Таблицата показва термофизичните свойства на медта в зависимост от температурата в диапазона от 50 до 1600 градуса по Келвин.

Плътността на медта е 8933 kg/m3 (или 8,93 g/cm3) при стайна температура. Медта е почти четири пъти по-тежка и . Тези метали ще плуват на повърхността на течната мед. Стойностите на плътността на медта в таблицата са посочени в kg/m 3 единици.

Зависимостта на плътността на медта от нейната температура е представена в таблицата. Трябва да се отбележи, че плътността на медта намалява при нагряване, както като твърд метал, така и като течна мед. Намаляването на плътността на този метал се дължи на разширяването му при нагряване - обемът на медта се увеличава. Трябва да се отбележи, че течната мед има плътност около 8000 kg/m3при температури до 1300°C.

Топлопроводимостта на медта е 401 W/(m deg)при стайна температура, което е доста висока стойност, сравнима с .

При 1357K (1084°C) медта преминава в течно състояние, което се отразява в таблицата чрез рязък спад в стойността на коефициента на топлопроводимост на медта. Ясно е, че Топлопроводимостта на течната мед е почти два пъти по-ниска от тази на твърдия метал.

Топлопроводимостта на медта има тенденция да намалява, когато се нагрява, но при температури над 1400 K, стойността на топлопроводимостта започва да се увеличава отново.

Таблицата обсъжда следните термофизични свойства на медта при различни температури:

• плътност на медта, kg/m3;
• специфичен топлинен капацитет, J/(kg deg);
• топлопроводимост, m 2 /s;
• топлопроводимост на медта, W/(m K);
• функция на Лоренц;
• коефициент на топлинен капацитет.

Топлофизични свойства на медта: КТР и специфичен топлинен капацитет на медта

Медта има относително висока топлина на топене и кипене: специфичната топлина на топене на медта е 213 kJ/kg; специфичната топлина на кипене на медта е 4800 kJ/kg.

Таблицата по-долу показва някои термофизични свойства на медта в зависимост от температурата в диапазона от 83 до 1473K. Стойностите на свойствата на медта са дадени при нормално атмосферно налягане. Трябва да се отбележи, че Специфичният топлинен капацитет на медта е 381 J/(kg deg)при стайна температура, а топлопроводимостта на медта е 395 W/(m deg) при температура 20°C.

От стойностите на коефициента на топлинно разширение и топлинния капацитет на медта в таблицата може да се види, че нагряването на този метал води до увеличаване на тези стойности. Например, топлинният капацитет на медта при температура 900°C става равен на 482 J/(kg deg).

Таблицата показва следните термофизични свойства на медта:

• плътност на медта, kg/m3;
• специфичен топлинен капацитет на медта, kJ/(kg K);
• коефициент на топлопроводимост на медта, W/(m deg);
• електрическо съпротивление, Ohm m;
• линеен коефициент на термично разширение (КТР), 1/град.

източници:
1.
2. .

Днес са разработени много сложни структури и устройства, които използват метали и техните сплави с различни свойства. За да се използва най-подходящата сплав в определена конструкция, дизайнерите я избират в съответствие с изискванията за якост, течливост, еластичност и др., както и стабилността на тези характеристики в необходимия температурен диапазон. След това се изчислява необходимото количество метал, необходимо за производството на продукти от него. За да направите това, трябва да направите изчисление въз основа на специфичното му тегло. Тази стойност е постоянна - това е една от основните характеристики на металите и сплавите, практически съвпадаща с плътността. Изчислява се лесно: трябва да разделите теглото (P) на парче твърд метал на неговия обем (V). Получената стойност се обозначава с γ и се измерва в нютони на кубичен метър.

Формула за специфично тегло:

Въз основа на факта, че теглото е маса, умножена по ускорението на гравитацията, получаваме следното:

Сега относно единиците за измерване на специфично тегло. Горните нютони на кубичен метър са в системата SI. Ако се използва метричната система GHS, тази стойност се измерва в дина на кубичен сантиметър. За да се посочи специфичното тегло в системата MKSS, се използва следната единица: килограм-сила на кубичен метър. Понякога е приемливо да се използва грам сила на кубичен сантиметър - тази единица е извън всички метрични системи. Основните отношения са както следва:

1 дин/cm3 = 1,02 kg/m3 = 10 n/m3.

Колкото по-висока е стойността на специфичното тегло, толкова по-тежък е металът. За лекия алуминий тази стойност е доста малка - в единици SI тя е равна на 2,69808 g/cm3 (например за стомана е равна на 7,9 g/cm3). Алуминият, както и неговите сплави, днес са много търсени и производството им непрекъснато расте. В крайна сметка това е един от малкото метали, необходими за промишлеността, чието снабдяване е в земната кора. Познавайки специфичното тегло на алуминия, можете да изчислите всеки продукт, произведен от него. За целта има удобен метален калкулатор или можете да направите изчислението ръчно, като вземете специфичното тегло на желаната алуминиева сплав от таблицата по-долу.

Важно е обаче да се има предвид, че това е теоретичното тегло на валцуваните продукти, тъй като съдържанието на добавки в сплавта не е строго определено и може да варира в малки граници, тогава теглото на валцуваните продукти със същата дължина, но от различни производители или партиди може да се различават, разбира се тази разлика е малка, но е там.

Ето няколко примера за изчисление:

Пример 1. Изчислете теглото на алуминиева тел А97 с диаметър 4 mm и дължина 2100 метра.

Нека определим площта на напречното сечение на кръга S=πR 2 означава S=3.1415 2 2 =12.56 cm 2

Нека да определим теглото на валцуваните продукти, като знаем, че специфичното тегло на клас A97 = 2,71 g / cm 3

M=12,56·2,71·2100=71478,96 грама = 71,47 кг

Общотегло на телта 71,47 кг

Пример 2. Изчислете теглото на кръг от алуминий AL8 с диаметър 60 mm и дължина 150 cm в количество от 24 броя.

Нека определим площта на напречното сечение на кръга S=πR 2 означава S=3,1415 3 2 =28,26 cm 2

Нека да определим теглото на валцувания продукт, като знаем, че специфичното тегло на марката AL8 = 2,55 g / cm 3

Таблицата показва плътността на металите и сплавите, както и коеф ДО съотношението на тяхната плътност към . Плътността на металите и сплавите в таблицата е посочена в g/cm 3 за температурния диапазон от 0 до 50°C.

Дадена е плътността на металите, като например:берилий Be, ванадий V, бисмут Bi, галий Ga, хафний Hf, германий Ge, индий In, кадмий Cd, кобалт Co, паладий Pd, платина Pt, рений Re, родий Rh, рубидий Rb, рутений Ru, Ag, стронций Sr, антимон Sb, талий Tl, тантал Ta, телур Te, хром Cr, цирконий Zr.

Плътност на алуминиеви сплави и метални стружки:: AL1, AL2, AL3, AL4, AL5, AL7, AL8, AL9, AL11, AL13, AL21, AL22, AL24, AL25. Обемна плътност на чипове: фино натрошени алуминиеви чипове, фини стоманени чипове, големи стоманени чипове, чугунени чипове. Забележка: плътността на стружките в таблицата е дадена в t/m 3 размери.

Плътност на магнезиеви и медни сплави:ковани магнезиеви сплави: МА1, МА2, МА2-1, МА8, МА14; леярски магнезиеви сплави: ML3, ML4, ML6, ML10, ML11, ML12; медно-цинкови сплави () леене: ЛЦ16К4, ЛЦ23А6Ж3Мц2, ЛЦ30А3, ЛЦ38Мц2С2, ЛЦ40Сд, ЛЦ40С, ЛЦ40 МЦ3Ж, ЛЦ25С2; медно-цинкови сплави, обработени под налягане: L96, L90, L85, L80, L70, L68, L63, L60, LA77-2, LAZ60-1-1, LAN59-3-2, LZhMts59-1-1, LN65-5, LM-58-2, LM-A57-3-1.

Плътност на бронз от различни степени:без калай, обработени под налягане: BrA5, 7, BrAMts9-2, BrAZh9-4, BrAZhMts10-3-1.5, BrAZhN10-4-4, BrKMts3.1, BrKN1-3, BrMts5; берилиеви бронзи: BrB2, BrBNT1.9, BrBNT1.7; калаен бронз деформируем: Br0F8.0-0.3, Br0F7-0.2, Br0F6.5-0.4, Br0F6.5-0.15, Br0F4-0.25, Br0Ts4-3, Br0TSS4-4-2, 5, Br0TSS4-4-4; калаени леярски бронзове: Бр03Ц12С5, Бр03Ц7С5Н1, Бр05Ц5С5; леярски бронз без калай: BrA9Mts2L, BrA9Zh3L, BrA10Zh4N4L, BrS30.

Плътност на никелови и цинкови сплави:, обработени под налягане: NK0.2, NMTs2.5, NMTs5, NMTsAK2-2-1, NH9.5, MNMts43-0.5, NMTs-40-1.5, MNZhMts30-1-1, MNZh5-1, MN19, 16, MNTs15 -20, MNA 13-3, MNA6-1.5, MNMts3-12; антифрикционни цинкови сплави: ЦАМ9-1.5Л, ЦАМ9-1.5, ЦАМ10-5Л, ЦАМ10-5.

Плътност на стомана, чугун и бабит:, лята стомана, бързорежеща стомана със съдържание на волфрам 5...18%; антифрикционен чугун, ковък и високоякостен чугун, сив чугун; калаени и оловни бабити: B88, 83, 83S, B16, BN, BS6.

Нека дадем илюстративни примери за плътността на различни метали и сплави. Според таблицата става ясно, че литиевият метал има най-ниска плътност, счита се за най-лекия метал, чиято плътност е още по-ниска - плътността на този метал е 0,53 g/cm 3 или 530 kg/m 3 . Кой метал има най-висока плътност? Металът с най-висока плътност е осмият.Плътността на този рядък метал е 22,59 g/cm3 или 22590 kg/m3.

Трябва също да се отбележи, че плътността на благородните метали е доста висока. Например, плътността на такива тежки метали като златото е съответно 21,5 и 19,3 g/cm 3 . Допълнителна информация за плътността и точката на топене на металите е представена в.

Сплавите също имат широк диапазон от плътности. Леките сплави включват магнезиеви сплави и алуминиеви сплави. Плътността на алуминиевите сплави е по-висока. Сплавите с висока плътност включват медни сплави като месинг и бронз, както и бабит.

Плътността на медта (чиста), чиято повърхност има червеникав оттенък и розов оттенък на счупването, е висока. Съответно този метал също има значително специфично тегло. Благодарение на уникалните си свойства, предимно отлични електрически свойства, медта се използва активно за производството на елементи на електронни и електрически системи, както и продукти за други цели. В допълнение към чистата мед, неговите минерали също са от голямо значение за много индустрии. Въпреки факта, че в природата има повече от 170 вида такива минерали, само 17 от тях са намерили активно приложение.

Стойност на плътността на медта

Плътността на този метал, която може да се види в специална таблица, има стойност, равна на 8,93 * 10 3 kg / m 3. Също така в таблицата можете да видите друга, не по-малко важна от плътността, характеристика на медта: нейното специфично тегло, което също е 8,93, но измерено в грамове на cm 3. Както можете да видите, за медта стойността на този параметър съвпада със стойността на плътността, но не трябва да мислите, че това е типично за всички метали.

Плътността на този и всеки друг метал, измерена в kg / m3, пряко влияе върху масата на продуктите, изработени от този материал. Но за да се определи масата на бъдещ продукт, изработен от мед или нейни сплави, например месинг, е по-удобно да се използва стойността на тяхното специфично тегло, а не на плътността.

Изчисляване на специфичното тегло

Днес са разработени много методи и алгоритми за измерване и изчисляване не само на плътността, но и на специфичното тегло, които позволяват определянето на този важен параметър дори без помощта на таблици. Познавайки специфичното тегло, което се различава между различните и чисти метали, както и стойността на плътността, можете ефективно да изберете материали за производство на части с дадени параметри. Много е важно да се извършват такива мерки на етапа на проектиране на устройства, в които се планира да се използват части от мед и неговите сплави.

Специфичното тегло, чиято стойност (както и плътността) може да се види в таблицата, е съотношението на теглото на продукт, изработен или от метал, или от друг хомогенен материал, към неговия обем. Тази зависимост се изразява с формулата γ = P/V, където буквата γ означава специфично тегло.

Специфичното тегло и плътността, които по своята същност са различни характеристики на метала, не трябва да се бъркат, въпреки че имат същото значение за медта.

Познавайки специфичното тегло на медта и използвайки формулата за изчисляване на тази стойност γ = P/V, можете да определите масата на медна заготовка с различно напречно сечение. За да направите това, е необходимо да умножите стойността на специфичното тегло на медта и обема на въпросния детайл, което не е особено трудно да се определи чрез изчисление.

Единици за специфично тегло

Използват се различни единици за изразяване на специфичното тегло на медта в различни системи за измерване.

• В системата GHS този параметър се измерва в 1 dyne/cm3.
• Системата SI използва мерна единица 1n/m3.
• Системата MKSS използва мерна единица от 1 kg/m 3.

Ако се сблъскате с различни мерни единици за този параметър на медта или нейните сплави, тогава не е трудно да ги преобразувате една в друга. За да направите това, можете да използвате проста формула за преобразуване, която изглежда така: 0,1 dyne/cm3 = 1 n/m3 = 0,102 kg/m3.

Изчислете теглото, като използвате стойността на специфичното тегло

За да изчислите теглото на детайла, трябва да определите неговата площ на напречното сечение и след това да го умножите по дължината на детайла и по специфичното тегло.

Нека изчислим теглото на прът от медно-никелова сплав MNZH5-1, чийто диаметър е 30 милиметра, а дължината е 50 метра.

Изчисляваме площта на напречното сечение по формулата S = πR 2, следователно: S = 3,1415 15 2 = 706,84 mm 2 = 7,068 cm 2

Познавайки специфичното тегло на медно-никелова сплав MNZH5-1, което е равно на 8,7 g / cm 3, получаваме: M = 7,068 8,7 5000 = 307458 грама = 307,458 kg

Нека изчислим теглото на 28 листа медна сплав M2, чиято дебелина е 6 mm и размерите са 1500x2000 mm.

Обемът на един лист ще бъде: V = 6 1500 2000 = 18000000 mm 3 = 18000 cm 3

Сега, знаейки, че специфичното тегло на 1 cm 3 мед M3 е 8,94 g/cm 3, можем да разберем теглото на един лист: M = 8,94 18000 = 160920 g = 160,92 kg

Масата на всички 28 валцувани листа ще бъде: M = 160,92 · 28 = 4505,76 kg

Нека изчислим теглото на квадратен прът от медна сплав BrNHK с дължина 8 метра и размер на страната 30 mm.

Нека определим обема на целия валцуван продукт: V = 3 3 800 = 7200 cm 3

Специфичното тегло на определената топлоустойчива сплав е 8,85 g / cm 3, следователно общото тегло на валцувания продукт ще бъде: M = 7200 · 8,85 = 63720 грама = 63,72 kg

Всички метали имат определени физични и механични свойства, които всъщност определят тяхното специфично тегло. За да се определи колко подходяща е определена сплав от черни метали или неръждаема стомана за производство, се изчислява специфичното тегло на валцувания метал. Всички метални изделия, които имат еднакъв обем, но са направени от различни метали, например желязо, месинг или алуминий, имат различна маса, която е в пряка зависимост от неговия обем. С други думи, отношението на обема на сплавта към нейната маса - специфична плътност (kg/m3) е постоянна стойност, която ще бъде характерна за дадено вещество. Плътността на сплавта се изчислява по специална формула и е пряко свързана с изчисляването на специфичното тегло на метала.

Специфичното тегло на метала е съотношението на теглото на хомогенно тяло от това вещество към обема на метала, т.е. това е плътност, в справочниците се измерва в kg/m3 или g/cm3. От тук можете да изчислите формулата за намиране на теглото на метал. За да намерите това, трябва да умножите референтната стойност на плътността по обема.

Таблицата показва плътностите на цветните метали и черния чугун. Таблицата е разделена на групи от метали и сплави, където под всяко име е посочен класът по GOST и съответната плътност в g ​​/ cm3 в зависимост от точката на топене. За да определите физическата стойност на специфичната плътност в kg/m3, трябва да умножите табличната стойност в g/cm3 по 1000. Например, по този начин можете да разберете каква е плътността на желязото - 7850 kg/m3.

Най-типичният черен метал е желязото. Стойността на плътността от 7,85 g/cm3 може да се счита за специфичното тегло на черния метал на основата на желязо. Черните метали в таблицата включват желязо, манган, титан, никел, хром, ванадий, волфрам, молибден и черни сплави на тяхна основа, например неръждаема стомана (плътност 7,7-8,0 g/cm3), черна стомана (плътност 7,85 g /cm3) използва се предимно чугун (плътност 7,0-7,3 g/cm3). Останалите метали се считат за цветни, както и сплави на тяхна основа. Цветните метали в таблицата включват следните видове:

− леки - магнезий, алуминий;

− благородни метали (благородни) – платина, злато, сребро и полускъпоценна мед;

− нискотопими метали – цинк, калай, олово.

Относително тегло на цветни метали

Когато валцувате заготовки от цветни метали, все още трябва да ги знаете точно химичен състав, тъй като техните физически свойства зависят от това.
Например, ако алуминият съдържа примеси (дори в рамките на 1%) от силиций или желязо, тогава пластмасовите характеристики на такъв метал ще бъдат много по-лоши.
Друго изискване за горещо валцуване на цветни метали е изключително прецизен контрол на температурата на метала. Например, цинкът изисква температура от строго 180 градуса при валцуване - ако е малко по-висока или малко по-ниска, капризният метал рязко ще загуби своята пластичност.
Медта е по-„лоялна“ към температурата (може да се валцува при 850 – 900 градуса), но изисква пещта за топене да има окислителна (с високо съдържание на кислород) атмосфера - в противен случай става крехка.

Таблица на специфичното тегло на метални сплави

Специфичното тегло на металите най-често се определя в лабораторни условия, но в чист вид те много рядко се използват в строителството. Много по-често се използват сплави от цветни метали и сплави от черни метали, които според специфичното си тегло се разделят на леки и тежки.

Леките сплави се използват активно от съвременната индустрия поради тяхната висока якост и добри високотемпературни механични свойства. Основните метали на такива сплави са титан, алуминий, магнезий и берилий. Но сплавите на основата на магнезий и алуминий не могат да се използват в агресивни среди и при високи температури.

Тежките сплави се основават на мед, калай, цинк и олово. Сред тежките сплави бронзът (сплав от мед с алуминий, сплав от мед с калай, манган или желязо) и месингът (сплав от цинк и мед) се използват в много индустрии. От тези марки сплави се произвеждат архитектурни части и санитарна арматура.

Референтната таблица по-долу показва основните качествени характеристики и специфично тегло на най-често срещаните метални сплави. Списъкът предоставя данни за плътността на основните метални сплави при температура на околната среда 20°C.

Представената в таблицата плътност на металите и сплавите ще ви помогне да изчислите теглото на продукта. Методът за изчисляване на масата на част е да се изчисли нейният обем, който след това се умножава по плътността на материала, от който е направена. Плътността е масата на един кубичен сантиметър или кубичен метър от метал или сплав. Стойностите на масата, изчислени на калкулатор с помощта на формули, могат да се различават от реалните с няколко процента. Това не е така, защото формулите не са точни, а защото в живота всичко е малко по-сложно, отколкото в математиката: правите ъгли не са съвсем прави, кръговете и сферите не са идеални, деформацията на детайла по време на огъване, щамповане и чукване води до неравномерност на дебелината му и можете да изброите още куп отклонения от идеала. Последният удар върху желанието ни за прецизност идва от шлайфането и полирането, което води до непредсказуема загуба на тегло в продукта. Следователно получените стойности трябва да се третират като ориентировъчни.