Глицерин с водой при нагревании

Физические свойства глицерина: плотность, вязкость, теплопроводность, теплоемкость

Представлены таблицы физических свойств глицерина при различных температурах (от 10 до 240°С). Рассмотрены такие физические свойства глицерина, как:

• динамическая вязкость μ;
• плотность глицерина ρ;
• удельная теплоемкость C_p;
• коэффициент теплопроводности λ.

Глицерин относится к трехатомным спиртам и имеет химическую формулу C₃H₅(OH)₃. При температуре выше 18°С он представляет собой вязкую бесцветную гигроскопическую жидкость с температурой кипения 290°С, которая хорошо смешивается с водой. Глицерин тяжелее воды — плотность глицерина при 20°С составляет 1260 кг/м 3 .

Физические свойства глицерина в значительной мере зависят от температуры. Наиболее сильно ее изменение затрагивает вязкость глицерина, которая снижается в 280 раз при нагревании с 20 до 120°С.

Следует отметить, что вязкость глицерина достаточно высока — при температуре 20°С она составляет 1,48 Па·с, что в 1474 раза больше вязкости воды при этой температуре.

В таблице приведены значения коэффициента динамической вязкости глицерина в диапазоне от 10 до 200 градусов Цельсия.

Динамическая вязкость глицерина

t, °C	10	20	30	40	50
μ·10 3 , Па·с	3950	1480	600	330	180
t, °C	60	70	80	90	100
μ·10 3 , Па·с	102	59	35	21	13
t, °C	120	140	160	180	200
μ·10 3 , Па·с	5,2	1,8	1	0,45	0,22

Плотность глицерина зависит от температуры значительно слабее, чем вязкость: при нагревании на те же 100 градусов плотность уменьшается всего на 6% и при температуре 120°С составляет 1188 кг/м 3 .

В таблице представлены значения плотности глицерина и его удельной теплоемкости при температурах от 20 до 240°С. Удельная теплоемкость глицерина при 20°С равна 2350 Дж/(кг·град) и при нагревании увеличивается.

Плотность глицерина и его удельная теплоемкость

t, °C	20	40	60	80	100	120
ρ, кг/м 3	1260	1250	1238	1224	1208	1188
Cp, Дж/(кг·град)	2350	2450	2560	2670	2790	2900
t, °C	140	160	180	200	220	240
ρ, кг/м 3	1167	1143	1117	1090	1059	1025
Cp, Дж/(кг·град)	3010	3120	3230	3340	3460	3600

В таблице приведена теплопроводность глицерина в интервале от 25 до 190°С. При 25°С она равна 0,279 Вт/(м·град), что в два раза ниже теплопроводности воды. При нагревании глицерина его теплопроводность увеличивается и достигает значения 0,309 Вт/(м·град) при 190°С.

Источник

Физические свойства водного раствора глицерина

Приведены данные по физическим свойствам водного раствора глицерина, которые могут быть полезны для проведения инженерных расчётов.

Плотность водного раствора глицерина

Плотность смеси глицерина и воды приведена в таблице для концентрации глицерина от 10 процентов до 70 процентов по массе в диапазоне температур от нуля до ста градусов Цельсия.

Плотность водного раствора глицерина (содержание в процентах по массе)
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3	ρ, г/см 3
0	1,025	1,052	1,079	1,107	1,135	1,163	1,192
20	1,022	1,047	1,073	1,099	1,126	1,154	1,181
40	1,016	1,039	1,064	1,089	1,115	1,142	1,169
60	1,006	1,030	1,053	1,078	1,103	1,130	1,156
80	0,994	1,017	1,041	1,066	1.091	1,117	1.144
100	0,982	1,004	1,027	1,052	1,077	1,104	1,302

Динамическая вязкость водного раствора глицерина

Вязкость водного раствора глицерина приводится в таблице в диапазоне температур смеси от нуля до ста градусов Цельсия и концентрации глицерина от 10% до 70%. Примечательно, что добавление всего лишь 10% (по массе) глицерина в воду позволяет повысить динамическую вязкость раствора на

Вязкость водного раствора глицерина (содержание в процентах по массе)
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с	μ, Па • с
0	2,44•10 -3	3,44•10 -3	5,14•10 -3	8,25•10 -3	14,6•10 -3	29,9•10 -3	76,0•10 -3
20	1,31•10 -3	1,76•10 -3	2,5•10 -3	3,72•10 -3	6,0•10 -3	10,8•10 -3	22,5•10 -3
40	0,826•10 -3	1,07•10 -3	1,46•10 -3	2,07•10 -3	3,10•10 -3	5,08•10 -3	9,4•10 -3
60	0,575•10 -3	0,731•10 -3	0,956•10 -3	1,30•10 -3	1,86•10 -3	2,85•10 -3	4,86•10 -3
80	—	—	0,69•10 -3	0,918•10 -3	1,25•10 -3	1,84•10 -3	2,9•10 -3
100	—	—	—	0,668•10 -3	0,91•10 -3	1,28•10 -3	1,93•10 -3

Теплопроводность смеси глицерина с водой

Значения теплопроводности водного раствора глицерина показаны в таблице для диапазона температур от 20 до 80 градусов Цельсия и концентрации глицерина от 10% до 70%. С увеличением концентрации глицерина теплопроводность водного раствора снижается. При содержании 50% глицерина теплопроводность смеси на

29% меньшей, чем у чистой воды.

Теплопроводность смеси глицерина (содержание в процентах по массе) с водой
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)	Вт/(м• o C)
20	0,557	0,519	0,481	0,448	0,414	0,381	0,352
40	0,586	0,540	0,502	0,460	0,423	0,385	0,356
60	0,611	0,565	0,519	0,477	0,435	0,393	0,360
80	0,636	0,590	0,540	0,494	0,448	0,402	0,364

Теплоемкость водного раствора глицерина

Оценочные значения теплоемкости водного раствора глицерина приводятся в таблице для температур от 20 до 80 градусов Цельсия и концентраций глицерина от 10 до 70 процентов. С увеличением концентрации глицерина теплопроводность раствора снижается. При нормальных условиях и содержании 10% глицерина теплоемкость смеси в

2 раза меньше теплоемкости чистой воды.

Теплоемкость смеси глицерина (содержание в процентах по массе) с водой
Температура	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
о С	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)	кДж/(кг• o C)
20	1,998	1,907	1,816	1,725	1,634	1,542	1,452
40	2,002	1,916	1,830	1,744	1,659	1,573	1,487
60	2,010	1,929	1,848	1,767	1,687	1,606	1,525
80	2,024	1,948	1,871	1,795	1,718	1,642	1,608

Концентрация глицерина по массе и по объёму в водном растворе

В таблице ниже приведены соотношения концентрации глицерина в водном растворе по массе и по объёму.

Содержание глицерина по массе (в процентах)
5%	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%
Концентрация глицерина по объёму (в процентах)	4,0%	8,1%	16,58%	25,49%	34,84%	44,63%	54,86%	65,56%

Температура кипения водного раствора глицерина

Приведена диаграмма по температурам кипения водного раствора глицерина в зависимости от его содержания по массе в процентах при давлении атмосферного воздуха 760 мм.рт.ст. Стоить обратить внимание, что при концентрации в растворе глицерина от 10% до 50% температура кипения повышается всего лишь на 6 градусов Цельсия. С увеличением концентрации глицерина до 80% по массе температура кипения раствора повышается до 121,5 градуса Цельсия.

Сравнительная температура кипения смеси глицерина с водой (при нормальном атмосферном давлении)

Вода (без содержания глицерина) 100 o C

Вода (90%) + Глицерин (10%) 100.7 o C

Вода (70%) + Глицерин (30%) 102,9 o C

Вода (50%) + Глицерин (50%) 106,7 o C

Глицерин (80%) + Вода (20%) 121,5 o C

Глицерин (90%) + Вода (10%) 139,8 o C

Глицерин (95%) + Вода (5%) 168,0 o C

Температура замерзания водного раствора глицерина

Приведена диаграмма по температурам замерзания водного раствора глицерина в зависимости от его содержания по массе в процентах. Примечательно, что при концентрации глицерина от 10% до 30% температура замерзания водного раствора понижается незначительно от -1,0 до -8,8 градуса Цельсия. С последующим доведением концентрации глицерина до 50% температура замерзания резко снижается до -21,4 градусов Цельсия. Это свойство глицерина позволяет использовать его в технологических процессах с низкими значениями рабочих температур.

Сравнительная температура замерзания раствора глицерина с водой

Вода (без содержания глицерина) -1,0 o C

Вода (90%) + Глицерин (10%) -2,2 o C

Вода (70%) + Глицерин (30%) -8,8 o C

Вода (50%) + Глицерин (50%) -21,4 o C

Глицерин (70%) + Вода (30%) -41,5 o C

НИОКР в машиностроении

Инновационное импортозамещение

г. Коломна, Московская область
Россия, 140400

Источник