Какая у меди плотность – Удельная плотность меди, ее удельный вес и основные свойства металла

tokar.guru

Плотность меди (в кг м3), свойства (химические, физические, механические), удельный вес, характеристика: таблица

Cuprum

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:

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

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:

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.

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.

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. 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.

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?

ecology-of.ru

Помогите пожалуйста… нужна плотность меди..

Медь 29Cu Внешний вид простого вещества пластичный металл золотисто-розового цвета Свойства атома Имя, символ, номерМедь / Cuprum (Cu), 29 Атомная масса (молярная масса) 63,546 а. е. м. (г/моль) Электронная конфигурация [Ar] 3d10 4s1 Радиус атома128 пм Химические свойства Ковалентный радиус117 пм Радиус иона (+2e) 72 (+1e) 96 пм Электроотрицательность 1,90 (шкала Полинга) Электродный потенциал +0,337 В/ +0,521 В Степени окисления2, 1 Энергия ионизации (первый электрон) 745,0 (7,72) кДж/моль (эВ) Термодинамические свойства простого вещества Плотность (при н. у.) 8,96 г/см³ Температура плавления1356,6 K Температура кипения2840 K Теплота плавления13,01 кДж/моль Теплота испарения304,6 кДж/моль Молярная теплоёмкость 24,44[1] Дж/(K·моль) Молярный объём 7,1 см³/моль Кристаллическая решётка простого вещества Структура решётки кубическая гранецентрированая Параметры решётки 3,615 Å Температура Дебая315 K

Плотность: 8,96 г/см3

8 900 кг/м3 или 8,9 г/см3

Плотность меди — 8,93*103кг/м3; Удельный вес меди — 8,93 г/cм: 3; Удельная теплоемкость меди при 20oC — 0,094 кал/град; Температура плавления меди — 1083oC ; Удельная теплота плавления меди — 42 кал/г; Температура кипения меди — 2600oC ; Коэффициент линейного расширения меди (при температуре около 20oC) — 16,7 *106(1/град) ; Коэффициент теплопроводности меди — 335ккал/м*час*град; Удельное сопротивление меди при 20oC — 0,0167 Ом*мм2/м;

touch.otvet.mail.ru

Плотность меди и ее удельный вес – единицы измерения, примеры расчета веса

Плотность меди (чистой), поверхность которой имеет красноватый, а в изломе розоватый оттенок, высока. Соответственно, этот металл обладает и значительным удельным весом. Благодаря своим уникальным свойствам, в первую очередь отличной электро- и теплопроводности, медь активно используется для производства элементов электронных и электрических систем, а также изделий другого назначения. Кроме чистой меди, большое значение для многих отраслей промышленности имеют и ее минералы. Несмотря на то что в природе таких минералов существует более 170-ти видов, активное применение нашли только 17 из них.

Медь широко используется в производстве

Значение плотности меди

Плотность данного металла, которую можно посмотреть в специальной таблице, имеет значение, равное 8,93*10³ кг/м³. Также в таблице можно увидеть и другую, не менее важную, чем плотность, характеристику меди: ее удельный вес, который тоже равен 8,93, но измеряется в граммах на см³. Как видите, у меди значение этого параметра совпадает со значением плотности, но не стоит думать, что это характерно для всех металлов.

Плотность этого, да и любого другого металла, измеряемая в кг/м³, напрямую влияет на то, какой массой будут обладать изделия, изготовленные из данного материала. Но для определения массы будущего изделия, изготовленного из меди или из ее сплавов, к примеру, из латуни, удобнее пользоваться значением их удельного веса, а не плотности.

Расчет удельного веса

На сегодняшний день разработано множество методик и алгоритмов измерения и расчета не только плотности, но и удельного веса, позволяющих даже без помощи таблиц определять этот важный параметр. Зная удельный вес, который у разных сплавов меди и чистого металла отличается, как и значение плотности, можно эффективно подбирать материалы для производства деталей с заданными параметрами. Такие мероприятия очень важно выполнять на стадии проектирования устройств, в составе которых планируется использовать детали, изготовленные из меди и ее сплавов.

Удельный вес, значение которого (как и плотности) можно посмотреть и в таблице — это отношение веса изделия, изготовленного как из металла, так и из любого другого однородного материала, к его объему. Выражается это отношение формулой γ=P/V, где буквой γ как раз и обозначается удельный вес.

Нельзя путать удельный вес и плотность, которые являются разными характеристиками металла по своей сути, хоть и обладают одинаковым значением для меди.

Зная удельный вес меди и используя формулу для расчета этой величины γ=P/V, можно определить массу медной заготовки, имеющей различной сечение. Для этого необходимо перемножить значение удельного веса для меди и объем рассматриваемой заготовки, определить который расчетным путем не представляет особой сложности.

Единицы измерения удельного веса

Для выражения удельного веса меди в различных системах измерения используются различные единицы.

• В системе СГС данный параметр измеряется в 1 дин/см³.
• В системе СИ принята единица измерения 1н/м³.
• В системе МКСС используется единица измерения 1 кГ/м³.

Если вы столкнулись с различными единицами измерения этого параметра меди или ее сплавов, то не представляет сложности перевести их друг в друга. Для этого можно использовать простую формулу перевода, которая выглядит следующим образом: 0,1 дин/см³ = 1 н/м³ = 0,102 кГ/м³.

Медьсодержащая руда до обработки

Расчет веса с использованием значения удельного веса

Чтобы вычислить вес заготовки, нужно определить площадь ее поперечного сечения, а затем умножить его на длину детали и на удельный вес.

Рассчитаем вес прутка из медно-никелевого сплава МНЖ5-1, диаметр которого составляет 30 миллиметров, а длина — 50 метров.

Площадь сечения вычислим по формуле S=πR², следовательно: S = 3,1415 · 15² = 706,84 мм² = 7,068 см²

Зная удельный вес медно-никелевого сплава МНЖ5-1, который равен 8,7 гр/см³, получим: М = 7,068 · 8,7 · 5000 = 307458 грамм = 307,458 кг

Вычислим вес 28-ми листов из медного сплава М2, толщина которых составляет 6 мм, а размеры 1500х2000 мм.

Объем одного листа составит: V = 6 · 1500 · 2000 = 18000000 мм³ = 18000 см³

Теперь, зная, что удельный вес 1 см³ меди марки М3 равен 8,94 гр/см³, можем узнать вес одного листа: M = 8,94 · 18000 = 160920 гр = 160,92 кг

Масса всех 28-ми листов проката составит: М = 160,92 · 28 = 4505,76 кг

Вычислим вес прута квадратного сечения из медного сплава БрНХК длиной 8 метров и размер стороны 30 мм.

Определим объем всего проката: V = 3 · 3 · 800 = 7200 см³

Удельный вес указанного жаропрочного сплава равен 8,85 гр/см³, следовательно общий вес проката составит: М = 7200 · 8,85 = 63720 грамм = 63,72 кг

Оценка статьи:

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Плотность меди (Cu), значение и примеры

Плотность меди и её другие физические свойства

Плотность твердого вещества – это справочная величина. Плотность меди равна 9,0 г/см³. В элементарном состоянии медь представляет собой металл красного цвета (рис.1). Её важнейшие константы представлены в таблице ниже:

Таблица 1. Физические свойства меди.

Медь характеризуется значительной плотностью, довольно высокой температурой плавления и малой твердостью. Её тягучесть и ковкость исключительно велика: медь можно вытянуть в проволоку диаметром в 0,001 мм (примерно в 50 раз тоньше человеческого волоса).

Рис. 1. Медь. Внешний вид.

Нахождение меди в природе

По распространенности в природе медь стоит далеко позади соответствующих щелочных металлов. Её содержание в земной коре оценивается величиной порядка 0,003% (масс.). Медь встречается главным образом в виде сернистых соединений и чаще совместно с сернистыми рудами других металлов. Из отдельных минералов меди наиболее важны халькопирит (CuFeS₂) и халькозин (Cu₂S). Гораздо меньшее промышленное значение имеют кислородсодержащие минералы – куприт (Cu₂O) и малахит ((CuOH)₂CO₃).

Краткое описание химических свойств и плотность меди

Медь образует сплавы со многими металлами. В частности, она сплавляется с золотом, серебром и ртутью.

Химическая активность меди невелика. На воздухе она постоянно покрывается плотной зеленовато-серой пленкой основных углекислых солей. Соединяется с кислородом под обычным давлением и при нагревании:

4Cu + O₂ = 2CuO;

2Cu + O₂ = 2CuO.

Не реагирует с водородом, азотом и углеродом даже при высоких температурах.

При обычной температуре медь медленно соединяется с галогенами хлором, бромом и йодом:

Cu + Cl₂ = CuCl₂;

Cu + Br₂ = CuBr₂.

Медь – слабый восстановитель; не реагирует с водой и разбавленной хлороводородной кислотой. Переводится в раствор кислотами-неокислителями или гидратом аммиака в присутствии кислорода или цианидом калия. Окисляется концентрированными серной и азотной кислотами, «царской водкой», халькогенами и оксидами неметаллов. Реагирует при нагревании с галогеноводородами.

Примеры решения задач

ru.solverbook.com

Плотность твердых веществ | Формулы и расчеты онлайн

www.fxyz.ru

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.

Медь, 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%.

Обогащение 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.

При 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.

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

От 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.

Похожие статьи

ometallah.com