Удельная теплоемкость твердых веществ при 20 °C
Удельная теплоемкость чугуна — около 0,55 кДж/(кг·°C), древесного угля — 0,75–1,17 кДж/(кг·°C), керамики (фарфора, кирпича) — 0,80–0,84 кДж/(кг·°C). Ниже — таблица удельной теплоёмкости cp твёрдых веществ и материалов при 20 °C; для льда и некоторых материалов значения даны при отрицательной температуре, она указана в скобках.
Таблица удельной теплоёмкости твёрдых веществ
Для бетона, льда и некоторых других материалов значения даны при нескольких температурах — они указаны в скобках.
| Вещество | Cp, кДж/(кг·°C) |
|---|---|
| Асбест | 0,80 |
| Асбоцемент (плиты) | 0,96 |
| Асфальт | 0,92 |
| Базальт | 0,84 |
| Бакелит | 1,59 |
| Бетон | 1,00 |
| Бумага сухая | 1,34 |
| Волокно минеральное | 0,84 |
| Гипс | 1,09 |
| Глина | 0,88 |
| Гранит | 0,75 |
| Графит | 0,84 |
| Грунт песчаный | 1.1…3.2 |
| Дерево, дуб | 2,40 |
| Дерево, пихта | 2,70 |
| Древесно-волокнистая плита | 2,30 |
| Земля влажная | 2,0 |
| Земля сухая | 0,84 |
| Земля утрамбованная | 1,0–3,0 |
| Зола | 0,80 |
| Известь | 0,84 |
| Кальцит | 0,80 |
| Камень | 0.84..1,26 |
| Каолин (белая глина) | 0,88 |
| Картон сухой | 1,34 |
| Кварц | 0,75 |
| Кизельгур (диатомит) | 0,84 |
| Кирпич | 0,84 |
| Кирпичная стена | 0,84…1,26 |
| Кожа | 1,51 |
| Кокс (0…100 °C) | 0,84 |
| Кокс (0…1000 °C) | 1,13 |
| Лед (0 °C) | 2.11 |
| Лед (−10 °C) | 2,22 |
| Лед (−20 °C) | 2,01 |
| Лед (−60 °C ) | 1,64 |
| Лед сухой (твердая CO2) | 1,38 |
| Мрамор | 0,80 |
| Панели легкие строительные | 1,47…1,88 |
| Парафин | 2,19 |
| Песчаник глиноизвестковый | 0,96 |
| Песчаник керамический | 0,75–0,84 |
| Песчаник красный | 0,71 |
| Пластмасса | 1.67…2.09 |
| Полистирол | 1,38 |
| Полиуретан | 1,38 |
| Полихлорвинил | 1,00 |
| Пробка | 1,26…2,51 |
| Пробка, крошка | 1,38 |
| Резина твердая | 1,42 |
| Сера ромбическая | 0,71 |
| Слюда | 0,84 |
| Солидол | 1,47 |
| Соль каменистая | 2.1…3.0 |
| Соль каменная | 0,92 |
| Соль поваренная | 0,88 |
| Стекло | 0,75–0,82 |
| Стекловолокно | 0,84 |
| Тело человека | 3,47 |
| Торф | 1,67…2,09 |
| Уголь бурый (0…100 °C) | |
| 20% воды | 2,09 |
| 60% воды | 3,14 |
| в брикетах | 1,51 |
| Уголь древесный | 0,75…1,17 |
| Уголь каменный (0…100 °C) | 1,17…1,26 |
| Фарфор | 0,80 |
| Хлопок | 1,30 |
| Целлюлоза | 1.55 |
| Цемент | 0,80 |
| Чугун | 0,55 |
| Шерсть | 1,80 |
| Шифер | 0,75 |
| Щебень | 0,75…1,00 |
Справочные таблицы по теме:
- Теплоемкость жидкостей
- Теплоемкость твердых веществ
- Теплоемкость пищевых продуктов
- Теплопроводность различных материалов
Теплоёмкость нужна, чтобы посчитать, сколько тепла отвести при охлаждении изделия или формы: Q = c · m · Δt. Так считают, например, нагрузку на охлаждение пресс-форм и литья — см. расчёт охлаждения чиллера.
Сколько тепла нужно отвести при охлаждении изделий?
Тепло, которое нужно отвести от изделия, равно Q = m · c · Δt: например, 100 кг стали (0,46 кДж/(кг·°C)), остывающей на 50 °C, отдают 2300 кДж. Разделив на время цикла, получают мощность охлаждения, по которой подбирают чиллер для пресс-форм и оснастки.
Пример для ТПА — чиллер для экструдера и ТПА; жидкости — теплоёмкость жидких веществ. Модель — подбор чиллера онлайн.
Калькулятор: какая мощность нужна, чтобы охлаждать изделия?
Мощность охлаждения изделий находят по теплоёмкости материала: N = m · c · (t₁ − t₂) / 3 600, где m — масса изделий в час, кг/ч. Калькулятор считает эту мощность и добавляет запас 20 % на теплопритоки от оснастки и трубопроводов.
Мощность охлаждения изделий
Расчёт только по теплоёмкости, без теплоты плавления и кристаллизации. Подсказка модели — по мощности с запасом 20 %.
| Изделия | Охлаждение | Мощность |
|---|---|---|
| Стальные поковки, 500 кг/ч | с 200 до 40 °C | 10,2 кВт |
| Алюминиевые отливки, 300 кг/ч | с 300 до 50 °C | 18,8 кВт |
| Стекло, 1 000 кг/ч | с 80 до 30 °C | 11,7 кВт |
Для пластмасс при литье и экструзии этого расчёта мало: расплав отдаёт ещё и теплоту кристаллизации, поэтому мощность берут по энтальпии материала, а не по теплоёмкости; пример для таких задач — в статье о чиллере для экструдера и ТПА (ссылка выше). Теплоёмкость жидкостей — в статье свойства жидкостей для расчёта теплового потока.
Частые вопросы
Какая удельная теплоемкость чугуна?
Около 0,55 кДж/(кг·°C), то есть 550 Дж/(кг·°C) при 20 °C. С ростом температуры теплоёмкость чугуна немного увеличивается.
Какая удельная теплоемкость древесного угля?
От 0,75 до 1,17 кДж/(кг·°C) в зависимости от плотности, влажности и температуры.
Какая теплоемкость керамики?
У фарфора около 0,80 кДж/(кг·°C), у кирпича — 0,84 кДж/(кг·°C); большинство керамических материалов укладываются в 0,75–0,88 кДж/(кг·°C).
Какая теплоёмкость у стали?
Около 0,46–0,50 кДж/(кг·°C).
Как посчитать тепло при охлаждении детали?
Q = m · c · Δt; разделив на время, получают мощность охлаждения.
Какая теплоёмкость у алюминия?
Около 0,90 кДж/(кг·°C) при 20 °C — почти вдвое больше, чем у стали. Поэтому алюминиевая отливка той же массы отдаёт при охлаждении вдвое больше тепла.
Читайте также