Теплопроводность горных пород и минералов, их плотность и теплоемкость – таблицы

1 Нагрев проводников и аппаратов при коротком замыкании

Короткий режим

короткое замыкание (короткое замыкание) в цепи по большей части

это срочно, и это обычно

ликвидировать быстро

– секунды и доли секунды. В течение

выделение этого временного интервала

жара настолько велика, что температура

проводники и приборы идут дальше

пределы, установленные для нормальности

режим.

Даже в краткосрочной перспективе

повышение температуры проводника e

устройства с коротким замыканием могут привести к

размягчение и плавление металла,

прогорание изоляции, разрушение контактов

и другие убытки. Для надежных

работа электрической системы необходима

исключить такой ущерб, который

получается путем выбора подходящего

размеры токоведущих частей и настройки

релейная защита.

Емкость

аппарат и проводник сопротивляются

кратковременное тепловое воздействие

ток короткого замыкания без повреждений, предотвращение

дальнейшая работа называется термической

упорство. Тепловой критерий

сопротивление – конечная температура,

который ограничен механикой

сопротивление металлов, деформации

части приборов, а также термостойкость

изоляция. Допустимые конечные температуры

для закороченных проводов указаны в

таблица 2.1 .

Удельная теплоёмкость

удельная теплоемкость, удельная теплоемкость класса 8 – физическая величина, численно равная количеству тепла, которое должно быть передано единице массы данного вещества, чтобы его температура изменилась на единицу.

В Международной системе единиц (СИ) удельная теплоемкость измеряется в джоулях на килограмм на кельвин, Дж / (кг · К). Иногда также используются внесистемные единицы: калория / (кг · К) и т.д.

Удельная теплоемкость обычно обозначается буквами c или C, часто с нижним индексом.

На значение теплоемкости влияет температура вещества и другие термодинамические параметры. Например, измерение удельной теплоемкости воды даст разные результаты при 20 ° C и 60 ° C.

Кроме того, удельная теплоемкость зависит от того, как термодинамические параметры вещества (давление, объем и т.д.

); например, удельная теплоемкость при постоянном давлении (CP) и постоянном объеме (CV) обычно различается.

Формула для расчета удельной теплоемкости: где c – удельная теплоемкость, Q – количество тепла, полученное веществом при нагревании (или выделенное при охлаждении), m – масса нагретого (охлаждающего) вещества, ΔT – разница между конечной и начальной температурой вещества. Удельная теплоемкость может зависеть (а в принципе, строго говоря, всегда – более или менее сильно – зависит) от температуры, поэтому следующая формула с малым (формально бесконечно малым) и более правильна :

• 1 Удельная теплоемкость некоторых веществ
• 2 См. Также
• 3 заметки
• 4 Литература
• 5 ссылок

Значения удельной теплоёмкости некоторых веществ

См также

• Теплоемкость
• Объемная теплоемкость
• Молярная теплоемкость
• Скрытая теплота
• Тепловая мощность идеального газа
• Удельная теплота испарения и конденсации
• Удельная теплота плавления

Примечания

1. ↑ Для неоднородного образца (по химическому составу) удельная теплоемкость – это дифференциальная характеристика, которая меняется от точки к точке.

   В принципе, она зависит от температуры (хотя во многих случаях она изменяется довольно слабо из-за достаточно больших изменений температуры), а, строго говоря, определяется – после теплоемкости – как дифференциальная величина по оси температур, т. Е

   строго говоря, изменение температуры следует учитывать при определении удельной теплоемкости не на один градус (особенно не на большую единицу температуры), а на малую с соответствующим количеством передаваемого тепла. (См. Основной текст ниже).

2. ↑ Кельвин (K) здесь можно заменить на градусы Цельсия (° C), поскольку эти температурные шкалы (абсолютная шкала и шкала Цельсия) отличаются друг от друга только начальной точкой, но не значением единицы измерения.

Ссылки

• Таблицы физических величин. Пособие, под ред. И.К.Кикоина, М., 1976.
• Сивухин Д.В. Общий курс физики. – Т. II. Термодинамика и молекулярная физика.
• Лифшиц Е.М. Теплоемкость // под ред. Физическая энциклопедия А. М. Прохорова. – М .: «Советская энциклопедия», 1998. – Т. 2.

Теплоемкость материалов таблица

В строительстве очень важной характеристикой является теплоемкость строительных материалов. От этого зависят теплоизоляционные характеристики стен здания, а, следовательно, и возможность комфортного пребывания внутри здания

От этого зависят теплоизоляционные характеристики стен здания, а, следовательно, возможность комфортного пребывания внутри здания.

Прежде чем приступить к ознакомлению с теплоизоляционными характеристиками отдельных строительных материалов, необходимо разобраться, что такое теплоемкость и как она определяется.

Удельная теплоемкость материалов

Теплоемкость – это физическая величина, которая описывает способность материала накапливать температуру от нагретой окружающей среды.

Количественно удельная теплоемкость равна количеству энергии, измеряемой в Дж, необходимой для нагрева тела массой 1 кг на 1 градус.

Ниже представлена ​​таблица удельной теплоемкости наиболее распространенных строительных материалов.

Для расчета теплоемкости того или иного материала необходимы такие данные, как:

• вид и объем нагреваемого материала (В);
• показатель удельной теплоемкости этого материала (Корт);
• удельный вес (м.л);
• начальная и конечная температура материала.

Теплоемкость строительных материалов

Теплоемкость материалов, таблица которых приведена выше, зависит от плотности и теплопроводности материала.

А коэффициент теплопроводности, в свою очередь, зависит от размера и степени закрытия пор. Мелкопористый материал с закрытой системой пор имеет более высокую теплоизоляцию и, следовательно, более низкую теплопроводность, чем очень пористый.

по примеру самых распространенных материалов в строительстве очень просто. На рисунке ниже показано, как коэффициент теплопроводности и толщина материала влияют на теплоизоляционные свойства внешних шкафов.

На рисунке видно, что строительные материалы с меньшей плотностью имеют меньший коэффициент теплопроводности.

Тем не менее, это не всегда так. Например, есть разновидности волокнистых теплоизоляторов, для которых действует обратная схема: чем меньше плотность материала, тем выше коэффициент теплопроводности.

Поэтому показателю удельной плотности материала нельзя полностью доверять, но следует учитывать и другие его характеристики.

Сравнительная характеристика теплоемкости основных строительных материалов

Чтобы сравнить теплоемкость популярных строительных материалов, таких как дерево, кирпич и бетон, нужно рассчитать теплоемкость для каждого из них.

В первую очередь нужно определиться с удельным весом дерева, кирпича и бетона. Известно, что 1 м3 древесины весит 500 кг, кирпича – 1700 кг, а бетона – 2300 кг. Если взять стену, толщина которой составляет 35 см, то несложными расчетами получим, что удельный вес 1 м2.

м древесины составит 175 кг, кирпича – 595 кг, а бетона – 805 кг. Далее выбираем значение температуры, при котором тепловая энергия будет накапливаться в стенах. Например, это произойдет в жаркий летний день с температурой воздуха 270 ° C.

Для выбранных условий рассчитываем теплоемкость выбранных материалов:

1.  Деревянная стена: С = SudhmudhΔT; Sder = 2,3x175x27 = 10867,5 (кДж);
2.  Бетонная стена: С = SudhmudhΔT; Ставка = 0,84x805x27 = 18257,4 (кДж);
3.  Кирпичная стена: С = SudhmudhΔT; Пропустить = 0,88x595x27 = 14137,2 (кДж).

Из проведенных расчетов видно, что при одинаковой толщине стен бетон имеет наибольшую теплоемкость, а древесина – наименьшую. Что это значит? Это говорит о том, что в жаркий летний день в бетонном доме будет аккумулироваться максимальное количество тепла и меньше всего дров.

Этим объясняется тот факт, что в деревянном доме в жаркую погоду прохладно, а в холодную – жарко. Кирпичи и бетон легко аккумулируют довольно большое количество тепла из окружающей среды, но так же легко отделяются от него.

Теплоемкость и теплопроводность материалов

Теплопроводность – это физическое количество материалов, которое описывает способность температуры проникать от одной поверхности одной стены к другой.

Для создания комфортных условий в помещении необходимо, чтобы стены имели высокую теплоемкость и низкий коэффициент теплопроводности. В этом случае стены дома смогут аккумулировать тепловую энергию окружающей среды, но при этом препятствовать проникновению теплового излучения в помещение.

Теплоёмкость для различных процессов и состояний вещества

Понятие теплоемкости определяется как для веществ в различных агрегатных состояниях (твердые тела, жидкости, газы), так и для наборов частиц и квазичастиц (например, в физике металлов мы говорим о теплоемкости электронного газа).

Теплоёмкость идеального газа

Основная статья: Удельная теплоемкость идеального газа

Теплоемкость системы невзаимодействующих частиц (например, идеального газа) определяется числом степеней свободы частиц.

Молярная теплоемкость при постоянном объеме:

CV = dUdT = i2R, {\ displaystyle C_ {V} = {dU \ over dT} = {\ frac {i} {2}} R,}

где R {\ displaystyle R} ≈ 8,31 Дж / (моль · K) – универсальная газовая постоянная, i {\ displaystyle i} – число .

Молярная теплоемкость при постоянном давлении связана с CV {\ displaystyle C_ {V}} соотношением Майера:

CP = CV + R = i + 22R. {\ Displaystyle C_ {P} = C_ {V} + R = {{i + 2} \ su 2} R.}

Теплоёмкость кристаллов

Сравнение моделей Дебая и Эйнштейна для теплоемкости твердого тела

Существует несколько теорий теплоемкости твердого тела:

• Закон Дюлонга-Пети и закон Джоуля-Коппа. Оба закона вытекают из классических представлений и с определенной точностью действительны только для нормальных температур (примерно от 15 ° C до 100 ° C).

• Квантовая теория тепла Эйнштейна. Первое применение квантовых законов к описанию теплоемкости.

• Квантовая теория тепла Дебая. Он содержит наиболее полное описание и хорошо согласуется с экспериментом.

Удельная, молярная и объёмная теплоёмкости

Основные статьи: удельная теплоемкость, молярная теплота и объемная теплота

Очевидно, что чем больше масса тела, тем больше тепла необходимо для его нагрева, а теплоемкость тела пропорциональна количеству содержащейся в нем материи. Количество вещества можно охарактеризовать массой или числом молей. Поэтому удобно использовать понятия удельной теплоемкости (теплоемкости единицы массы тела):

c = Cm {\ visual style c = {C \ su m}}

и молярная теплоемкость (теплоемкость одного моля вещества):

Cμ знак равно Cν, {\ displaystyle C _ {\ mu} = {C \ over \ nu },}

где ν = mμ {\ displaystyle \ nu = {m \ over \ mu}} – количество вещества в теле; m {\ displaystyle m} – масса тела; μ {\ displaystyle \ mu} – молярная масса. Молярная и удельная теплоемкость связаны соотношением Cμ = cμ {\ displaystyle C _ {\ mu} = c \ mu }.

Объемная теплоемкость (теплоемкость на единицу объема тела):

C ′ = CV. {\ Displaystyle C ‘= {C \ su V}.}

Теплопроводность цветных металлов, теплоемкость и плотность сплавов

В таблице приведены значения теплопроводности металлов (цветных), а также химический состав металлов и технических сплавов в диапазоне температур от 0 до 600 ° С.

Металлы и цветные сплавы: никель Ni, монель, нихром; никелевые сплавы (по ГОСТ 492-58): мельхиор НМ81, НМ70, константан НММц 58,5-1,54, копель НМ 56,5, монель НМЖМц и К-монель, алюмель, хромель, манганин НММц 85-12, инвар; сплавы магния (по ГОСТ 2856-68), электронов, платино-родиевых; мягкие сплавы (по ГОСТ 1499-70): чистое олово, свинец, ПОС-90, ПОС-40, ПОС-30, розовый сплав, древесный сплав.

По таблице видно, что высокой теплопроводностью (при комнатной температуре) обладают сплавы магния и никеля. Низкая теплопроводность характерна для нихрома, инвара и сплава Вуда.

Коэффициенты теплопроводности алюминиевых, медных и никелевых сплавов

Теплопроводность металлов, алюминиевых, медных и никелевых сплавов в таблице приведена в диапазоне температур от 0 до 600 ° C в размере Вт / (м нихром, нихром черный, низкоуглеродистая сталь. Алюминиевые сплавы имеют теплопроводность выше, чем латунь и никелевые сплавы.

Коэффициенты теплопроводности сплавов

В таблице приведены значения теплопроводности сплавов в диапазоне температур от 20 до 200 ° С. Сплавы: алюминиевая бронза, бронза, фосфорная бронза, инвар, константан, манганин, магниевые сплавы, медные сплавы, сплав Роза, древесный сплав, никелевые сплавы, нейзильбер, платина-иридий, электронный сплав, платина-родий.

В таблице приведены значения удельного электрического сопротивления и КТР металлических проволок из различных металлов и сплавов.

Материал проволоки: алюминий, вольфрам, железо, золото, латунь, манганин, медь, никель, константан, нихром, олово, платина, свинец, серебро, цинк.

Как видно из таблицы, нихромовая проволока имеет высокое электрическое сопротивление и успешно применяется в качестве нагревательных спиралей для нагревательных элементов во многих бытовых и промышленных приборах.

Удельная теплоемкость цветных сплавов

В таблице приведены значения удельной теплоемкости (массы) двухкомпонентных и многокомпонентных сплавов цветных металлов, не содержащих железа, при температурах от 123 до 1000К. Теплоемкость указывается в кДж / (кг градусов).

Дана теплоемкость следующих сплавов: сплавов, содержащих алюминий, медь, магний, ванадий, цинк, висмут, золото, свинец, олово, кадмий, никель, иридий, платину, калий, натрий, марганец, титан, висмут-свинец сплав олова, сплав висмут – свинец, висмут – свинец – кадмий, алюмель, сплав липовица, нихром, розовый сплав.

Также есть отдельная таблица, показывающая удельную теплоемкость металлов при разных температурах.

Удельная теплоемкость многокомпонентных специальных сплавов

Удельная теплоемкость (масса) специальных многокомпонентных сплавов указана в таблице при температурах от 0 до 1300 ° С. Величина теплоемкости кал / (г град) Теплоемкость специальных сплавов: алюмел, раструб, сплав дерева, Инвар, Липовицкий сплав, манганин, Монель, сплав Роза, фосфористая бронза, Хромель, сплав Na-K, сплав Pb – Bi, Pb – Bi – Sn, Zn – Sn – Ni – Fe – Mn.

Плотность сплавов

Приведена таблица значений плотности сплавов при комнатной температуре. Указаны следующие сплавы: бронза, олово, фосфор, дюралюминий, инвар, константан, латунь, магний, манганин, монель-металл, платино-иридиевый сплав, древесный сплав, стальной прокат, литье.

ПРИМЕЧАНИЕ: будьте осторожны! Плотность сплавов в таблице указана в классе 10-3. Не забудьте умножить на 1000! Например, плотность проката составляет от 7850 до 8000 кг / м3.

1. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплообмена.
2. Физические величины. Список. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и другие; И его. Григорьева, Е.З. Мейлихова. – М .: Энергоатомиздат, 1991 – 1232 с.
3. Таблицы физических величин. Список. И акад. И. К. Кикоина. М .: Атомиздат, 1976 – 1008 с.
4. Шелудяк Ю.Е., Кашпоров Л.Я и др. теплофизические свойства компонентов топливных систем. М. 1992. – 184 с.
5. Промышленные печи. Справочное руководство по расчетам и проектированию. 2-е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М .: «Металлургия», 1975. – 368 с.