560…610…650
02Х22Н5АМ320…100…200…300…400480…500…530…550…590
03Х24Н6АМ3 (ЗИ130)20…100…200…300…400480…500…530…550…570
05ХН46МВБЧ (ДИ65)100…200…300…400…500…600…700…800445…465…480…490…500…510…515…520
06Х12Н3Д100…200…300…400523…544…577…594
07Х16Н6 (Х16Н6, ЭП288)100…200…300…400…500…600…700440…500…550…590…630…670…710
08100…200…400…600465…477…510…565
08кп100…200…300…400…500…600…700…800…900482…498…514…533…555…584…626…695…695
08Х13 (0Х13, ЭИ496)20462
08Х14МФ20…100…200…300…400…500…600460…473…502…540…574…682…754
08Х17Т (0Х17Т, ЭИ645)20462
08Х17Н13М2Т (0Х17Н13М2Т)20504
08Х18Н10 (0Х18Н10)20504
08Х18Н10Т (0Х18Н10Т, ЭИ914)20…100…200…300…400…500…600…700461…494…515…536…549…561…574…595
08ГДНФЛ100…200…300…400…500…600…700…800…900483…500…517…529…554…571…613…697…693
09Х14Н19В2БР1 (ЭИ726)20502
015Х18М2Б-ВИ (ЭП882-ВИ)100…200…300…400473…519…578…636
1Х14Н14В2М (ЭИ257)20…100…200…300…400…500…600…700461…486…515…536…544…557…590…624
4Х5МФ1С (ЭП572)20…100…200…300…400…500…600…700…800431…477…519…565…620…703…888…766…749
10100…200…400…600465…477…510…565
10кп100…200…400…600466…479…512…567
10Х12Н3М2ФА(Ш) (10Х12Н3М2ФА-А(Ш))100…200…300…400…500510…538…562…588…627
10Х13Н3М1Л20495
10Х17Н13М2Т (Х17Н13М2Т, ЭИ448)20504
10Х17Н13М3Т (Х17Н13М3Т, ЭИ432)20504
10Х18Н9Л100504
10ГН2МФА, 10ГН2МФА-ВД, 10ГН2МФА-Ш100…200…300…400469…553…599…628
12МХ20…200…300…400…500…600…700498…519…569…595…653…733…888
12X1МФ (ЭИ575)100…200…300…400…500…600…700…800507…597…607…643…695…783…934…1025
12Х13 (1Х13)20…100…200…300…400…500…600…700…800473…487…506…527…554…586…636…657…666
12Х13Г12АС2Н2 (ДИ50)100…200…300…400…500…600…700523…559…602…613…648…668…690
12Х18Н9 (Х18Н9)20504
12Х18Н9Т (Х18Н9Т)20…100…200…300…400…500…600…700…800469…486…498…511…519…528…532…544…548
12Х18Н12Т (Х18Н12Т)20…100…200…300…400…500…600…700461…494…515…540…548…561…574…595
14Х17Н2 (1Х17Н2, ЭИ268)20462
15100…200…400…500469…481…523…569
15Г100…300…500496…538…592
15К100…200…400…500469…482…524…570
15кп100…200…300…400…500…600…700…800465…486…515…532…565…586…620…691
15Л100…200…400…600469…477…515…570
15Х2НМФА-А, 15Х2НМФА-А класс 1100…200…300…400490…515…540…569
15Х11МФБЛ (1Х11МФБЛ, Х11ЛА)100…200…300…400…500…600494…528…574…641…741…867
15Х25Т (Х25Т, ЭИ439)20462
15ХМ100486
17Х18Н920504
18Х11МНФБ (2Х11МНФБ, ЭП291)100…200…300…400…500…600490…540…590…666…766…900
18ХГТ100…200…300…400…500…600…700…800495…508…525…537…567…588…626…705
20100…200…400…500469…481…536…569
20Г100…200…400…500469…481…536…569
20ГСЛ100…200…400…500469…482…536…569
20К100…200…400…500469…482…524…570
20Л100…200…400…600469…481…536…570
20кп100…200…300…400…500…600…700…800…900486…498…514…533…555…584…636…703…695
20ХМЛ100…200…300…400…500498…572…588…612…660
20ХМФЛ100…200…300…400…500…600498…574…590…615…666…741
20Х3МВФ (ЭИ415, ЭИ579)100…200…300…400…500…600502…561…611…657…716…754
20Х23Н13 (Х23Н13, ЭИ319)20538
20Х23Н18 (Х23Н18, ЭИ417)20538
20ХН3А100…200…300…400…500…600…700…800494…507…523…536…565…586…624…703
22К100…200…400…500469…481…519…569
25100…200…400…500469…482…524…570
25Л100…200…400…600469…481…519…570
25Х1МФ20461
25Х2М1Ф (ЭИ723)100…200…300…400…500…600536…574…607…632…674…733
25ХГСА20…100…200…300…400…500…600…700496…504…512…533…554…584…622…693
30100…200…300…400…500469…481…544…523…762
30Г100…200…300…400…500469…481…544…599…762
30Л100…200…400…600469…481…523…570
30Х13 (3Х13)20…100…200…300…400…500…600…700…800473…486…504…525…532…586…641…679…691
30ХГТ100…200…300…400…500…600…700…800495…508…525…537…567…588…626…705
30Х20…100…200…300…400…500…600…700…800…900482…496…513…532…555…583…620…703…687…678
30ХН2МФА (30ХН2МВА)20…100…200…300…400466…508…529…567…588
30ХН3А100…200…300…400…500…600…
700…800…900…1000
494…504…518…536…558…587…
657…703…695…687
33ХС20…100…200…300…400…500…600…700466…508…529…563…599…622…634…664
35100…200…400…500469…482…524…570
35Л100…200…400…600469…481…523…574
35ХГСЛ100…200…300…400…500…600…700…800…900496…504…512…533…554…584…622…693…689
35ХМЛ100…200…300…400…500…600…700…800…900479…500…512…529…550…580…617…689…685
36Х18Н25С2 (4Х18Н25С2, ЭЯ3С)20515
40100…200…300…400…600469…481…519…523…574
40Г100…200…400…600486…481…490…574
40Л100…200…400…600469…481…523…574
40Х10С2М (4Х10С2М, ЭИ107)300…400…500532…561…586
40Х13 (4Х13)20…100…200…300…400…500…600…700…800452…477…502…528…553…578…620…666…691
40ХЛ100…200…300…400…500…600…700…800…900491…508…525…538…569…588…626…701…689
45100…200…400…500469…482…524…574
45Г2100…200444…427
45Л100…200…400…600469…481…523…569
45Х14Н14В2М (ЭИ69)300…400…500…600507…511…523…528
50300…400…500561…641…787
50Г20…100…200…300…400…500…600…700487…500…517…533…559…584…609…676
50Л100…200…400…600478…511…511…569
55100…200…400…500477…486…523…569
60100…200…400…600481…486…528…565
ХН35ВТ (ЭИ612)100…200…300…400…500…600511…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…800425…430…440…470…500…510…550…615…650
ХН65КМВЮТЛ (ЖС6К)20…100…200…300…400…500…600…700…800…900380…400…420…445…470…485…515…560…610…660
ХН70БДТ (ЭК59)100…200…300…400450…475…500…505
ХН70КВМЮТЛ (ЦНК17П)20440
ХН80ТБЮА (ЭИ607А)100…200…300…400…500…600494…547…607…678…749…829
Х15Н60-Н20460
Х20Н80-Н20460
Х23Ю5Т20…800480…750
Х27Ю5Т20…800500…690
А12100…300…400…600469…477…515…569
Р6М5100…200…300…400…500…600…700440…470…500…550…580…670…900
Р18100…200…300…400…500…600…700420…450…470…510…550…610…690
У8, У8А20…100…200…300…400…500…600…700…800…900477…511…528…548…565…594…624…724…724…703
У12, У12А20…100…200…300…400…500…600…700…800…900469…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

МатериалУдельный вес (г/см3)Вес 1 м3 (кг)
Нержавеющая стальОт 7,65 до 7,950От 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 ( CP ) и при постоянном объёме ( CV ), 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 ( Cp ).

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 сталиНедостатки 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.

ПараметрКомпоненты + описание
По химическому составуУглеродистые . 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 составуПерлитная . Разновидности стали с низким содержанием углерода.
Мартенситные . В сплаве большое количество примесей.
Аустенитная. Высоколегированная сталь.
По раскислителюСпокойная . 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 назначениюСтроительная . 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 примесямРядовые . 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

Ма­те­ри­алПлот­ность, кг/м 3Теп­ло­ем­кость, кДж/(кг*K)Ко­эф­фи­ци­ент те­пло­про­вод­нос­ти, Вт/(м*K)Мас­са ТАМ для те­пло­ак­ку­му­ли­ро­ва­ния 1 ГДж те­пло­ты при Δ= 20 K, кгОт­но­си­тель­ная мас­са ТАМ по от­но­ше­нию к мас­се во­ды, кг/кгОбъем ТАМ для те­пло­ак­ку­му­ли­ро­ва­ния 1 ГДж те­пло­ты при Δ= 20 K, м 3От­но­си­тель­ный объем ТАМ по от­но­ше­нию к объему во­ды, м 3 /м 3
Гранит, галька16000,840,4559500549,6*4,2
Вода10004,20,611900111,91
Глауберова соль (декагидрат сульфата натрия)*14600 т
1300 ж
1,92 т
3,26 ж
1,85 т
1,714 ж
33000,282,260,19
Парафин*786 т2,89 т0,498 т37500,324,770,4

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

Ма­те­ри­алУдель­ная те­пло­ем­кость, кДж/(кг*K)Плот­ность, кг/м 3Те­пло­ем­кость, кДж/(м 3 *K)
Вода4,1910004187
Металлоконструкции0,4678333437
Бетон1,1322422375
Кирпич0,8422421750
Магнетит, железная руда0,6851253312
Базальт, каменная порода0,8228802250
Мрамор0,8628802375

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 СНИПМатериалПлотность кг/м 3Удельная
теплоемкость, кДж/кг* o C
Кол-во тепла
на 1 градус, кДж/м 3 * o C
144Пенополистирол401,3454
129Маты минерало-ватные прошивные1250,84105
143Пенополистирол1001,34134
145Пенопласт ПХВ-11251,26158
142Пенополистирол1501,34201
67Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат3000,84252
66Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат4000,84336
119Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные2002,30460
65Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат6000,84504
64Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат8000,84672
70Газо- и пено- золобетон8000,84672
83Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)8000,84672
63Газо- и пенобетон газо- и пено-силикат10000,84840
69Газо- и пено- золобетон10000,84840
118Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные4002,30920
68Газо- и пено- золобетон12000,841008
108Сосна и ель поперёк волокон5002,301150
109Сосна и ель вдоль волокон5002,301150
92Керамический пустотный14000,881232
112Фанера клееная6002,301380
117Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные6002,301380
91Кирпич керамический16000,881408
47Бетон на доменных гранулированных шлаках18000,841512
84Кирпичная кладка (кирпич глиняный)18000,881584
110Дуб поперек волокон7002,301610
111Дуб вдоль волокон7002,301610
116Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные8002,301840
2Бетон на гравии или щебне из природного камня24000,842016
1Железо-бетон25000,842100
113Картон облицовочный10002,302300
115Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружеч-ные10002,302300
Вода10004,184180

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

Удельная теплоемкость воды при 20 o Суд = 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 (

Читать еще:  Цинковые сплавы: описание, структура и свойства
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×