Удельная температура олова равна 230 дж кг

Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова Sn

Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова зависят от температуры и структуры этого металла. При атмосферном давлении олово имеет две кристаллические модификации: β-олово, стабильное выше температуры 19°С и низкотемпературное α-олово. Обе модификации способны длительное время существовать в метастабильном переохлажденном и, соответственно, перегретом состояниях.

Плотность олова при температуре 20°С имеет значение 7310 кг/м 3 . Плотность олова (или его удельный вес) намного меньше плотности свинца и немногим меньше плотности стали, однако олово намного тяжелее алюминия. При нагревании олова его плотность, как и у других металлов, снижается. Олово относится к легкоплавким металлам, и его несложно расплавить даже на обычной кухне. Плотность жидкого олова при температуре 250°С принимает значение 6980 кг/м 3 .

Удельная теплоемкость олова равна 230 Дж/(кг·град) при температуре 20°С. Температурная зависимость теплоемкости олова является типичной для простых металлов. Удельная теплоемкость олова слабо зависит от температуры и при его нагревании увеличивается. Значение теплоемкости жидкого олова имеет постоянную величину 255 Дж/(кг·град) при температурах выше 523 К. При этом объемная теплоемкость этого металла снижается из-за уменьшения его плотности. Например, при температуре 773 К удельная (объемная) теплоемкость олова в жидком состоянии равна 1,73 МДж/(м 3 ·град).

Теплопроводность олова имеет среднее значение среди распространенных металлов. Она сравнима с теплопроводностью железа или углеродистой стали, при этом больше теплопроводности чугуна. У β-олова теплопроводность носит электронный характер, и при температуре 20°С коэффициент теплопроводности олова равен 65 Вт/(м·град), что в 6 раз меньше теплопроводности меди при этой же температуре. Повышение температуры олова приводит к снижению его теплопроводности. Например, при температуре 523К (250°С) теплопроводность жидкого олова становится равной 34,1 Вт/(м·град).

В таблице представлены также данные о температурной зависимости коэффициента температуропроводности, кинематической вязкости и числа Прандтля жидкого олова в интервале температуры 523-773 К.


Следует также отметить, что при атмосферном давлении олово плавится при температуре 505 К (или 232°С) и его теплота плавления составляет 52 кДж/кг. Температура кипения олова равна 2267°С, а теплота испарения олова имеет значение 3014 кДж/кг. Термоэдс олова в твердом состоянии отрицательна по абсолютной величине и растет с повышением температуры.

Источник

Удельная температура олова равна 230 дж кг

Кусок олова массой m = 200 г с начальной температурой T = 0 °C нагревают в тигле на электроплитке, включённой в сеть постоянного тока с напряжением U = 230 В. Амперметр, включённый последовательно с плиткой, показывает силу тока I = 0,1 А. На рисунке приведён полученный экспериментально график зависимости температуры T олова от времени t. Считая, что вся теплота, поступающая от электроплитки, идёт на нагрев олова, определите его удельную теплоёмкость в твёрдом состоянии. Ответ дайте в джоулях на килограмм на градус Цельсия.

Мощность, идущая на нагревание олова, по закону Джоуля–Ленца и согласно условию равна

За время олово нагрелось на , причём его температура росла по линейному закону до момента времени , а затем олово начало плавиться, и температура почти сразу перестала меняться (см. график).

Уравнение теплового баланса для олова в твёрдом состоянии имеет вид:

откуда удельная теплоёмкость олова равна

Ответ :

Критерии оценивания выполнения задания Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записано краткое условие задачи;

2) записаны уравнения и формулы, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи выбранным способом;

3) выполнены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ. При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).

3
Правильно записаны необходимые формулы, проведены вычисления, и получен ответ (верный или неверный), но допущена ошибка в записи краткого условия или переводе единиц в СИ.

Представлено правильное решение только в общем виде, без каких-либо числовых расчётов.

Источник

Температура плавления олова и свинца

История открытия и изучения

По археологическим находкам ученые смогли установить, что с оловом человечество познакомилось еще в 4 тысячелетии до н. э. Письменные напоминания об этом металле можно встретить в Четвертой Книге Моисея, Библии.

Сначала олово было малодоступным. Его можно было встретить только у правителей, полководцев, богатых граждан, купцов. Он был главным компонентом оловянистой бронзы, которая появилась в середине 3 тысячелетия до н. э. Тогда бронза считалась самым прочным сплавом. Компоненты для его изготовления имели исключительную ценность в период «бронзового века».

Отдельно от примесей, чистый металл было получено в 12 веке. Его упоминания есть в работах Р. Бэкона.

Олово руда (Фото: Instagram / ferroprofi)



Получение из руды и месторождения

Процесс получения сплава зависит от того, в какой форме его нашли. Олово в виде руды не имеет значительных отличий от производства других цветных металлов. Процесс состоит из трех этапов:

  1. Добыча, обработка расходного сырья (руды).
  2. Восстановительная плавка для получения чернового металла.
  3. Рафинирование подготовленного сырья допустимыми способами.

Разработка россыпных месторождений осуществляется с помощью промышленных песковых насосов.


Марки

  1. О1, О1пч. Это обозначение указывает на то, что в сплаве содержится 99,9% Sn. Изготавливается в виде проволоки, прутков, чушек.
  2. ОВЧ-000. Сплав высокой чистоты. Содержание Sn в составе — 99,99%. Изготавливается в виде прутков, чушек.
  3. О2. Содержание Sn в составе — 99,565%. Производится в виде прутков, проволоки, чушек.
  4. О3. Сплав содержит 98,49% Sn. Изготавливается чушками.
  5. О4. Самое «грязное» соединение. Содержит большое количество сторонних примесей. Их примерное количество — 3,5% от общей массы.

Маркировка указывается на готовых изделиях с помощью штампа.

Оловянные прутки (Фото: Instagram / ferroprofi)

Эффекты от воздействия соединений олова

Активность соединений с этим элементом, так или иначе, влияет, как на организм человека, так и на экологию.

На здоровье человека


Как уже упоминалось, наиболее опасными для здоровья человека являются органические химические соединения олова. Эти вещества широко используются в индустрии, например, при производстве красок, пластика и пестицидов для агрикультуры. Кроме того, объемы производства органических соединений с этим металлом постоянно растут несмотря на то, что известны последствия отравления ими.

Эффекты от воздействия этих веществ на человека разнообразны, все зависит от типа соединения и от индивидуальных особенностей организма. Опасность соединения коррелирует с длиной связи между металлом и водородом, чем длиннее эта связь, тем менее опасно соединение. В связи с этим, самым опасным органическим веществом считается соединение олова с тремя этиловыми группами, водородные связи которого являются относительно короткими.

Попасть в организм человека эти вещества могут через еду, воздушно-капельным путем или от простого прикосновения к ним. Известны следующие эффекты воздействия органических соединений олова на организм человека:

  • При нахождении в помещении, содержащем пары этого металла, сильное раздражение верхних дыхательных путей, кожных покровов и глаз;
  • Головные боли, боли в желудке и отсутствие аппетита;
  • Тошнота и рвота;
  • Проблемы при мочеиспускании;
  • Сильное потоотделение и одышка.

Перечисленные эффекты могут привести к более серьезным последствиям:

  • Депрессия;
  • Проблемы с печенью;
  • Нарушение работы иммунной системы;
  • Повреждение хромосом клеток и недостаток красных телец в крови;
  • Повреждения мозга (нарушения сна, головные боли, провалы памяти, раздраженное состояние).

На окружающую среду

Как атомы олова, так и сам металл в чистом состоянии не являются токсичными ни для одного организма на земле, в свою очередь, практически все соединения с этим элементом органического характера являются вредными. Эти соединения могут находиться в окружающей среде в течение длительного периода времени. Они являются достаточно стойкими и практически не разлагаются под воздействием микроорганизмов, благодаря своим прочным водородным связям. Насколько бы малы ни были концентрации соединений этого металла в почве и воде, ввиду сказанного выше, они постоянно растут.

Известно, что органические оловянные соединения наносят большой вред водным экосистемам, поскольку они являются ядовитыми для грибов, водорослей и фитопланктона. Фитопланктон же является важным звеном водной экосистемы, поскольку он производит кислород для всех остальных живых организмов этой системы, а также является важной частью в пищевой цепи. Токсичность соединений олова различна для разных живых существ, например, трибутиловое олово является ядовитым для рыб и грибов, в то время как самым токсичным соединением для фитопланктона является трифеноловое олово.

Также известно, что органические соединения этого элемента оказывают отрицательное влияние на рост и репродуктивную функцию животных, нарушают работу ферментов. Такие соединения накапливаются главным образом в верхних слоях почвы и воды.

Свойства

Чтобы понять, где лучше применять олово, нужно знать характеристики, свойства химического элемента.

Химические

Олово — химический элемент периодической таблицы Менделеева с атомным номером 50. Оно относится к группе легких металлов. Химические свойства:

  1. Электроотрицательность — 1,8.
  2. Температура плавления — 231°C.
  3. Температура кипения — 2630°C.
  4. Плотность — 7300 кг/м³.
  5. Атомная масса химического элемента — 118,71.
  6. Теплоемкость — 0,226 кДж/(кг·°С).

Олово инертно к воздействию воды, воздуха, если в помещении комнатная температура. На поверхности заготовки, которая находится на открытом воздухе, образуется оксидная пленка, защищающая металл от окисления, образования ржавчины.

Физические

  1. Плотность — 7,31 г/см3.
  2. Металлический блеск — есть.
  3. Прозрачность —нет.
  4. Цвет — серо-белый.
  5. Спайность — нет.
  6. Прочность — ковкий металл.
  7. Твердость — до 2 по шкале Мооса.
  8. Высокая электропроводность.

Белое олово является парамагнетиком, а серое диамагнетиком.

Сковорода из белого олова (Фото: Instagram / artprohome)

Оптические

  1. Умеренная анизотропия.
  2. Не плеохроирует.
  3. Тип металла — изотропный.
  4. Олово не флуоресцентный материал.

Кристаллографические

  1. Тетрагональная сингония.
  2. Пространственная группа металла — I 41/amd.
  3. Точечная группа — 4/mmm.

Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова Sn

Теплопроводность, теплоемкость и плотность олова зависят от температуры и структуры этого металла. При атмосферном давлении олово имеет две кристаллические модификации: β-олово, стабильное выше температуры 19°С и низкотемпературное α-олово. Обе модификации способны длительное время существовать в метастабильном переохлажденном и, соответственно, перегретом состояниях.

Плотность олова при температуре 20°С имеет значение 7310 кг/м3. Плотность олова (или его удельный вес) намного меньше плотности свинца и немногим меньше плотности стали, однако олово намного тяжелее алюминия. При нагревании олова его плотность, как и у других металлов, снижается. Олово относится к легкоплавким металлам, и его несложно расплавить даже на обычной кухне. Плотность жидкого олова при температуре 250°С принимает значение 6980 кг/м3.

Удельная теплоемкость олова равна 230 Дж/(кг·град) при температуре 20°С. Температурная зависимость теплоемкости олова является типичной для простых металлов. Удельная теплоемкость олова слабо зависит от температуры и при его нагревании увеличивается. Значение теплоемкости жидкого олова имеет постоянную величину 255 Дж/(кг·град) при температурах выше 523 К. При этом объемная теплоемкость этого металла снижается из-за уменьшения его плотности. Например, при температуре 773 К удельная (объемная) теплоемкость олова в жидком состоянии равна 1,73 МДж/(м3·град).

Теплопроводность олова имеет среднее значение среди распространенных металлов. Она сравнима с теплопроводностью железа или углеродистой стали, при этом больше теплопроводности чугуна. У β-олова теплопроводность носит электронный характер, и при температуре 20°С коэффициент теплопроводности олова равен 65 Вт/(м·град), что в 6 раз меньше теплопроводности меди при этой же температуре. Повышение температуры олова приводит к снижению его теплопроводности. Например, при температуре 523К (250°С) теплопроводность жидкого олова становится равной 34,1 Вт/(м·град).

В таблице представлены также данные о температурной зависимости коэффициента температуропроводности, кинематической вязкости и числа Прандтля жидкого олова в интервале температуры 523-773 К.


Следует также отметить, что при атмосферном давлении олово плавится при температуре 505 К (или 232°С) и его теплота плавления составляет 52 кДж/кг. Температура кипения олова равна 2267°С, а теплота испарения олова имеет значение 3014 кДж/кг. Термоэдс олова в твердом состоянии отрицательна по абсолютной величине и растет с повышением температуры.

Источник: Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники. М.: Атомиздат, 1967 — 474 с.

Виды олова для пайки:

  1. ПОС-18. Содержит несколько основных компонентов — олово (18%), свинец (около 81), сурьму (2,5%). Применяется при лужении металлов. Подходит для создания швов при низких стандартах. Температура плавления — 270°C.
  2. ПОС-30. Содержит олово (28%), свинец (около 70%), сурьму (2%). Применяется для пайки меди, стали, латуни. Температура плавления — 270°C.
  3. ПОС-50. Содержит олово (50%), свинец (около 50%), сурьму (0,8%). Применяется для спаивания радиодеталей, получения высокого качества шва. Температура плавления — 230°С.
  4. ПОС-90. Содержит олово (90%), свинец (9–10%), сурьму (0,15%).

Отдельные виды оловянных припоев — ПОС-40, ПОС-60. Применяются для пайки радиодеталей.

Пайка радиодеталей (Фото: Instagram / remont_pc_gelendzhik)

Состав припоя

Свинец, содержащий в сплаве, постепенно вытесняется в соответствии с новыми директивами ЕС (RoHS и WEEE) и заменяется припоями, состоящими из сплавов олова и сурьмы. Уже сегодня в ЕС многие магазины его не продают. У нас пока все по-другому, вероятно, пройдет много лет, прежде чем свинцовый припой в нашей стране будет заменен навсегда.

Важно! Бессвинцовый сплав имеет более высокую температуру плавления, чем свинцовый и использует более агрессивные флюсы. Это означает, что паяльник должен быть изготовлен для бессвинцовой пайки, чтобы обеспечить правильную температуру около 230 C. Бессвинцовый припой, как правило, примерно на 20-50% дороже, чем свинцовый.

Вам это будет интересно Особенности конденсатора

Сферы применения

  1. Защита металлических поверхностей. Применяется в виде специального покрытия. Оно не выделяет вредных веществ при эксплуатации, устойчиво к образованию ржавчины.
  2. Изготовление белой жести (второе название луженое железо). Используется для производства дымовых труб, тары для хранения пищевых продуктов, подшипников.
  3. Производство сантехники, запорной арматуры, фурнитуры.
  4. Изготовление сплавов.
  5. Производство припоев.
  6. Изготовление ограждений, лестничных перил.
  7. Производство скульптур, скамеек, вешалок, светильников для украшения интерьера.

Больше 50% добытого металла применяется для получения белой жести, предметов из стали с дополнительным защитным покрытием.

Как и где используется олово?

Олово относят к легким металлам, при эксплуатации в нормальных условиях, это вещество пластично, этот материал ковкий, а также этот металл легкоплавкий, имеет блеск и серебристо – белый цвет.

Как и где используется олово — вот благодаря химически, а также своим физическим характеристикам олово можно применять в различных сферах:

  • Основная сфера применения олова, это нанесение защитного покрытия;
  • В промышленности этот материал применяется для производства белой жести;
  • Олово применяется в изготовлении трубопроводах для домов и в подшипниках. Наиболее ценным сплавом, в котором присутствует олово можно назвать бронзу, также цениться пьютер, которые используют при изготовлении посуды. В настоящее время интерес к металлу и изделиям из него значительно возрос, ведь он в первую очередь экологичен.
  • С целью имитации необычного сусального золота при выполнении золочения гипсовых, а также деревянных рельефов используют все то же олово. Для обработки стекла и пластмассы пользуются водным раствором на основе дихлорида олова, это выполняется, перед тем как нанести на поверхность слой метала. Флюсы, которые используются при сварке металлов, а также содержат в своем составе олово.
  • Без олова не обошлось и в изготовлении рубинового стекла, а также глазурей.
  • Двуокись олова необходима как легирующее вещество в случае производства конструкционных сплавов титана, а также это довольно действующий абразивный материал, который незаменим при производстве, а вернее обработке оптических стекол.
  • Без олова не обходиться и при создании мелодичных звуков, так как этот материал используется в изготовлении колоколов, вернее при отливе колоколов используются сплавы, которые содержат олово. Но и у чистого олова, интересный звук, и не каждый знает, что своему необычному звучанию, орган обязан оловянным составляющим, именно благодаря им, органная музыка имеет чистоту и силу.
  • Стоит отметить, что без олова не обходиться и в сфере защиты древесины и изделий из нее от возможного гниения, а также от поражения древесины насекомыми.
  • Выгодно применять данный материал в свинцово – оловянных аккумуляторах. Так если сравнить свинцовый аккумулятор, и приведенный аккумулятор он будет иметь практически в три раза большую емкость, а энергоплотность будет практически в 5 раз больше, а вот если говорить о внутреннем сопротивление, то этот показатель будет ниже.

Как забрать паяльником лишнее олово?

Как взаимодействует олово с водой?

Преимущества и недостатки

  1. Пластичность. Из олова изготавливают сложные изделия для украшения интерьера.
  2. Инертность. Металл применяется в пищевой промышленности для изготовления посуды, тар для хранения продуктов.
  3. Низкая температура плавления. Олово используется для нанесения на металлические детали в виде защитного покрытия.
  1. Низкий показатель прочности. Сплав не подходит для изготовления деталей, которые будут подвергаться большим нагрузкам.
  2. Редкость. Из-за этого увеличивается цена на материал.

Сахарница из олова (Фото: Instagram / era_bellissima)

Источник

Читайте также:  Гидроксид олова с чем реагирует