Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Термодинамическая характеристика кобальта

01.06.2019

Согласно старым данным о температурной зависимости теплоемкости кобальта выше 2° К, характеристическая его температура составляет 445° К, а вклад электронной теплоемкости описывается выражением Cе=уТ=5,0*10в-3Т дж/(г-атом*град). В последующем было выполнено много новых измерений при еще более низких температурах (до 0,6°К), из которых следует, что 0D=460°К, а у близко к 4,5-10в-3 дж/(г-атом*град2).

Клузиус и Шахиндер изучали температурную зависимость теплоемкости технического кобальта, содержавшего примеси в основном железа (2,50%), никеля (0,20%) и меди (0,26%), между 14,27 и 269,83° К. До 20° К их данные хорошо согласуются с результатами Дайкертса (2—18° К), описываемые уравнением
Термодинамическая характеристика кобальта

При более же высоких температурах лучшие результаты получаются, если предположить, что 0D = 375°К. В этом случае характеристическая температура оказывается постоянной между 50 и 300° К, т. е. здесь CV = 5,12*10в-3Т + 1943,5 (7/375)3 дж/(г-атом*град).

Графоаналитическая обработка экспериментальных данных позволила оценить значения стандартных теплоемкостей, энтропии и энтальпии, которые оказались равными Ср298,15 = 24,64, S298,15 = 30,04 дж/(г-атом*град) и АН298,15 = 4795 дж/г-атом.

В последующем температурные зависимости энтальпии и теплоемкости кобальта изучались при высоких температурах рядом авторов.

По мнению Келли, их результаты можно описать, полагая существование трех модификаций кобальта:

В работе теплоемкость кобальта изучалась до 800° С. Авторы обнаружили пик на зависимости Cр(T), расположенный между 720 и 755° К, обусловленный постепенным развитием фазового перехода (а—>Р). Определение площади, ограниченной этим пиком, позволило оценить теплоту превращения, которая оказалась близкой к 250 дж/г-атом. Сходные результаты приводились и другими авторами.

В последующем весьма тщательные исследования температурной зависимости теплоемкости кобальта (между 50 и 1600°С) были выполнены Брауном и Кольхаазом (рис. 80) (табл. 13).

Эти данные в первом приближении можно описать единым уравнением Cр = 31,96+5,38*10в-3 Т—7,85*10в5 Т-2, дж/(г-атом*град), не учитывающим, однако, вклада, обусловленного полиморфным превращением. При этом авторы установили, что положение и форма пика на кривой Cр(T), соответствующего а—р-превращению, в значительной мере зависит от чистоты изучаемого материала, и, по-видимому, его структурного состояния.

Следует особо подчеркнуть, что теплота фазового превращения а-Со в в-Со, по данным этих авторов (АНпр = 450 дж/г-атом), оказалась существенно больше, чем это предполагалось ранее (200—250 дж/г-атом).

В своих работах Браун и Кольхааз подробно рассмотрели вклад решеточной, электронной и магнитной составляющей в теплоемкость металла. При этом обнаружилось, что последняя до 700° К имеет относительно небольшое значение, в то время как между 1000 и 1450° С становится более весомой, чем Cе. По понятным соображениям особо велико значение Cm вблизи точки Кюри, когда оно достигает около 40% от Cv (см. рис. 80).

По данным, точка Кюри, которой на зависимости Cp(T) соответствует второй и весьма резко выраженный пик, равна 1105° С. Теплоемкость кобальта в районе температуры Кюри (1320—1440° К) недавно измерялась модуляционным методом Крафтмахером и Ромашиной. Полученные ими результаты несколько уточнили данные, в общем подтвердив характер наблюдаемой здесь аномалии. Кроме того, они установили, что здесь, так же как и в случае железа, экспериментальные данные хорошо описываются логарифмическими зависимостями:

При этом предполагается, что точка Кюри равна 1103°С. Следует заметить, что по причинам, рассмотренным в предыдущем параграфе, подобный вид зависимостей Cp(T) и вытекающий из них скачок Cp при T = 0ф требует дополнительной проверки и обоснования.

Зависимость теплоемкости кобальта в окрестности температуры Кюри от напряженности магнитного поля исследована в работе. Выяснилось, что выше температуры Кюри теплоемкость уменьшается с ростом напряженности, а ниже ее растет. Наиболее сильный эффект имеет место при температуре предполагаемого максимума теплоемкости.

Температура плавления кобальта, изученная многими авторами, равна 1767° К. Теплота его плавления, согласно данным Кубашевского, составляет 15700 дж/г-атом, в то время как, по данным, близка к 16200 дж/г-атом. Выше точки плавления теплоемкость кобальта температурно независима: Cр,ж = 40,5 дж/(г-атом*град).
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: