Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Термодинамическая характеристика никеля

01.06.2019

Теплоемкость никеля при гелиевых температурах изучали многие авторы. В одном из последних исследований полученные между 1,2 и 4,8° К результаты описывались трехчленным полиномом С = у0Т+аТ3+еТ3/2, из которого, в частности, следовало, что у0 = 7,03*10в-3 дж/(моль*град2) и 0d = 475°K. Близкие результаты были получены и в работе (у0 = 7,12*10в-3 дж/(моль*град2) и 0D = 462°К), которые, по-видимому, можно считать наиболее достоверными.

Теплоемкость никеля в более широкой области температур (вплоть до 300° К) исследовалась в ряде работ. В частности, в работе изучалась зависимость Cp(T) между 12,95 и 302,98°К на образце, содержащем около 99,98% Ni. При этом были получены результаты, хорошо согласующиеся с данными Клузиуса и Гольдмана (10—26°К), а также Кеезома и Кларка (1—29° К, у0 = 7,3*10в-3 дж/(моль*град2); 0D = 456°K). Это позволило авторам более надежно экстраполировать зависимости Cр(T) и Т-1 Cр(T) к 0° К и установить стандартные термодинамические характеристики никеля, оказавшиеся равными Ср298,15 = 26,05 дж/(моль*град); S298,15 = 29,86 дж/ (моль*град); AH298,15 =4810 дж/г-атом. Эти значения находятся в неплохом согласии с рекомендуемыми Эллиотом и Блайзером, а также Герасимовым и соавторами.

Обработка экспериментальных данных ряда авторов о низкотемпературной теплоемкости никеля привела Клузиуса и Шахингер к выводу, что для постоянства 0D при Т>50°К необходимо положить Сe=уТ=5,02*10в-3 Т. При этом коэффициент у оказывается заметно меньше экстраполированного на 0°К (т. е. у0). Кроме того, установленные таким образом значения 0D = 390°К так же, как и в случае железа и кобальта, заметно отличаются от ее значений, рассчитанных по результатам низкотемпературных исследований.

Теплоемкость и энтальпия никеля при температурах выше комнатной изучалась большим числом исследователей. Следует при этом заметить, что данные наиболее надежных работ находятся в достаточно хорошем согласии друг с другом, по крайней мере, до точки Кюри. При более же высоких температурах результаты оказываются несколько большими, чем установленные в исследовании.

Температурная зависимость теплоемкости никеля между 298 и 630° К (0ф) может быть описана полиномом
Термодинамическая характеристика никеля

в то время как между 0ф и точкой плавления

Несколько иные полиномы приводятся в обзоре.

Наконец, согласно теплоемкость парамагнитного никеля между 1120° С и точкой плавления можно считать постоянной и равной Cp=36,2 дж/(моль*град).

Следует отметить, что в связи со сложным характером температурной зависимости теплоемкости, особенно в области температуры магнитного разупорядочения, эти уравнения в лучшем случае можно рассматривать как пригодные для неслишком точных термодинамических расчетов (рис. 89). Для более точных исследований, по-видимому, следует рекомендовать табелированные данные, содержащиеся, например, в работе.

Согласно данным Крафтмахера, изучавшего температурную зависимость теплоемкости никеля вблизи точки Кюри (0ф), она описывается логарифмическими зависимостями:


аналогичными ранее установленным для железа и кобальта.

Следует, однако, заметить, что в работе Хендлера и соавторов, посвященной изучению теплоемкости никеля вблизи точки Кюри, были получены данные, достаточно близкие к результатам исследования, однако существенно отличающиеся от полученных, особенно в непосредственной близости от точки Кюри. В частности, вопреки указаниям, в работах не было подтверждено скачкообразное изменение Cp при T=0ф, а температурная зависимость Cp(T) описана экспоненциальными уравнениями.

В последующей экспериментальной работе показано, что теплоемкость никеля в окрестности температуры Кюри может быть описана формулой, следующей из статистической теории фазовых переходов 2-го рода: С=А'е-a+В, где e = 0ф-Т/0ф, 0ф = 629,6°К. При этом в работе определены параметры а, А' и В.

Теоретический расчет теплоемкости никеля вблизи 0ф дан в работе, а ряд свойств изучен авторами.

Вклад электронной и магнитной составляющей в теплоемкость никеля был подробно рассмотрен Брауном и Кольхаазом, данные которых обобщены на рис. 89 и не требуют особого пояснения. При этом авторы полагают, что температура Кюри у никеля равна 631° К, что хорошо согласуется с наиболее достоверными данными других исследователей.

Обзор результатов многочисленных работ показывает, что данные разных авторов о температуре плавления никеля отличаются друг от друга незначительно [1452—1455° С]. При этом особого доверия заслуживают данные (Tпл = 1725° К), а также (Тпл = 1726°К), изучавших температурную зависимость энтальпии никеля между 1120 и 1919° С.

Большие расхождения имеются в оценке теплот плавления никеля. Она составляет примерно 17600 дж/моль, то, по данным, Анпл = 16900 дж/моль.

Теплоемкость жидкого никеля, как правило, все исследователи считают температурно независимой и равной 39,0 дж/(моль*град); 38,4; 39,8. Однако в работе приводится мало оправданное значение Cр = 43,0 дж/(моль*град).
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: