Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Эти данные применяют в расчетах состава материалов в производстве различных коммуникаций, деталей, изделий и комплектующих в технической отрасли.

Основная информация о меди

Медь является наиболее распространенным цветным металлом. Свое название на латинском языке — Cuprum — она получила в честь острова Кипр. Там ее добывали древние греки тысячи лет назад. Историки даже придумали Медный Век, который длился с IV по V столетие до н. э. В то время люди делали из популярного металла:

В таблице Д.И. Менделеева она занимает 29 место. Этот элемент имеет уникальные свойства -физические, химические и механические.

В древние времена в естественной среде можно было найти медь в виде самородков, порой очень больших размеров. Люди нагревали породу на открытом огне, а затем резко охлаждали.

В результате она растрескивалась, что позволяло выполнять восстановление металла. Такая нехитрая технология позволила начать освоение популярного элемента.

Свойства

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаМедь — это цветной металл красноватого цвета с розовым отливом, наделенный высокой плотностью. В природе насчитывается более 170 видов минералов, имеющих в своем составе Cuprum. Только из 17 ведется промышленная добыча этого элемента. Основная масса этого химического элемента содержится в составе рудных металлов:

  • халькозина — до 80%;
  • бронита — до 65%;
  • ковелина — до 64%.

Из этих минералов осуществляется обогащение меди и ее выплавка. Высокая теплопроводность и электропроводность являются отличительными свойствами цветного металла. Он начинает плавиться при температуре 1063 о С, а закипает при 2600 о С. Марка Cuprum будет зависеть от способа производства. Металл бывает:

Для каждого типа есть свои специальные параметрические расчеты, характеризующие степень сопротивления сдвигу, деформацию под воздействием нагрузок и сжатия, а также показатель упругости при растяжении материала.

Цветной металл активно окисляется в процессе нагревания. При температуре 385 о С формируется оксид меди. Ее содержание снижает теплопроводность и электропроводность других металлов. При взаимодействии с влагой металл образует куприт, с кислой средой — купорос.

Удельная плотность меди

Благодаря своим свойствам этот химический элемент активно используется в производстве электрических и электронных систем и многих других изделий другого назначения. Важнейшим свойством является его плотность в 1 кг на м 3 , поскольку с помощью этого показателя определяется вес производимого изделия. Плотность показывает отношение массы к общему объему.

Самой распространенной системой измерения единиц плотности является 1 килограмм на м 3 . Этот показатель для меди равняется 8,93 кг/м 3 . В жидком виде плотность будет на уровне 8,0 г/см 3 .

Общий показатель плотности может меняться в зависимости от марки металла, имеющего различные примеси. Для этого используется удельный вес вещества. Он является очень важной характеристикой, когда речь идет о производстве материалов, в составе которых есть медь.

Удельный вес характеризует отношение массы меди в общем объеме сплава.

Читать также:  Фаза ноль обозначение цветом проводов

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаУдельный вес меди будет равняться 8,94 г/см 3 . Параметры удельной плотности и веса у меди совпадают, однако такое совпадение не характерно для других металлов. Удельная масса очень важна не только при производстве изделий с ее содержанием, но и при переработке лома. Существует много методик, с помощью которых можно рационально подобрать материалы для формирования изделий. В международных системах СИ параметр удельного веса выражается в ньютонах на 1 единицу объема.

Очень важно все расчеты производить в стадии проектирования устройств и механизмов. Удельная плотность и вес являются разными значениями, но они обязательно используются для определения массы заготовок для различных деталей, в составе которых есть Cuprum.

Если сравнить плотность меди и алюминия, мы увидим большую разницу. У алюминия этот показатель составляет 2698,72 кг/м 3 в состоянии при комнатной температуре.

Однако с повышением температуры параметры становятся другими. При переходе алюминия в жидкое состояние при нагревании плотность у него будет в пределах 2,55−2,34 г/см 3 .

Показатель всегда зависит от содержания легирующих элементов в алюминиевых сплавах.

Технические показатели сплавов металлов

Наиболее распространенными сплавами на основе меди считаются латунь и бронза. Их состав формируется также из других элементов:

Все сплавы различаются между собой структурой. Наличие олова в составе позволяет делать бронзовые сплавы отменного качества. В более дешевые сплавы входит никель либо цинк. Производимые материалы на основе Cuprum Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаобладают следующими характеристиками:

  • высокая пластичность и износостойкость;
  • электропроводность;
  • устойчивость к агрессивной среде;
  • низкий коэффициент трения.

Сплавы на основе меди находят широкое применение в промышленном производстве. Из них производят посуду, ювелирные украшения, электропровода и системы отопления. Материалы с Cuprum часто используют для декорирования фасадной части домов, изготовления композиций. Высокая устойчивость и пластичность являются основными качествами для применения материала.

Плотность материала — это физическая величина определяющая отношения массы материала к занимаемому объему. Единицей измерения плотности в системе СИ принята размерность кг/м 3 .

Величины усредненные, не являются эталонными, величины указанных плотностей варьируются от среды и условий измерения.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Одним из наиболее распространенных цветных металлов, используемых в промышленности, является медь, ее название на латинском Cuprum, в честь острова Кипра, где ее добывали греки много тысяч лет назад. Это один из семи металлов, которые были известны еще в глубокой древности, из него делали украшения, посуду, деньги, орудия.

Историками даже назван период (с IV по III тысячелетие до нашей эры) Медным Веком. Д. И. Менделеев поставил этот металл на 29-е место в своей таблице, после водорода, поскольку медь не вытесняет его из кислотной среды. Медь — цветной металл, который имеет уникальные физические, механический, химические свойства.

Плотность меди в кг м³ является одной из важнейших характеристик, с ее помощью определяется вес будущего изделия.

Как определяется плотность

Плотность любого вещества — показатель отношения массы к общему объему. Наиболее распространенной системой измерения величины плотности является килограмм на кубический метр. Для меди этот показатель равен 8,93 кг/м³.

Поскольку существуют различные марки металла, которые различаются в зависимости от примесей других веществ, общий показатель плотности может изменяться. В данном случае уместней использовать другую характеристику — удельный вес.

В измерительных системах этот показатель выражается в разных величинах:

Читать также:  Газовый резак как выбратьУдельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Формула определения плотности вещества

  • система СГС — дин/см³;
  • система СИ — н/м³;
  • система МКСС — кг/м³

При этом для перевода величин можно использовать следующую формулу:

1 н/м³ = 1 дин/см³ = 0,102 кг/м³.

Удельный вес — важный показатель при производстве различных материалов, содержащих медь, особенно когда речь идет о ее сплавах. Это величина отношения массы меди в общем объеме сплава.

Рассмотреть как применяется этот показатель на практике, можно на примере расчета веса 25 медных листов, размером 2000*1000 мм, толщиной 5 мм. Для начала определим объем листа — 5 мм * 2000 мм * 1000 мм = 10000000 мм3 или 10 000 см³.

  • Удельный вес меди 8, 94 гр/см³
  • Рассчитываем вес меди в одном листе — 10 000 * 8,94 = 89 400 гр или 89, 40 кг.
  • Масса медного проката в общем количестве материала — 89, 40 * 25 = 2 235 кг.
  • Эта схема расчета применяется и при переработке лома металла.

Основные свойства

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Выплавка меди из руды

Медь, как металл, получается при выплавке руды, в природе сложно найти чистые самородки в основном обогащение и добыча осуществляется из:

  • халькозиновой руды, в которой содержание меди около 80%, этот вид часто называют медным блеском;
  • бронитовой руды, здесь содержание металла до 65%
  • ковеллиновой руды — до 64%.

По своим физическим свойствам медь представляет собой красного цвета металл, в разрезе может присутствовать розовый отлив, относится к тяжелым металлам, поскольку имеет высокую плотность.

Отличительной характеристикой является электропроводность. Благодаря этому металл широко применяется при изготовлении кабелей и электропроводов. По этому показателю медь уступает только серебру, кроме того, имеется ряд других физических характеристик:

  • твердость — по шкале Бринделя равняется 35 кгс/мм²;
  • упругость — 132000 Мн/м²;
  • линейное термическое расширение — 0,00000017 единицы;
  • относительное удлинение — 60%;
  • температура плавления — 1083 ºС;
  • температура кипения — 2600 ºС;
  • коэффициент теплопроводности — 335 ккал/м*ч*град.

К основным свойствам меди относят показатель модулей упругости, которые рассчитываются различными методами:

Марка меди Модуль сдвига Модуль Юнга Коэффициент Пуассона
Медь холоднотянутая 4900 кг/мм² 13000 кг/мм²
Медь прокатная 4000 11000 кг/мм² 0,31 — 0,34
Медь литая 8400

Модуль сдвига полезно знать при производстве материалов для строительной отрасли — это величина, которая характеризует степень сопротивление сдвигу и деформации под воздействием различных нагрузок.

Модуль, рассчитанный по методике Юнга, показывает как будет вести себя металл при одноосном растяжении. Модуль сдвига характеризует отклик металла на сдвиговую нагрузку.

Коэффициент Пуассона показывает как ведет себя материал при всестороннем сжатии.

Читать также:  Изготовление формы для литья свинцаУдельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Разработка рудников по добычи меди и других металлов

Химические свойства меди описывают соединение с другими веществами в сплавы, возможные реакции на кислотную среду. Наиболее значимой характеристикой является окисление. Этот процесс активно проявляется во время нагревания, уже при температуре 375 ºС начинает формироваться оксид меди, или как его называют окалина, которая может влиять на проводниковые функции металла, снижать их.

При взаимодействии меди с раствором соли железа она переходит в жидкое состояние. Этот метод используют для того чтобы снять медное напыление на различных изделиях.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Долгое пребывание в воде вызывает куприт

При длительном воздействии на медь влажной среды на ее поверхности образуется куприт — зеленоватый налет. Это свойство меди учитывают при использовании метала для покрытия крыш. Примечательно, что куприт выполняет защитную функцию, металл под ним совершенно не портится, даже на протяжении ста лет. Единственными противниками крыш из медного материала являются экологи.

Читайте также:  Гост 8713-79: технология сварки под флюсом, преимущества и недостатки

Свою позицию они объясняют тем, что при смыве куприта меди дождевыми водами в почву или водоемы, он загрязняет ее своими токсинами, особенно это пагубно влияет на микроорганизмы, живущие в реках и озерах.

Но для решения этой проблемы строители используют водосточные трубы из специального металла, который поглощает медные частицы в себя и накапливает, при этом вода стекает очищенной от токсинов.

Медный купорос — еще один результат химического воздействия на металл. Это вещество активно используют агрономы для удобрения почвы и стимулирования роста различных сельскохозяйственных культур. Однако бесконтрольное использование купороса может также пагубно влиять на экологию. Токсины проникают глубоко в слои земли и накапливаются в подземных водах.

Области использования меди

Благодаря своим механическим свойствам медь нашла широкое применение в разных отраслях промышленности, но наиболее часто ее можно встретить как составную часть электропровода, в системах отопления, а также охлаждения воздуха, в производстве компьютерной техники, теплообменниках.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

В промышленности используют тысячи тонн меди ежегодно

В строительстве этот металл применяется при изготовлении различных конструкций, основным преимуществом здесь является небольшой объемный вес меди. Как уже было отмечено выше, широкое применение цветной металл нашел при кровельных работах, а также в изготовлении тр. Трубы получаются легковесные, поддающиеся трансформации, что особенно актуально при проектировании водопровода и канализации.

Основная доля производства изделий из меди — проволока, используемая как жила для электрического или коммуникационного кабеля.

Благодаря основной характеристике меди — электропроводности, она оказывает высокое сопротивление току, а также обладает уникальными магнитными качествами — в отличие от других металлов ее частицы не реагируют на магнит, что иногда затрудняет процесс ее очистки.

Стоит отметить, что практически все производство изделий базируется на переработке вторичного сырья, руду используют крайне редко.

Видео: Как определить плотность металла?

Источник: https://morflot.su/plotnost-medi-v-kg-m3-v-fizike/

Свойства меди: плотность, теплоемкость, вес, температура плавления

Среди огромного количества полезных ископаемых медь не является наиболее распространенным элементом.

Однако ее физические и химические свойства нашли применение во многих областях промышленности и народного хозяйства. Существуют различные виды медных сплавов, которые активно используются.

В этой статье разберем основные сплавы и характеристики – вес, сопротивление, теплоемкость, теплопроводность, а также температуру плавления.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Удельный вес

В связи с тем, что медь не является однокомпонентным металлом, расчет его удельного веса своими силами в бытовых условиях затруднен. Как правило, подсчеты осуществляются в соответствующих лабораториях. Но средний диапазон уже давно вычислен и составляет от 8,63 до 8,8 г/см3.

Для упрощения проведения самостоятельных расчетов далее приводим таблицу с данными об удельном весе в соответствии с единицами измерения.

Материал Удельный вес (г/см3) Вес 1 м3 (кг)
Медь От 8,63 до 8,8 От 8630 до 8800

Точные данные используются при подсчете веса необходимого при производстве металлопроката и металлоизделий.

Плотность

Наиболее распространенным вариантом измерения плотности является килограмм на метр кубический. В этом диапазоне показатель составляет 8930 кг/м3. В целом ситуация может измениться исходя из марки и имеющихся примесей. Для этого в расчетах участвует удельный вес вещества.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Удельное сопротивление

Эта характеристика физическая величина, характеризующая способность материала к проведению электрического тока. Значение для каждого металла требуется для правильного расчета электрического сопротивления проводников. При этом учитывается геометрия изделия. Вычисления проводятся по следующей формуле:

R = р l / S

Она подходит не только для расчетов сопротивления меди, но и алюминия и других сплавов.

Значения удельного электрического сопротивления измеряются в Ом*мм2/м. Для меди это значение составляет 0,0175 Ом*мм2/м. Для других металлов данные представлены в таблице.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Выбирая материал и проводя вычисления, следует иметь в виду обратную проводимость, измеряемую в Сименсах. Медь имеет значение 58 100 000 См/м.

Важной характеристикой является температурный коэффициент сопротивления, т.е. свойство изменения уровня проводимости при изменении температуры. У всех металлов существует данных коэффициент.

Снижение температуры провоцирует понижение уровня проводимости, а при увеличении – наоборот.

Однако у некоторых проводников существует интересно явление – при снижении температуры, снижается и сопротивление вплоть до его полного исчезновения.

  • Для расчетов электросопротивления используется коэффициент теплопроводности меди в соответствии с формулой:
  • ΔR = α*R*ΔT, где α — температурный коэффициент
  • Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Удельная теплоемкость

Понятие удельной теплоемкости вещества необходимо для расчета количества теплоты для изменения его текущего состояния. В системе измерений характеристика обозначается буквой «С». Определяется как джоуль на 1 кг и градус по Кельвину – Дж/кг*К.

  1. При вычислениях потребуется начальная температура металла, постоянное давление и объем. Формула имеет вид:
  2. Q = c*m*(t2 – t1),
  3. где Q – это количество теплоты,
  4. c – удельная теплоемкость,
  5. m – масса тела,
  6. t2 и t1 – соответственно, конечная и начальная температуры тела.
  7. Соответственно удельная теплота меди – 380 Дж/кг К, при 20 — 100 ºС.
  8. Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Температура плавления

Рассматриваемый металл имеет высокий уровень пластичности одновременно с высокой механической прочностью. Благодаря этому уникальному свойству металл активно используется, например, в производстве различных типов труб. А за счет относительно низкой температуры плавления обработка может осуществляться даже в бытовых условиях.

Медь сложно найти в чистом виде. Как правило, она используется в форме сплавов с другими металлами. Это обусловлено снижением стоимости готовых изделий и улучшения определенных технических характеристик.

В чистом же виде температура плавления составляет +1085 градусов по Цельсию.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

Источник: https://oxmetall.ru/metalli/med/svojstva-medi-plotnost-teploemkost-ves-temperatura-plavleniya

Показатель плотности меди и ее сплавов

Плотность меди является важным параметром, применяемым при расчетах состава материалов для производства изделий, коммуникаций, деталей и комплектующих приспособлений в технической отрасли.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаМедь, благодаря свой плотности, имеет широкую сферу применения.

Свойства металла

Медь представляет собой тяжелый металл с высокой плотностью, красного оттенка с розовым отливом. В природе существует более 170 видов минералов, содержащих медь, но промышленная добыча производится только из 17. Основная масса химического элемента находится в составе рудных минералов:

  • халькозина — содержание до 80%;
  • бронита — до 65%;
  • ковелина — до 64%.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаОбогащение меди и выплавка осуществляется из минералов.

Из них осуществляется ее обогащение и выплавка. Отличительной чертой металла является высокая электропроводность, теплопроводность. Плавится металл при температуре 1083 °C, а кипит при 2600 °C.

В зависимости от способа производства различают такие марки металла:

  • холоднотянутая;
  • прокатная;
  • литая.

Для каждого типа рассчитываются параметры, характеризующие:

  • степень сопротивления сдвигу;
  • деформации под воздействием нагрузок;
  • показатель упругости при растяжении материала и сжатия при деформации.

Медь активно окисляется при нагревании, а при температуре 375 °C формируется оксид металла. Его наличие снижает теплопроводность и электропроводность материала. При взаимодействии с солями железа химический элемент переходит в состояние жидкости. Это свойство используется при очистке изделий от медного покрытия.

При реагировании металла с влагой образуется куприт. Устойчивая пленка из соединения выступает в качестве защитного покрытия для изделий. В результате взаимодействия с кислотой медь образует купорос.

Плотность металла

Показатель плотности вещества любого состава определяется отношением массы к общему объему и измеряется в кг/м³. С помощью этого параметра путем арифметических расчетов определяется вес изделий.

Медь, плотность которой в чистом виде составляет 8,94 г/см³, является распространенным цветным металлом, обладающим особыми физическими параметрами и химическими свойствами.

При температуре 1084 °C металл переходит в жидкое состояние, при этом значение коэффициента теплопроводности снижается почти в 2 раза по сравнению с твердым металлом.

В жидком виде при температуре 1300 °C плотность материала составляет 8,0 г/см³. Нагревание металла влияет на показатель роста коэффициента температурного расширения и теплоемкости меди.

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаПри нагревании до высоких температур, медь переходит в жидкое состояние.

В зависимости от наличия в составе сплава лигатурных добавок существуют различные марки меди. Для их характеристики используется параметр удельного веса, который в международной системе СИ выражается в ньютонах на единицу объема.

Показатель удельного веса меди равен плотности, что характерно для этого химического элемента. Плотность металла влияет на то, какой массой будут обладать изделия из чистого материала и его сплавов.

Удельная масса металла принимается во внимание при расчетах в процессе производства различных материалов, содержащих медь, и при переработке лома. Для расчета параметра существует множество методик, что позволяет рационально подбирать материалы для формирования изделий.

Расчеты важно производить на стадии проектирования механизмов и устройств, в составе которых будут использоваться детали из сплавов на основе меди. Удельная масса и плотность являются разными параметрами, используемыми для определения массы заготовок для деталей.

Технические параметры сплавов металла

Самыми распространенными материалами, созданными на основе меди, являются бронза и латунь. Их состав формируют:

  • олово;
  • цинк;
  • никель;
  • висмут.

Состав материала для производства оружия, используемый до XIX века, формировался из меди, олова и цинка в соответствующих пропорциях. Из латуни в наше время изготовляют гильзы для боеприпасов и ружей.

Бронза и латунь различаются по химическому составу. В состав бронзы входит олово, бериллий, кремний, свинец и другие химические элементы.

Сплавы отличаются между собой структурой. Бронза крупнозернистая, темно-коричневого цвета, а латунь имеет структуру в виде мелких зерен и по цвету напоминает золото.

Только наличие олова позволяет создать бронзовый сплав высокого качества. В дешевый аналог состава — шпиатр — входит никель или цинк. В зависимости от наличия компонента в составе, различают такие виды бронзы:

  • оловянная;
  • алюминиевая;
  • кремниевая;
  • бериллиевая.

В качестве основного компонента, формирующего латунь, выступает цинк. В настоящее время этот материал используется для формирования сочетания стали и латуни, обладающего устойчивостью к коррозии, пластичностью.

Разновидность сплава — томпак, используется в промышленном производстве для изготовления различных знаков отличия, художественных композиций, фурнитуры.

Из сплавов, в состав которых входят цинк, олово, кремний, алюминий, изготовляют детали для машин. Материалы, созданные на основе меди, обладают:

  • высокой износостойкостью;
  • низким коэффициентом трения;
  • высокой пластичностью;
  • электропроводностью;
  • стойкостью к агрессивной среде.
Читайте также:  Сварные соединения: все разновидности, подробное описание

Сплав меди и никеля применяется в качестве материала для изготовления трубок конденсаторов в судостроении, чеканки разменной денежной единицы. Металл является основным компонентом припоев, применяющихся для соединения металлических деталей из разнородных материалов.

В составе дюралюминия находится 4,4% меди. Ее наличие придает материалу устойчивость к механическим повреждениям и повышает температуру плавления.

Сферы применения сплавов меди

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металлаОт проводов до посуды — широкое применение сплавов меди.

  1. Благодаря физическим и механическим свойствам химический элемент применяется в разных отраслях производства. Медь является составной частью электропроводов, систем отопления и охлаждения.
  2. Медные провода используются в бытовых электрических двигателях и трансформаторах. При этом применяют чистый металл, присутствие примесей снижает проводимость.
  3. Металл является отличным материалом для создания строительных конструкций, труб, кровельных покрытий. Механическая прочность, устойчивость, пригодность к механической обработке позволяют создавать бесшовные трубы, используемые в системах водоснабжения.
  4. На стенках проката не образуется налет солей, растворенных в воде. Такие трубопроводы используются в энергетике и судостроении для транспортировки пара и жидкости. В тонкодисперсной форме металл используется в лазерах, работающих на парах меди.
  5. Сплавы, в состав которых входит медь, применяются в ювелирном производстве. Сочетание золота и меди повышает прочность изделия, устойчивость к деформации.
  6. Оксиды химического элемента являются основой для получения сверхпроводников, а чистый металл применяется для производства батарей и гальванических элементов.
  7. Медь используют в качестве материала для изготовления композиций, назначенных для декорирования фасадов домов. Очень часто возле входа в кафе можно встретить скульптуры, изготовленные из бронзы. Причина использования материала — высокая пластичность и устойчивость.
  8. Изделия из бронзы отличаются устойчивостью к воздействию морской воды, поэтому ее используют как материал для изготовления разных приспособлений для навигации и эксплуатации судов.
  9. Латунь в чистом виде уязвима к воздействию агрессивной среды. Для того чтобы добиться устойчивости к реагентам, сплав подвергают легированию другими металлами: алюминием, оловом или свинцом.

Источник: https://ometallah.com/plotnost/medi-i-ee-splavov.html

Удельный вес меди, свойства, применение, а также таблица значений

     Медь представляет собой элемент четвертого периода одиннадцатой группы соответствующей таблицы элементов. Медь в простом виде – это пластичный материал переходного типа розового или золотистого оттенка.

     Медь является одним из самых первых, освоенных человеком материалов, благодаря малой температуре плавления и массовой доступности. Этот материал закрывает семерку металлов, освоенных еще в далекие времена. Встречается медь в виде самородков чаще, чем железо, серебро или золото. Химической название меди – Cuprum, произошедшие от названия острова Кипр.

Таблица удельного веса меди

     Так как, медь является сложным материалом, рассчитать его удельный вес в полевых условиях самостоятельно не представляется возможным. Эти вычисления проводят в специальных химических лабораториях. Однако, при этом средний удельный вес меди известен и равен диапазону от 8,63 до 8,8 г/см3.

     Чтобы провести расчет веса меди и для упрощения подсчетов ниже представлена таблица с значениями удельного веса и такого параметра как вес меди в зависимости от единиц исчисления.

Удельный вес и вес 1 м3 меди в зависимости от единиц измерения

Материал Удельный вес (г/см3) Вес 1 м3 (кг)
Медь От 8,63 до 8,8 От 8630 до 8800

Свойства меди

Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

     Медь является металлом пластичного типа с розовым или золотистым оттенком. При взаимодействии с воздухом покрывается пленкой оксидного типа красного или желтоватого оттенка, при просвете – голубо-зеленоватого цвета.

     Данный вид материалов, наряду с цезием, золотом и осмием, является металлом, имеющим цветовую окраску явного типа, отличающеюся от серебристой или серый других металлов. Медь образует гранецентрированную решетку кубического типа.

     Этот материал обладает отличной проводимостью электричества, занимая второе место по этому параметру после серебра, а также проводимость тепла. Медь имеет высокий коэффициент температурного сопротивления, который слабо зависит от температурного режима. Медь относят к группе диамагнетиков.

     Медь, также, применяется в составе сплавов цинка и латуни, олова и бронзы, никеля и мельхиора, а также некоторых других.

     Данный элемент не подвержен воздействию воздуха при отсутствии диоксида углерода и влаги. Медь – это слабый восстановитель, не реагирующий с разбавленной соляной кислотой и водой.

Переходит в состояние раствора кислотами неокислительного типа или гидратом аммиака с кислородом, калием и цианидом.

Хорошо окисляется при взаимодействии с азотной и серной кислотой, кислородом, халькогенами, оксидами неметаллов, царской водкой и галогенами. При нагревании вступает в реакцию с галогеноводородами.

     Медь широко применяется еще с давних времен. Ее отличительные свойства до сих пор являются одними из самых лучших, что в свою очередь делает медь, одним из самых массово используемых материалов. Из основных сфер применения стоит выделить:

  • Использование в электротехнике для изготовления различного рода проводов, кабелей и другого вида проводников
  • Использование меди в создании разного вида теплоотводящих устройствах и теплообменниках
  • Производство труб из меди
  • Использование меди в различного рода сплавах
  • Использование меди в ювелирных сплавах
  • Изготовление сверхпроводников
  • Применение как катализатор ацетилена
  • Широкое использование в архитектурных работах
  • Источник: https://naruservice.com/articles/ves-medi

    Медь, свойства, соединения, сплавы, производство, применение

    Медь

    Медь (лат. Cuprum) — химический элемент I группы периодической системы Менделеева (атомный номер 29, атомная масса 63,546).

    В соединения медь обычно проявляет степени окисления +1 и +2, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди. Важнейшие соединения меди: оксиды Cu2O, CuO, Cu2O3; гидроксид Cu(OH)2, нитрат Cu(NO3)2.

    3H2O, сульфид CuS, сульфат(медный купорос) CuSO4.5H2O, карбонат CuCO3Cu(OH)2, хлорид CuCl2.2H2O.

    Медь — один из семи металлов, известных с глубокой древности. Переходный период от каменного к бронзовому веку (4 — 3-е тысячелетие до н.э.

    ) назывался медным веком или халколитом (от греческого chalkos — медь и lithos — камень) или энеолитом (от латинского aeneus — медный и греческого lithos — камень).

    В этот период появляются медные орудия. Известно, что при возведении пирамиды Хеопса использовались медные инструменты.

    Чистая медь — ковкий и мягкий металл красноватого, в изломе розового цвета, местами с бурой и пестрой побежалостью, тяжелый (плотность 8,93 г/см3), отличный проводник тепла и электричества, уступая в этом отношении только серебру (температура плавления 1083 °C).

    Медь легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы, но сравнительно мало активна. В сухом вохдухе и кислороде при нормальных условиях медь не окисляется.

    Но она достаточно легко вступает в реакции: уже при комнатной температуре с галогенами, например с влажным хлором образует хлорид CuCl2, при нагревании с серой образует сульфид Cu2S, с селеном. Но с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах.

    Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют, например, соляная и разбавленная серная кислоты. Но в присутствии кислорода воздуха медь растворяется в этих кислотах с образованием соотвествующих солей: 2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O.

    В атмосфере, содержащей CO2, пары H2O и др., покрывается патиной — зеленоватой пленкой основного карбоната (Cu2(OH)2CO3)), ядовитого вещества.

    Медь входит более чем в 170 минералов, из которых для промышленности важны лишь 17, в том числе: борнит (пестрая медная руда — Cu5FeS4), халькопирит (медный колчедан — CuFeS2), халькозин (медный блеск — Cu2S), ковеллин (CuS), малахит (Cu2(OH)2CO3). Встречается также самородная медь.

    Плотность меди, удельный вес меди и другие характеристики меди

    Плотность — 8,93*103кг/м3;

    Удельный вес — 8,93 г/cм3; Удельная теплоемкость при 20 °C — 0,094 кал/град; Температура плавления — 1083 °C ; Удельная теплота плавления — 42 кал/г; Температура кипения — 2600 °C ; Коэффициент линейного расширения (при температуре около 20 °C) — 16,7 *106(1/град); Коэффициент теплопроводности — 335ккал/м*час*град; Удельное сопротивление при 20 °C — 0,0167 Ом*мм2/м;

    Модули упругости меди и коэффициент Пуассона

    Наименование материала Модуль Юнга, кГ/мм2 Модуль сдвига, кГ/мм2 Коэффициент Пуассона
    Медь, литье 8400
    Медь прокатанная 11000 4000 0,31-0,34
    Медь холоднотянутая 13000 4900

    СОЕДИНЕНИЯ МЕДИ

    Оксид меди (I) Cu2O3 и закись меди (I) Cu2O, как и другие соединения меди (I) менее устойчивы, чем соединения меди (II).

    Оксид меди (I), или закись меди Cu2O в природе встречается в виде минерала куприта.

    Кроме того, она может быть получена в виде осадка красного оксида меди (I) в результате нагревания раствора соли меди (II) и щелочи в присутствии сильного восстановителя.

    Оксид меди (II), или окись меди, CuO — черное вещество, встречающееся в природе (например в виде минерала тенерита). Его получают прокаливанием гидроксокарбоната меди (II) (CuOH)2CO3 или нитрата меди (II) Cu(NO2)2. Оксид меди (II) хороший окислитель.

    Гидроксид меди (II) Cu(OH)2 осаждается из растворов солей меди (II) при действии щелочей в виде голубой студенистой массы. Уже при слабом нагревании даже под водой он разлагается, превращаясь в черный оксид меди (II). Гидроксид меди (II) — очень слабое основание.

    Поэтому растворы солей меди (II) в большинстве случаев имеют кислую реакцию, а со слабыми кислотами медь образует основные соли.

    Сульфат меди (II) CuSO4 в безводном состоянии представляет собой белый порошок, который при поглощении воды синеет. Поэтому он применяется для обнаружения следов влаги в органических жидкостях. Водный раствор сульфата меди имеет характерный сине-голубой цвет.

    Эта окраска свойственна гидратированным ионам [Cu(H2O)4]2+, поэтому такую же окраску имеют все разбавленные растворы солей меди (II), если только они не содердат каких-либо окрашенных анионов. Из водных растворов сульфат меди кристаллизуется с пятью молекулами воды, образуя прозрачные синие кристаллы медного купороса.

    Читайте также:  Особенности выбора костюма сварщика: назначение, виды, правила ношения

    Медный купорос применяется для электролитического покрытия металлов медью, для приготовления минеральных красок, а также в качестве исходного вещества при получении других соединений меди.

    В сельском хозяйстве разбавленный раствор медного купороса применяется для опрыскивания растений и протравливания зерна перед посевом, чтобы уничтожить споры вредных грибков.

    Хлорид меди (II) CuCl2. 2H2O. Образует темно-зеленые кристаллы, легко растворимые в воде. Очень концентрированные растворы хлорида меди (II) имеют зеленый цвет, разбавленные — сине-голубой.

    Нитрат меди (II) Cu(NO3)2.3H2O. Получается при растворении меди в азотной кислоте. При нагревании синие кристаллы нитрата меди сначала теряют воду, а затем легко разлагаются с выделением кислорода и бурого диоксида азота, переходя в оксид меди (II).

    Гидроксокарбонат меди (II) (CuOH)2CO3. Встречается в природе в виде минерала малахита, имеющего красивый изумрудно-зеленый цвет.

    Искусственно приготовляется действием Na2CO3 на растворы солей меди (II).

    2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O = (CuOH)2CO3↓ + 2Na2SO4 + CO2↑ Применяется для получения хлорида меди (II), для приготовления синих и зеленых минеральных красок, а также в пиротехнике.

    Ацетат меди (II) Cu (CH3COO)2.H2O. Получается обработкой металлической меди или оксида меди (II) уксусной кислотой. Обычно представляет собой смесь основных солей различного состава и цвета (зеленого и сине-зеленого). Под названием ярь-медянка применяется для приготовления масляной краски.

    Комплексные соединения меди образуются в результате соединения двухзарядных ионов меди с молекулами аммиака.Из солей меди получают разноообразные минеральные краски.

    Все соли меди ядовиты. Поэтому, чтобы избежать образования медных солей, медную посуду покрывают изнутри слоем олова (лудят).

    ПРОИЗВОДСТВО МЕДИ

    Медь добывают из оксидных и сульфидных руд. Из сульфидных руд выплавляют 80% всей добываемой меди. Как правило, медные руды содержат много пустой породы. Поэтому для получения меди используется процесс обогащения. Медь получают методом ее выплавки из сульфидных руд.

    Процесс состоит из ряда операций: обжига, плавки, конвертирования, огневого и электролитического рафинирования. В процессе обжига большая часть примесных сульфидов превращается в оксиды. Так, главная примесь большинства медных руд пирит FeS2 превращается в Fe2O3.

    Газы, образующиеся при обжиге, содержат CO2, который используется для получения серной кислоты. Получающиеся в процессе обжига оксиды железа, цинка и других примесей отделяются в виде шлака при плавке. Жидкий медный штейн (Cu2S с примесью FeS) поступает в конвертор, где через него продувают воздух.

    В ходе конвертирования выделяется диоксид серы и получается черновая или сырая медь. Для извлечения ценных (Au, Ag, Te и т.д.) и для удаления вредных примесей черновая медь подвергается сначала огневому, а затем электролитическому рафинированию. В ходе огневого рафинирования жидкая медь насыщается кислородом.

    При этом примеси железа, цинка и кобальта окисляются, переходят в шлак и удаляются. А медь разливают в формы. Получающиеся отливки служат анодами при электролитическом рафинировании.Основным компонентом раствора при электролитическом рафинировании служит сульфат меди — наиболее распространенная и дешевая соль меди.

    Для увеличения низкой электропроводности сульфата меди в электролит добавляют серную кислоту. А для получения компактного осадка меди в раствор вводят небольшое количество добавок. Металлические примеси, содержащиеся в неочищенной («черновой») меди, можно разделить на две группы.1)Fe, Zn, Ni, Co.

    Эти металлы имеют значительно более отрицательные электродные потенциалы, чем медь. Поэтому они анодно растворяются вместе с медью, но не осаждаются на катоде, а накапливаются в электролите в виде сульфатов. Поэтому электролит необходимо периодически заменять.

    2)Au, Ag, Pb, Sn. Благородные металлы (Au, Ag) не претерпевают анодного растворения, а в ходе процесса оседают у анода, образуя вместе с другими примесями анодный шлам, который периодически извлекается. Олово же и свинец растворяются вместе с медью, но в электролите образуют малорастворимые соединения, выпадающие в осадок и также удаляемые.

    СПЛАВЫ МЕДИ

    Сплавы, повышающие прочность и другие свойства меди, получают введением в нее добавок, таких, как цинк, олово, кремний, свинец, алюминий, марганец, никель. На сплавы идет более 30% меди.

    Латуни — сплавы меди с цинком ( меди от 60 до 90% и цинка от 40 до 10%) — прочнее меди и менее подвержены окислению.

    При присадке к латуни кремния и свинца повышаются ее антифрикционные качества, при присадке олова, алюминия, марганца и никеля возрастает антикоррозийная стойкость.

    Листы, литые изделия используются в машиностроении, особенно в химическом, в оптике и приборостроении, в производстве сеток для целлюлознобумажной промышленности.

    Бронзы. Раньше бронзами называли сплавы меди (80-94%) и олова (20-6%). В настоящее время производят безоловянные бронзы, именуемые по главному вслед за медью компоненту.

    • Алюминиевые бронзы содержат 5-11% алюминия, обладают высокими механическими свойствами в сочетании с антикоррозийной стойкостью.
    • Свинцовые бронзы, содержащие 25-33% свинца, используют главным образом для изготовления подшипников, работающих при высоких давлениях и больших скоростях скольжения.
    • Кремниевые бронзы, содержащие 4-5% кремния, применяют как дешевые заменители оловянных бронз.

    Бериллиевые бронзы, содержащие 1,8-2,3% бериллия, отличаются твердостью после закалки и высокой упругостью. Их применяют для изготовления пружин и пружинящих изделий.

    Кадмиевые бронзы — сплавы меди с небольшим количества кадмия (до1%) — используют для изготовления арматуры водопроводных и газовых линий и в машиностроении.

    Припои — сплавы цветных металлов, применяемые при пайке для получения монолитного паяного шва. Среди твердых припоев известен медносеребряный сплав (44,5-45,5% Ag; 29-31%Cu; остальное — цинк).

    1. ПРИМЕНЕНИЕ МЕДИ
    2. Медь, ее соединения и сплавы находят широкое применение в различных отраслях промышленности.

    В электротехнике медь используется в чистом виде: в производстве кабельных изделий, шин голого и контактного проводов, электрогенераторов, телефонного и телеграфного оборудования и радиоаппаратуры. Из меди изготавливают теплообменники, вакуум-аппараты, трубопроводы. Более 30% меди идет на сплавы.

    Сплавы меди с другими металлами используют в машиностроении, в автомобильной и тракторной промышленности (радиаторы, подшипники), для изготовления химической аппаратуры.

    Высокая вязкость и пластичность металла позволяют применять медь для изготовления разнообразных изделий с очень сложным узором.

    Проволока из красной меди в отожженном состоянии становится настолько мягкой и пластичной, что из нее без труда можно вить всевозможные шнуры и выгибать самые сложные элементы орнамента.

    Кроме того, проволока из меди легко спаивается сканым серебряным припоем, хорошо серебрится и золотится. Эти свойства меди делают ее незаменимым материалом при производстве филигранных изделий.

    Коэффициент линейного и объемного расширения меди при нагревании приблизительно такой же , как у горячих эмалей, в связи с чем при остывании эмаль хорошо держится на медном изделии, не трескается , не отскакивает. Благодаря этому мастера для производства эмалевых изделий предпочитают медь всем другим металлам.

    Как и некоторые другие металлы, медь входит в число жизненно важных микроэлементов.

    Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата — медного купороса CuSO4.5H2O.

    В большом количестве он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь необходима всему живому.

    Источник: https://tehtab.ru/Guide/GuideMatherials/Metalls/CooperBronsesAndBrasses/Cooper/CooperOverView/

    Свойства меди: плотность, теплоемкость, теплопроводность

    Свойства меди Cu: теплопроводность и плотность меди

    В таблице представлены теплофизические свойства меди в зависимости от температуры в интервале от 50 до 1600 градусов Кельвина.

    Плотность меди равна 8933 кг/м3 (или 8,93 г/см3) при комнатной температуре. Медь почти в четыре раза тяжелее алюминия и железа. Эти металлы будут плавать на поверхности жидкой меди. Значения плотности меди в таблице указаны в размерности кг/м3.

    Зависимость плотности меди от ее температуры представлена в таблице. Следует отметить, что плотность меди при ее нагревании снижается как у твердого металла, так и у жидкой меди.

    Уменьшение значения плотности этого металла обусловлено его расширением при нагревании — объем меди увеличивается.

    Следует отметить, что жидкая медь имеет плотность около 8000 кг/м3 при температурах до 1300°С.

    Теплопроводность меди равна 401 Вт/(м·град) при комнатной температуре, что является довольно высоким значением среди металлов, которое сравнимо с теплопроводностью серебра.

    При 1357К (1084°С) медь переходит в жидкое состояние, что отражено в таблице резким падением значения коэффициента теплопроводности меди. Видно, что теплопроводность жидкой меди почти в два раза ниже, чем у твердого металла.

    Теплопроводность меди при ее нагреве имеет тенденцию к снижению, однако при температуре выше 1400 К, значение теплопроводности снова начинает увеличиваться.

    В таблице рассмотрены следующие теплофизические свойства меди при различных температурах:

    • плотность меди, кг/м3;
    • удельная теплоемкость, Дж/(кг·град);
    • температуропроводность, м2/с;
    • теплопроводность меди, Вт/(м·К);
    • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
    • функция Лоренца;
    • отношение теплоемкостей.

    Теплофизические свойства меди: КТР и удельная теплоемкость меди

    Медь имеет сравнительно высокие теплоты плавления и кипения: удельная теплота плавления меди 213 кДж/кг; удельная теплота кипения меди 4800 кДж/кг.

    В таблице ниже представлены некоторые теплофизические свойства меди в зависимости от температуры в интервале от 83 до 1473К. Значения свойств меди указаны при нормальном атмосферном давлении. Следует отметить, что удельная теплоемкость меди равна 381 Дж/(кг·град) при комнатной температуре, а теплопроводность меди равна 395 Вт/(м·град) при температуре 20°С.

    Из значений коэффициента температурного расширения и теплоемкости меди в таблице видно, что нагрев этого металла приводит к росту этих величин. Например, теплоемкость меди при температуре 900°С становится равной 482 Дж/(кг·град).

    В таблице даны следующие теплофизические свойства меди:

    • плотность меди, кг/м3;
    • удельная теплоемкость меди, кДж/(кг·К);
    • коэффициент теплопроводности меди, Вт/(м·град);
    • удельное электрическое сопротивление, Ом·м;
    • линейный коэффициент теплового расширения (КТР), 1/град.

    Источники:
    1. В.Е. Зиновьев. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах.
    2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967 — 474 с.

    Источник: http://thermalinfo.ru/svojstva-materialov/metally-i-splavy/svojstva-medi-plotnost-teploemkost-teploprovodnost

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector