الثقل النوعي والجاذبية النوعية للنحاس. وحدات الثقل النوعي لكثافة الألومنيوم

اليوم ، تم تطوير العديد من الهياكل والأجهزة المعقدة التي تستخدم المعادن وسبائكها بخصائص مختلفة. من أجل تطبيق السبائك الأكثر ملاءمة في تصميم معين ، يختارها المصممون وفقًا لمتطلبات القوة والسيولة والمرونة وما إلى ذلك ، بالإضافة إلى ثبات هذه الخصائص في نطاق درجة الحرارة المطلوبة. بعد ذلك ، يتم حساب الكمية المطلوبة من المعدن ، وهي مطلوبة لإنتاج المنتجات منه. للقيام بذلك ، تحتاج إلى الحساب بناءً على جاذبيتها النوعية. هذه القيمة ثابتة - هذه هي إحدى الخصائص الرئيسية للمعادن والسبائك ، والتي تتوافق عمليًا مع الكثافة. حسابها بسيط: تحتاج إلى قسمة الوزن (P) لقطعة معدنية في شكل صلب على حجمها (V). يتم الإشارة إلى القيمة الناتجة γ ، ويتم قياسها بالنيوتن لكل متر مكعب.

صيغة الثقل النوعي:

بناءً على حقيقة أن الكتلة مضروبة في تسارع السقوط الحر ، نحصل على ما يلي:

الآن حول وحدات قياس الجاذبية النوعية. تشير النيوتن أعلاه لكل متر مكعب إلى نظام SI. إذا تم استخدام النظام المتري CGS ، فسيتم قياس هذه القيمة بالدينات لكل سنتيمتر مكعب. في نظام MKSS ، تُستخدم الوحدة التالية لتحديد الثقل النوعي: قوة الكيلوغرام لكل متر مكعب. في بعض الأحيان يكون من المقبول استخدام قوة الجرام لكل سنتيمتر مكعب - تقع هذه الوحدة خارج جميع الأنظمة المترية. يتم الحصول على النسب الرئيسية على النحو التالي:

1 داين / سم 3 \ u003d 1.02 كجم / م 3 \ u003d 10 ن / م 3.

كلما زادت الجاذبية النوعية ، زاد وزن المعدن. بالنسبة للألمنيوم الخفيف ، هذه القيمة صغيرة جدًا - في وحدات SI تبلغ 2.69808 جم / سم 3 (على سبيل المثال ، بالنسبة للصلب ، تبلغ 7.9 جم / سم 3). يزداد الطلب على الألمنيوم وسبائكه اليوم ويتزايد إنتاجه باستمرار. بعد كل شيء ، هذا هو أحد المعادن القليلة اللازمة للصناعة ، والتي يتم توفيرها في قشرة الأرض. بمعرفة الثقل النوعي للألمنيوم ، يمكنك حساب أي منتج منه. للقيام بذلك ، توجد آلة حاسبة معدنية مناسبة ، أو يمكنك الحساب يدويًا بأخذ قيم الثقل النوعي لسبائك الألومنيوم المرغوبة من الجدول أدناه.

ومع ذلك ، من المهم مراعاة أن هذا هو الوزن النظري للمنتجات المدرفلة ، نظرًا لأن محتوى المواد المضافة في السبيكة غير محدد بدقة ويمكن أن يختلف في حدود صغيرة ، ثم وزن المنتجات المدرفلة من نفس الطول ، ولكن هناك جهات تصنيع مختلفة أو قد تختلف الدُفعات بالطبع هذا الاختلاف صغير ولكنه موجود.

فيما يلي بعض الأمثلة الحسابية:

مثال 1. احسب وزن سلك الألومنيوم A97 بقطر 4 مم وطول 2100 متر.

لنحدد مساحة المقطع العرضي للدائرة S \ u003d πR 2 تعني S \ u003d 3.1415 2 2 \ u003d 12.56 سم 2

لنحدد وزن المنتجات المدلفنة مع العلم أن الثقل النوعي للعلامة التجارية A97 = 2.71 جم / سم 3

م = 12.56 2.71 2100 = 71478.96 جرام \ u003d 71.47 كجم

المجموعوزن السلك 71.47 كجم

مثال 2. نحسب وزن دائرة مصنوعة من الألومنيوم بدرجة AL8 بقطر 60 مم وطول 150 سم بكمية 24 قطعة.

لنحدد مساحة المقطع العرضي للدائرة S \ u003d πR 2 تعني S \ u003d 3.1415 3 2 \ u003d 28.26 سم 2

نحدد وزن المنتجات المدلفنة مع العلم أن الثقل النوعي للعلامة التجارية AL8 = 2.55 جم / سم 3

تعريف

في شكل حر الألومنيومهو معدن خفيف أبيض فضي (الشكل 1). يتم سحبها بسهولة إلى سلك وتدحرجت إلى صفائح رقيقة.

في درجة حرارة الغرفة ، لا يتغير الألمنيوم في الهواء ، ولكن فقط لأن سطحه مغطى بطبقة رقيقة من الأكسيد ، والتي لها تأثير وقائي قوي للغاية.

أرز. 1. الألمنيوم. مظهر.

يتميز الألمنيوم بقابليته العالية للتطويع والتوصيل الكهربائي العالي ، وهو ما يقرب من 0.6 من الموصلية الكهربائية للنحاس. ويرتبط ذلك باستخدامه في إنتاج الأسلاك الكهربائية (والتي ، مع المقطع العرضي الذي يوفر موصلية كهربائية متساوية ، تكون خفيفة مثل الأسلاك النحاسية). أهم ثوابت الألمنيوم معروضة في الجدول أدناه:

الجدول 1. الخصائص الفيزيائية وكثافة الألومنيوم.

انتشار الألمنيوم في الطبيعة

وصف موجز للخصائص الكيميائية للألمنيوم وكثافته

عندما يتم تسخين الألمنيوم المقسم بدقة ، فإنه يحترق بقوة في الهواء. تفاعله مع الكبريت يستمر بالمثل. مع الكلور والبروم ، يحدث المزيج بالفعل في درجة حرارة عادية ، مع اليود - عند تسخينه. في درجات حرارة عالية جدًا ، يتحد الألمنيوم أيضًا بشكل مباشر مع النيتروجين والكربون. على العكس من ذلك ، فهو لا يتفاعل مع الهيدروجين.

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 ؛

2Al + 3F 2 = 2AlF 3 (t o = 600 o C) ؛

2Al + 3Cl 2 \ u003d 2AlCl 3 ؛

2Al + 2S \ u003d Al 2 S 3 (t o \ u003d 150-200 o C) ؛

2Al + N 2 \ u003d 2AlN (t o \ u003d 800-1200 o C) ؛

4Al + P 4 \ u003d 4AlPt o \ u003d 500-800 o C ، في جو من H 2) ؛

4Al + 3C \ u003d Al 4 C 3 (t o \ u003d 1500-1700 o C).

فيما يتعلق بالمياه ، فإن الألمنيوم مستقر تمامًا تقريبًا. لا تؤثر المحاليل المخففة والمركزة للغاية من أحماض النيتريك والكبريتيك تقريبًا على الألومنيوم ، بينما تذوب تدريجياً عند التركيزات المتوسطة من هذه الأحماض.

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 ؛

8Al + 30HNO 3 \ u003d 8Al (NO 3) 3 + 3N 2 O + 15H 2 O.

فيما يتعلق بأحماض الخليك والفوسفوريك ، فإن الألومنيوم مستقر. كما أن المعدن النقي مستقر تمامًا فيما يتعلق بحمض الهيدروكلوريك ، لكن المعدن التقني المعتاد يذوب فيه. الألومنيوم قابل للذوبان بسهولة في القلويات القوية:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 3H 2 + 2Na.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

يمارس	احسب كثافة الهيدروجين لمزيج مكون من 25 لترًا من النيتروجين و 175 لترًا من الأكسجين.
حل	أوجد الكسور الحجمية للمواد في الخليط: j = V gas / V خليط_غاز ؛ j (N 2) = V (N 2) / V mixgas ؛ ي (N 2) = 25 / (25 + 175) = 25/200 = 0.125. j (O) = V (O 2) / V mixgas ؛ ي (O 2) = 175 / (25 + 175) = 175/200 = 0.875. تتطابق الكسور الحجمية للغازات مع الكسور المولية ، أي مع أجزاء من كميات المواد ، هذا نتيجة لقانون أفوجادرو. أوجد الوزن الجزيئي الشرطي للخليط: M r مشروط (خليط) = j (N 2) × M r (N 2) + j (O 2) × M r (O 2) ؛ M r الشرطي (الخليط) = 0.125 × 28 + 0.875 × 32 = 3.5 + 28 = 31.5. أوجد الكثافة النسبية لمزيج الهيدروجين: D H2 (خليط) = M r مشروط (خليط) / M r (H 2) ؛ D H 2 (خليط) = 31.5 / 2 = 15.75.
إجابة	كثافة الهيدروجين لخليط يتكون من النيتروجين والأكسجين 15.75.

مثال 2

يمارس	احسب كثافة غازات الهيدروجين H 2 والميثان CH 4 في الهواء.
حل	تسمى نسبة كتلة غاز معين إلى كتلة غاز آخر مأخوذ من نفس الحجم ، وبنفس درجة الحرارة والضغط ، بالكثافة النسبية للغاز الأول على الثاني. توضح هذه القيمة عدد المرات التي يكون فيها الغاز الأول أثقل أو أخف من الغاز الثاني. يُؤخذ الوزن الجزيئي النسبي للهواء مساويًا لـ 29 (مع مراعاة محتوى النيتروجين والأكسجين والغازات الأخرى في الهواء). وتجدر الإشارة إلى أن مفهوم "الوزن الجزيئي النسبي للهواء" يستخدم بشكل مشروط ، حيث أن الهواء عبارة عن خليط من الغازات. D air (H 2) = M r (H 2) / M r (air) ؛ D الهواء (H 2) = 2/29 = 0.0689. M r (H 2) = 2 × A r (H) = 2 × 1 = 2. D air (CH 4) = M r (CH 4) / M r (هواء) ؛ D الهواء (CH 4) = 16/29 = 0.5517. M r (CH 4) \ u003d A r (C) + 4 × A r (H) \ u003d 12 + 4 × 1 \ u003d 12 + 4 \ u003d 16.
إجابة	تبلغ كثافة غازات الهيدروجين H 2 والميثان CH 4 في الهواء 0.5517 و 16 على التوالي.

كثافة النحاس (النقي) ، الذي يكون سطحه ضارب إلى الحمرة ، وفي درجات اللون الوردي المتقطع ، عالية. وفقًا لذلك ، يتمتع هذا المعدن أيضًا بثقل نوعي كبير. نظرًا لخصائصه الفريدة ، وخاصةً خصائصه الكهربائية والكهربائية الممتازة ، يُستخدم النحاس بنشاط لإنتاج عناصر الأنظمة الإلكترونية والكهربائية ، فضلاً عن المنتجات لأغراض أخرى. بالإضافة إلى النحاس النقي ، فإن معادنه ذات أهمية كبيرة للعديد من الصناعات. على الرغم من وجود أكثر من 170 نوعًا من هذه المعادن في الطبيعة ، إلا أن 17 نوعًا منها فقط وجدت استخدامًا نشطًا.

قيمة كثافة النحاس

كثافة هذا المعدن ، والتي يمكن رؤيتها في جدول خاص ، لها قيمة تساوي 8.93 * 10 3 كجم / م 3. في الجدول أيضًا ، يمكنك أن ترى خاصية أخرى لا تقل أهمية عن كثافة النحاس: جاذبيته النوعية ، والتي تبلغ أيضًا 8.93 ، ولكنها تقاس بالجرام لكل سم 3. كما ترى ، بالنسبة للنحاس ، تتطابق قيمة هذه المعلمة مع قيمة الكثافة ، لكن لا ينبغي أن تعتقد أن هذا نموذجي لجميع المعادن.

تؤثر كثافة هذا المعدن وأي معدن آخر ، مقاسة بالكيلو جرام / م 3 ، بشكل مباشر على كتلة المنتجات المصنوعة من هذه المادة. ولكن لتحديد كتلة منتج مستقبلي مصنوع من النحاس أو سبائكه ، على سبيل المثال ، النحاس الأصفر ، يكون من الأنسب استخدام قيمة جاذبيتها النوعية ، بدلاً من كثافتها.

حساب الثقل النوعي

حتى الآن ، تم تطوير العديد من الطرق والخوارزميات لقياس وحساب ليس فقط الكثافة ، ولكن أيضًا الجاذبية النوعية ، مما يجعل من الممكن تحديد هذه المعلمة المهمة حتى بدون مساعدة الجداول. من خلال معرفة الثقل النوعي ، الذي يختلف بالنسبة للمعادن المختلفة والنقية ، بالإضافة إلى قيمة الكثافة ، من الممكن اختيار المواد بفعالية لإنتاج الأجزاء ذات المعلمات المحددة. من المهم جدًا تنفيذ مثل هذه الإجراءات في مرحلة تصميم الأجهزة التي يُخطط فيها لاستخدام أجزاء مصنوعة من النحاس وسبائكه.

الثقل النوعي ، الذي يمكن أيضًا عرض قيمته (بالإضافة إلى الكثافة) في الجدول ، هو نسبة وزن المنتج المصنوع من المعدن ومن أي مادة متجانسة أخرى إلى حجمه. يتم التعبير عن هذه النسبة بالصيغة γ = P / V ، حيث يشير الحرف إلى الجاذبية النوعية.

لا ينبغي الخلط بين الجاذبية والكثافة النوعية ، وهما خصائص مختلفة بطبيعتها للمعدن ، على الرغم من أن لهما نفس القيمة للنحاس.

بمعرفة الثقل النوعي للنحاس واستخدام الصيغة لحساب هذه القيمة γ = P / V ، من الممكن تحديد كتلة قضبان النحاس ذات المقطع العرضي المختلف. للقيام بذلك ، من الضروري مضاعفة قيمة الثقل النوعي للنحاس وحجم قطعة العمل المعنية ، والتي ليس من الصعب تحديدها عن طريق الحساب.

وحدات الجاذبية النوعية

تُستخدم وحدات مختلفة للتعبير عن الثقل النوعي للنحاس في أنظمة قياس مختلفة.

• في نظام CGS ، يتم قياس هذه المعلمة بـ 1 داين / سم 3.
• في نظام SI ، وحدة القياس هي 1n / m 3.
• يستخدم نظام MKSS وحدة قياس 1 كجم / م 3.

إذا كنت تواجه وحدات قياس مختلفة لهذه المعلمة من النحاس أو سبائكه ، فليس من الصعب تحويلها إلى بعضها البعض. للقيام بذلك ، يمكنك استخدام صيغة تحويل بسيطة ، والتي تبدو كالتالي: 0.1 داين / سم 3 \ u003d 1 ن / م 3 \ u003d 0.102 كجم / م 3.

حساب الوزن باستخدام قيمة الثقل النوعي

لحساب وزن قطعة العمل ، تحتاج إلى تحديد مساحة المقطع العرضي لها ، ثم ضربها في طول الجزء والجاذبية النوعية.

مثال 1:

دعونا نحسب وزن قضيب مصنوع من سبائك النحاس والنيكل MNZh5-1 ، قطرها 30 ملم وطولها 50 مترًا.

يتم حساب مساحة المقطع العرضي بالصيغة S \ u003d πR 2 ، لذلك: S \ u003d 3.1415 15 2 \ u003d 706.84 مم 2 \ u003d 7.068 سم 2

معرفة الثقل النوعي لسبائك النحاس والنيكل MNZh5-1 ، وهو 8.7 جم / سم 3 ، نحصل على: M \ u003d 7.068 8.7 5000 \ u003d 307458 جرام \ u003d 307.458 كجم

مثال 2

دعونا نحسب وزن 28 ورقة من سبائك النحاس M2 ، سمكها 6 مم ، والأبعاد 1500 × 2000 مم.

سيكون حجم الورقة الواحدة: V \ u003d 6 1500 2000 \ u003d 18000000 مم 3 \ u003d 18000 سم 3

الآن ، مع العلم أن الثقل النوعي البالغ 1 سم 3 من النحاس بدرجة M3 هو 8.94 جم / سم 3 ، يمكننا معرفة وزن ورقة واحدة: M \ u003d 8.94 18000 \ u003d 160920 جم \ u003d 160.92 كجم

ستكون كتلة كل صفائح ملفوفة 28: M = 160.92 28 = 4505.76 كجم

المثال 3:

دعونا نحسب وزن قضيب مقطع مربع مصنوع من سبيكة نحاسية BrNKhK بطول 8 أمتار وحجم جانبي 30 مم.

لنحدد حجم جميع المنتجات المدلفنة: V \ u003d 3 3800 \ u003d 7200 سم 3

الثقل النوعي للسبائك المقاومة للحرارة المحدد هو 8.85 جم / سم 3 ، وبالتالي فإن الوزن الإجمالي للمنتجات المدرفلة سيكون: M \ u003d 7200 8.85 \ u003d 63720 جرام \ u003d 63.72 كجم

يستخدم الناس النحاس في حياتهم اليومية منذ العصور القديمة. معلمة مهمة جدًا للناس المعاصرين هي كثافتها وثقلها النوعي.

تُستخدم هذه البيانات في حساب تكوين المواد في إنتاج مختلف الاتصالات والأجزاء والمنتجات والمكونات في الصناعة التقنية.

معلومات أساسية عن النحاس

النحاس هو أكثر المعادن غير الحديدية شيوعًا. حصلت على اسمها باللاتينية - Cuprum - تكريما لجزيرة قبرص. تم تعدينها هناك من قبل الإغريق القدماء منذ آلاف السنين. لقد توصل المؤرخون إلى عصر نحاسيالتي استمرت من القرن الرابع إلى القرن الخامس قبل الميلاد. ه. في ذلك الوقت ، كان الناس يصنعون من المعدن الشعبي:

• أداة؛
• أطباق؛
• الزينة.
• عملات معدنية.

في الجدول D.I. منديليف ، احتلت المركز التاسع والعشرين. هذا العنصر له خصائص فريدة - فيزيائية وكيميائية وميكانيكية. في العصور القديمة ، كان يمكن العثور على النحاس في البيئة الطبيعية على شكل شذرات ، وأحيانًا شديدة جدًا مقاسات كبيرة. قام الناس بتسخين الصخر على نار مكشوفة ، ثم برده بحدة. نتيجة لذلك ، تصدع ، مما جعل من الممكن استعادة المعدن. جعلت هذه التكنولوجيا البسيطة من الممكن البدء في تطوير عنصر شائع.

ملكيات

النحاس معدن غير حديدي ذو لون ضارب إلى الحمرة مع صبغة وردية.تتمتع بكثافة عالية. في الطبيعة ، هناك أكثر من 170 نوعًا من المعادن التي تحتوي على Cuprum في تكوينها. فقط من أصل 17 ، يتم تعدين هذا العنصر تجاريًا. الجزء الأكبر من هذا العنصر الكيميائي موجود في تكوين المعادن الخام:

• كالكوزين - ما يصل إلى 80٪ ؛
• برونيتا - ما يصل إلى 65٪ ؛
• كوفلين - ما يصل إلى 64٪.

من هذه المعادن ، يتم تخصيب النحاس وصهره. الموصلية الحرارية العالية والتوصيل الكهربائي هي الخصائص المميزة للمعادن غير الحديدية. يبدأ الذوبان عند 1063 درجة مئوية ويغلي عند 2600 درجة مئوية. تعتمد ماركة Cuprum على طريقة الإنتاج. يحدث المعدن:

• مسحوب على البارد
• المتداول.
• يقذف.

كل نوع له حسابات بارامترية خاصة به تميز درجة مقاومة القص ، والتشوه تحت تأثير الأحمال والضغط ، بالإضافة إلى قوة الشد للمادة.

يتأكسد المعدن غير الحديدية بنشاط أثناء التسخين. عند درجة حرارة 385 درجة مئوية ، يتكون أكسيد النحاس. يقلل محتواه من التوصيل الحراري والتوصيل الكهربائي للمعادن الأخرى. عند التفاعل مع الرطوبة ، يشكل المعدن كبريتًا ، ببيئة حمضية - فيتريول.

نظرًا لخصائصه ، يستخدم هذا العنصر الكيميائي بنشاط في إنتاج الأنظمة الكهربائية والإلكترونية والعديد من المنتجات الأخرى لأغراض أخرى. أهم خاصية هي كثافته في 1 كجم لكل م 3، لأنه بمساعدة هذا المؤشر يتم تحديد وزن المنتج المصنّع. تظهر الكثافة نسبة الكتلة إلى الحجم الإجمالي.

النظام الأكثر شيوعًا لقياس وحدات الكثافة هو 1 كيلوغرام لكل متر مكعب. هذا المؤشر للنحاس هو 8.93 كجم / م 3. في شكل سائل ، ستكون الكثافة عند مستوى 8.0 جم / سم 3. قد يختلف مؤشر الكثافة الإجمالية اعتمادًا على العلامة التجارية للمعدن الذي يحتوي على شوائب مختلفة. لهذا ، يتم استخدام الثقل النوعي للمادة. إنها خاصية مهمة للغاية عندما يتعلق الأمر بإنتاج المواد المحتوية على النحاس. تحدد الجاذبية النوعية نسبة كتلة النحاس في الحجم الكلي للسبيكة.

ستكون الثقل النوعي للنحاس 8.94 جم / سم 3. المعلمات الخاصة بالكثافة والوزن المحدد للنحاس هي نفسها ، لكن مثل هذه المصادفة ليست نموذجية بالنسبة للمعادن الأخرى. الثقل النوعي مهم جدًا ليس فقط في إنتاج المنتجات بمحتواها ، ولكن أيضًا في معالجة الخردة. هناك العديد من الطرق التي يمكنك من خلالها اختيار المواد بشكل عقلاني لتشكيل المنتجات. في أنظمة SI الدولية ، يتم التعبير عن معلمة الثقل النوعي بالنيوتن لكل وحدة حجم واحدة.

من المهم جدًا إجراء جميع الحسابات في مرحلة تصميم الأجهزة والآليات. الثقل النوعي والوزن قيم مختلفة ، ولكن من الضروري استخدامهما لتحديد كتلة الفراغات للأجزاء المختلفة التي تحتوي على Cuprum.

إذا قارنا كثافة النحاس والألمنيومسنرى فرقا كبيرا. بالنسبة للألمنيوم ، هذا الرقم هو 2698.72 كجم / م 3 في حالة عند درجة حرارة الغرفة. ومع ذلك ، مع ارتفاع درجة الحرارة ، تصبح المعلمات مختلفة. عندما ينتقل الألمنيوم إلى الحالة السائلة عند تسخينه ، ستكون كثافته في حدود 2.55 - 2.34 جم / سم 3. يعتمد المؤشر دائمًا على محتوى عناصر السبائك في سبائك الألومنيوم.

المؤشرات الفنية للسبائك المعدنية

السبائك النحاسية الأكثر شيوعًا يعتبر النحاس والبرونز. يتكون تكوينها أيضًا من عناصر أخرى:

• الزنك.
• النيكل.
• القصدير.
• البزموت.

جميع السبائك تختلف في الهيكل. يسمح لك وجود القصدير في التركيبة بصنع سبائك برونزية ذات جودة ممتازة. السبائك الأرخص تكلفة تشمل النيكل أو الزنك. المواد المنتجة على أساس Cuprum لها الخصائص التالية:

• اللدونة العالية ومقاومة التآكل ؛
• التوصيل الكهربائي؛
• مقاومة البيئة العدوانية ؛
• معامل احتكاك منخفض.

تستخدم السبائك النحاسية على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي. يتم استخدامها لإنتاج الأطباق والمجوهرات والأسلاك الكهربائية وأنظمة التدفئة. غالبًا ما تستخدم المواد مع Cuprum لتزيين واجهة المنازل ، وعمل التراكيب. الثبات العالي واللدونة هما الصفات الرئيسية لتطبيق المادة.

يوضح الجدول الخصائص الفيزيائية الحرارية للنحاس اعتمادًا على درجة الحرارة في النطاق من 50 إلى 1600 درجة كلفن.

كثافة النحاس 8933 كجم / م 3 (أو 8.93 جم / سم 3) عند درجة حرارة الغرفة. النحاس أثقل أربع مرات تقريبا و. سوف تطفو هذه المعادن على سطح النحاس السائل. يشار إلى قيم كثافة النحاس في الجدول بوحدة كجم / م 3.

يوضح الجدول اعتماد كثافة النحاس على درجة حرارته. تجدر الإشارة إلى أن كثافة النحاس أثناء تسخينه تتناقص في كل من المعدن الصلب والنحاس السائل. يرجع الانخفاض في قيمة كثافة هذا المعدن إلى تمدده عند تسخينه - يزداد حجم النحاس. تجدر الإشارة إلى أن تبلغ كثافة النحاس السائل حوالي 8000 كجم / م 3في درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية.

الموصلية الحرارية للنحاس 401 وات / (م درجة)في درجة حرارة الغرفة ، وهي قيمة عالية إلى حد ما يمكن مقارنتها.

عند 1357 كلفن (1084 درجة مئوية) ، يمر النحاس في حالة سائلة ، والتي تنعكس في الجدول من خلال انخفاض حاد في قيمة التوصيل الحراري للنحاس. انه واضح الموصلية الحرارية للنحاس السائل أقل مرتين تقريبًا من تلك الموجودة في المعدن الصلب.

تميل الموصلية الحرارية للنحاس إلى الانخفاض عند تسخينها ، ومع ذلك ، عند درجات حرارة أعلى من 1400 كلفن ، تبدأ قيمة التوصيل الحراري في الزيادة مرة أخرى.

يناقش الجدول الخصائص الفيزيائية الحرارية التالية للنحاس في درجات حرارة مختلفة:

• كثافة النحاس ، كجم / م 3 ؛
• السعة الحرارية النوعية ، J / (كجم درجة) ؛
• الانتشار الحراري ، م 2 / ث ؛
• الموصلية الحرارية للنحاس ، W / (m · K) ؛
• دالة لورنتز
• نسبة السعة الحرارية.

الخواص الحرارية للنحاس: CTE والسعة الحرارية النوعية للنحاس

يحتوي النحاس على درجات حرارة انصهار وغليان عالية نسبيًا: تبلغ الحرارة النوعية لصهر النحاس 213 كيلو جول / كجم ؛ الحرارة النوعية لغليان النحاس هي 4800 كج / كغ.

يوضح الجدول أدناه بعض الخصائص الفيزيائية الحرارية للنحاس اعتمادًا على درجة الحرارة في النطاق من 83 إلى 1473 كلفن. يتم إعطاء قيم خصائص النحاس عند الضغط الجوي العادي. تجدر الإشارة إلى أن السعة الحرارية النوعية للنحاس هي 381 ج / (كجم درجة)في درجة حرارة الغرفة ، والتوصيل الحراري للنحاس هو 395 واط / (م درجة) عند 20 درجة مئوية.

من قيم معامل التمدد الحراري والسعة الحرارية للنحاس في الجدول ، يمكن ملاحظة أن تسخين هذا المعدن يؤدي إلى زيادة هذه القيم. على سبيل المثال ، تصبح السعة الحرارية للنحاس عند درجة حرارة 900 درجة مئوية تساوي 482 جول / (كجم درجة).

يوضح الجدول الخصائص الفيزيائية الحرارية التالية للنحاس:

• كثافة النحاس ، كجم / م 3 ؛
• السعة الحرارية النوعية للنحاس ، kJ / (kg · K) ؛
• معامل التوصيل الحراري للنحاس ، W / (م درجة) ؛
• المقاومة الكهربائية ، أوم م ؛
• المعامل الخطي للتمدد الحراري (KTE) ، 1 / ​​deg.

مصادر:
1.
2. .