Рассмотрим тепловые и термодинамические свойства меди.
Температура плавления 1083°С, температура кипения 2573°С, характеристическая температура ΘD 345 К, удельная теплота плавления 239 кДж/кг, удельная теплота испарения 4790 кДж/кг. Удельная теплоемкость меди при 293 К при постоянном давлении Ср= 384,2 Дж/(кг*K), а жидкой (при температуре плавления) 495 Дж/(кг*К). Удельная электронная теплоемкость Срэл = [0,688 мДж/(моль*К2)] *Т. Теплопроводность λ при 293 К равна 397 Вт/(м*К), при температуре 1356 К 165,8 Вт/(м*К).
Зависимость теплопроводности λ, от температуры (чистота 99,999 %):
|
Т, К |
λ, Вт/(м*К) |
Т, К |
λ, Вт/(м*К) |
Т, К |
λ, Вт/(м*К) |
|
2 5 20 50 |
523,5 1487,0 2518,0 1189,5 |
100 150 200 250 |
481,3 428,4 413 406,0 |
300 350 400 |
401,2 397,2 393,7 |
Теплопроводность меди заметно не изменяется под влиянием висмута, свинца, серы, селена, сильно понижается под влиянием незначительных количеств мышьяка, алюминия, снижается под влиянием сурьмы. Температурный коэффициент линейного расширения при 293 К α = 16,7*10-6К-1.
Изменение α в зависимости от температуры (чистота 99,999%):
|
Т, К |
α*106 К-1 |
Т, К |
α*106 К-1 |
Т, К |
α*106 К-1 |
|
5 |
0,0024 |
20 |
0,23 |
400 |
17,58 |
|
7 |
0,01062 |
40 |
2,28. |
600 |
18,92 |
|
10 |
0,0294 |
60 |
5,40 |
800 |
20,09 |
|
13 |
0,06322 |
100 |
10,33 |
1000 |
22,1 |
|
15 |
0,9634 |
200 |
15,18 |
1200 |
24,5 |
|
|
|
|
|
1300 |
27,0 |
Температурный коэффициент объемного расширения при 293 К β = 49,2*10-6 К-1, в диапазоне 293-1356 К: β= (45,0+0,016 Т)*10-6К-1, где β Д коэффициент объемного расширения, К-1; Т Д температура, К.
Молярная энтропия s° в зависимости от температуры:
|
Т, К |
298 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
|
s°, Дж/(моль*К) |
33,39 |
44,8 |
65,28 |
87,19 |
96,20 |
103,24 |
215,53 |
Поверхностное натяжение при 1083 °С σ =1351 мН/м. Поверхностная энергия v =1115 мДж/м2, для грани (100) v =1060, а для (111) v = 926 мДж/м3. Энергия дефекта упаковки 67 МДж/м2. Давление пара р в зависимости от температуры:
|
Т, К |
Р, Па |
Т, К |
Р, Па |
|
700 800 900 |
31,066*10-15 38,514*10-12 97,804*10-10 |
1000 1100 |
82,22*10-8 30,968*10-6 |
Давление пара при температуре плавления Р =50,47 мПа. Энергия активации самодиффузии в интервале 1135Д1330 К Е= 205 КДж/моль.
Параметры взаимной диффузии (предэкспоненциальный множитель Do и энергия активации Е) некоторых элементов в меди:
|
Диффундирующий элемент |
T, К |
Образующаяся фаза |
D0, м2/с |
Е, кДж/моль |
|
Н |
- |
Твердый раствор |
5,6*10-8 |
38,52 |
|
Be |
- |
Твердый раствор |
2,32*10-8 |
117,23 |
|
Si |
- |
Твердый раствор |
3,7*10-6 |
167,47 |
|
S |
1403Д1673 |
Жидкая фаза |
3,44*10-7 |
28,85 |
|
S |
1073Д1273 |
Твердый раствор |
8,24*10-5 |
196,78 |
|
Мп |
973Д1348 |
Твердый раствор |
5*10-5 |
192,59 |
|
Fe |
973Д1343 |
Твердый раствор |
1,4*10-4 |
216,88 |
|
Co |
973Д1348 |
Твердый раствор |
1,93*10-4 |
226,51 |
|
Ni |
973Д1348 |
Твердый раствор |
2,7*10-4 |
236,55 |
|
Zn |
878Д1323 |
Твердый раствор |
3,4*10-5 |
190,92 |
|
Ge |
952Д1288 |
Твердый раствор |
3,97*10-5 |
187,5 |
|
As |
1083Д1328 |
Твердый раствор |
2*10-5 |
176,6 |
|
Rh |
1023Д1328 |
Твердый раствор |
3,3*10-4 |
242,5 |
|
Pd |
1080Д1328 |
Твердый раствор |
1,71*10-4 |
227 |
|
Ag |
973Д1173 |
Твердый раствор |
1,3*10-6 |
161,6 |
|
Cd |
998Д1223 |
Твердый раствор |
9,35*10-5 |
191,34 |
|
In |
1023Д1343 |
Твердый раствор |
1,3*10-4 |
193 |
|
Sn |
973Д1189 |
Твердый раствор |
1,0*10-4 |
190,5 |
|
Sb |
873Д1273 |
Твердый раствор |
3,4*10-5 |
175,85 |
|
Au |
- |
Твердый раствор |
1*10-5 |
187,99 |
|
Tl |
1058Д1269 |
Твердый раствор |
7,1*10-5 |
181,29 |