Skip to main content
Speclore

Удельная теплоёмкость металлов

Справочные данные об удельной теплоёмкости распространённых металлов и сплавов.

specificheatmetalsТаблица данных

Обзор

Удельная теплоёмкость (c_p) — это энергия, необходимая для повышения температуры единичной массы вещества на один градус. Среди распространённых инженерных металлов значения значительно варьируются — от примерно 0.10 кДж/(кг·К) для тяжёлых благородных металлов до более 1.8 кДж/(кг·К) для бериллия. Алюминий часто отмечается за его относительно высокую удельную теплоёмкость по сравнению со сталью, медью или свинцом.

Металлоиды — также известные как полуметаллы — это элементы, свойства которых как схожи, так и находятся посередине между металлами и неметаллами.

Ключевые формулы

Тепловая энергия, необходимая для изменения температуры массы, составляет:

q = c_p · m · ΔT

где:

  • q — добавленная тепловая энергия (кДж)
  • c_p — удельная теплоёмкость (кДж/(кг·К))
  • m — масса (кг)
  • ΔT — изменение температуры (K или °C)

Преобразование единиц

Примечания к исходным единицам сохранены здесь явно:

ConversionЗначение
1 J/(kg K)0.00023884 kcal/(kg degC)
1 J/(kg K)0.00023884 Btu/(lbm degF)
1 kJ/(kg·K)0.2389 kcal/(kg·°C)
1 kJ/(kg·K)0.2389 Btu/(lb·°F)
1 kJ/(kg·K)1000 J/(kg·K)
1 Btu/(lb·°F)4.1868 kJ/(kg·K)
1 kcal/(kg·°C)4.1868 kJ/(kg·K)

Поскольку температурный интервал в 1 degC равен интервалу в 1 K, а Btu/(lbm degF) имеет ту же величину теплоёмкости, что и kcal/(kg degC), 1 Btu/(lbm degF) = 1 kcal/(kg degC) = 4.1868 kJ/(kg K).

Удельная теплоёмкость металлов

Следующая таблица из 18 строк представляет собой избранное резюме для быстрого поиска. Полная исходная таблица сохранена в восстановленной исходной таблице ниже.

18 строк
Удельная теплоёмкость выбранных металлов и сплавов
Metal
Удельная теплоёмкость (kJ/(kg·K))
Aluminum0.91
Antimony0.21
Beryllium1.83
Brass0.38
Cadmium0.23
Углеродистая сталь0.49
Чугун0.46
Chromium0.46
Cobalt0.42
Copper0.39
Gold0.13
Lead0.13
Magnesium1.02
Nickel0.44
Silver0.24
Нержавеющая сталь 3040.5
Titanium0.52
Tungsten0.13

Источник: engineeringtoolbox.com

Калькулятор — тепловая энергия

Тепло, необходимое для повышения температуры металла

Пример: 2 кг углеродистой стали (c_p = 0.49 kJ/(kg·K)) нагретой от 20 °C до 100 °C требуется q = 0.49 × 2 × 80 = 78.4 kJ.

Пример - Нагрев углеродистой стали

Исходный пример сохранён здесь как самостоятельный расчёт. Нагрев 2 кг углеродистой стали от 20 °C до 100 °C даёт повышение температуры на 80 K. При удельной теплоёмкости углеродистой стали c_p = 0.49 kJ/(kg K):

q=cpmΔT=0.49×2×80=78.4 kJq = c_p m \Delta T = 0.49 \times 2 \times 80 = 78.4\ \text{kJ}

Тот же пример доступен в калькуляторе выше, используя c_p = 0.49, m = 2, и Delta T = 80.

Преобразователь единиц

Преобразователь единиц удельной теплоёмкости металлов

Восстановленные оригинальные таблицы источников

Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.

Металлы - Удельные теплоёмкости

57 строк
Metals - Specific Heats
Metal
Удельная теплоёмкость - cp - (kJ/kgK)
Aluminum0.91
Antimony0.21
Barium0.2
Beryllium1.83
Bismuth0.13
Cadmium0.23
Calcium0.63
Углеродистая сталь0.49
Чугун0.46
Cesium0.24
Chromium0.46
Cobalt0.42
Copper0.39
Gallium0.37
Germanium0.32
Gold0.13
Hafnium0.14
Indium0.24
Iridium0.13
Iron0.45
Lanthanum0.195
Lead0.13
Lithium3.57
Lutetium0.15
Magnesium1.05
Manganese0.48
Mercury0.14
Molybdenum0.25
Nickel0.44
Ниобий (Колумбий)0.27
Osmium0.13
Palladium0.24
Platinum0.13
Plutonium0.13
Potassium0.75
Rhenium0.14
Rhodium0.24
Rubidium0.36
Ruthenium0.24
Scandium0.57
Selenium0.32
Silicon0.71
Silver0.23
Sodium1.21
Strontium0.3
Tantalum0.14
Thallium0.13
Thorium0.13
Tin0.21
Titanium0.54
Tungsten0.13
Uranium0.12
Vanadium0.39
Yttrium0.3
Zinc0.39
Zirconium0.27
Кованое железо0.5

Источник: engineeringtoolbox.com

Инженерные заметки

  • Зависимость от температуры: Значения удельной теплоёмкости слегка увеличиваются с температурой. Указанные здесь значения являются приблизительными и применимы при комнатной температуре (20–25 °C).
  • Металлоиды / полуметаллы: Такие элементы, как германий, сурьма и бериллий, проявляют свойства, промежуточные между металлами и неметаллами. Необычно высокая теплоемкость c_p бериллия (1,83 кДж/(кг·К)) обусловлена его малой атомной массой и характером химической связи.
  • Сплав vs. чистый металл: Состав сплава и технология его обработки влияют на теплоемкость c_p. Нержавеющая сталь (≈0,50) отличается от углеродистой стали (≈0,49); для критических конструкций всегда следует сверяться со спецификацией конкретного сплава.
  • Практическое значение: Металлы с более низкой теплоемкостью c_p нагреваются и охлаждаются быстрее при заданной подводимой энергии, что важно при разработке режимов термообработки, управления тепловым режимом и при нестационарном анализе.

Связанные ссылки на источники

На исходной странице приведены перекрестные ссылки на ресурсы, связанные с теплоемкостью, для твердых тел, жидкостей, газов и паров, а также конвертации единиц удельной теплоемкости. Используйте эти вспомогательные таблицы, когда материал не является металлом или когда данные нужны в единицах БТЕ/(фунт °F), ккал/(кг °C) или Дж/(кг К).

См. также табличные значения удельной теплоемкости продуктов питания, обычных жидкостей и текучих сред, распространенных твердых тел, газов и паров.

Источники