Մետաղների ջերմային հաղորդունակությունը եւ դրա կիրառումը

Մետաղներ են բյուրեղային կառուցվածք ունեցող նյութեր: Երբ ջեռուցվում են, նրանք կարողանում են հալվել, այսինքն, անցնել հեղուկ վիճակում: Նրանցից ոմանք ցածր հալման կետ են ունենում. Դրանք կարող են հալվել `դրանք դնելով կանոնավոր գդալով եւ մոմ վառելով: Դա կապարի եւ թիթեղ է: Մյուսները կարող են հալվել միայն հատուկ վառարաններում: Պղնձի եւ երկաթի բարձր հալման կետեր են : Կրճատելու համար մետաղի ավելացվող հավելումները ավելացվում են: Արդյունքում համաձուլվածքները (պողպատե, բրոնզ, շերտ, պղինձ) ունեն հալման կետ ցածր, քան ծնողի մետաղից:

Ինչ է կախված մետաղների հալեցման կետից: Բոլորն ունեն որոշակի հատկանիշներ `ջերմային հզորություն եւ մետաղների ջերմային հաղորդակցություն: Ջերմային հզորությունը վերաբերում է ջերմության ջերմության ընդունման ունակությանը: Դրա թվային ցուցանիշը հատուկ ջերմություն է: Դա նշանակում է էներգիայի քանակությունը, որը կարող է կլանել 1 ° C ջերմությամբ մետաղի զանգվածի միավորը: Այս ցուցանիշից կախված է վառելիքի սպառումը մետաղների կախոցը ցանկալի ջերմաստիճանի ջեռուցման համար: Մետաղների ջերմային հզորությունը կազմում է 300-400 Ջ / կգ (կգ), մետաղական համաձուլվածքներ `100-2000 Ջ / կգ (կգ):

Մետաղների ջերմային հաղորդունակությունն այն է, որ ջերմությունը տաքացուցիչ մասնիկներից մինչեւ սառը եղանակներին, ըստ Ֆուրերիայի օրենքի, իրենց մակրոսկոպիկ անբավարարության համար: Դա կախված է նյութի կառուցվածքից, նրա քիմիական կազմից եւ միջատոմիկ կապի տեսակից: Մետաղներում ջերմությունը փոխանցվում է էլեկտրոններով, այլ պինդ նյութերում `նոնսոններով: Մետաղների ջերմային հաղորդունակությունն ավելի բարձր է, այնքան ավելի կատարյալ են բյուրեղների կառուցվածքը: Որքան մետաղը ավելի շատ խառնուրդներ ունի, այնքան ավելի աղավաղված է բյուրեղյա ցանցը, եւ ցածր ջերմային հաղորդակցությունը: Doping- ը նման աղավաղումներ է ներկայացնում մետաղների կառուցվածքի մեջ եւ նվազեցնում է բազային մետաղի նկատմամբ ջերմային հաղորդունակությունը:

Բոլոր մետաղները ունեն լավ ջերմային հաղորդակցություն, բայց ոմանք ավելի բարձր են, քան մյուսները: Նման մետաղների օրինակ է ոսկին, պղինձը, արծաթը: Ցածր ջերմային հաղորդունակությունը հայտնաբերված է անագ, ալյումինե եւ երկաթով: Մետաղների ջերմային հաղորդակցությունն ավելանում է առաքինություն կամ անբավարարություն, կախված դրանց օգտագործման շրջանից: Օրինակ, սննդի արագ ջեռուցման համար անհրաժեշտ է մետաղական սպասք: Միեւնույն ժամանակ, մետաղների օգտագործումը բարձր ջերմային հաղորդակցությամբ, որպեսզի ճաշատեսակների բռնակները դարձնել դժվար է օգտագործել, շեղերը շտկում են շատ արագ եւ չեն կարող անդրադառնալ: Հետեւաբար այստեղ օգտագործվում են ջերմային մեկուսիչ նյութեր:

Մետաղից մեկ այլ բնութագիր, որը ազդում է իր հատկությունների վրա, ջերմային ընդլայնում է: Այն կարծես մետաղի ծավալն ավելանում է, երբ այն ջեռուցվում է եւ նվազում է սառեցմամբ: Այս երեւույթը պետք է հաշվի առնել մետաղական արտադրանքի մշակման ժամանակ: Օրինակ, կաթսաների կափարիչները կատարվում են վերեւում, ջեռոցները նաեւ խցիկի եւ պատյանների միջեւ տարբերություն ունեն, որպեսզի ջեռուցվում է այն, որ կափարիչը խրված չի լինում:

Յուրաքանչյուր մետաղի համար հաշվարկվում է ջերմային ընդլայնման գործակիցը : Այն որոշվում է մինչեւ 1 մ երկարություն ունեցող նախատիպի 1 ° C ջեռուցման միջոցով: Կապար, ցինկ եւ թիթեղներ ունեն ամենամեծ գործակիցը: Այն պղինձով եւ արծաթով փոքր է: Նույնիսկ ցածր երկաթ եւ ոսկի:

Մետաղների քիմիական հատկությունների վրա բաժանվում են մի քանի խմբեր: Կան ակտիվ մետաղներ (օրինակ, կալիում կամ նատրիում), որոնք կարող են ակնթարթորեն արձագանքել օդի կամ ջրի հետ: Պարբերական աղյուսակի առաջին խումբը կազմող վեց ակտիվ մետաղները կոչվում են ալկալային: Նրանք ունեն փոքր հալման կետ եւ այնքան փափուկ են, որ դրանք կարող են կտրվել դանակով: Ջրի հետ կապում են ալկալային լուծումներ, հետեւաբար նրանց անունը:

Երկրորդ խումբը բաղկացած է ալկալային մետաղներից `կալցիում, մագնեզիում եւ այլն: Նրանք շատ հանքանյութերի մի մասն են, ավելի կոշտ եւ հուսահատ: Հաջորդ, երրորդ եւ չորրորդ խմբերի մետաղների օրինակները կարող են հանգեցնել եւ ալյումինի: Դրանք բավականաչափ փափուկ մետաղներ են եւ դրանք հաճախ օգտագործվում են համաձուլվածքների մեջ: Անցումային մետաղները (երկաթ, քրոմ, նիկել, պղինձ, ոսկի, արծաթ) ավելի քիչ ակտիվ են, քան կեղծելը եւ հաճախ օգտագործվում են արդյունաբերության մեջ համաձուլվածքների ձեւով:

Յուրաքանչյուր մետաղի դիրքորոշումը մի շարք գործողություններում բնութագրում է արձագանքելու ունակությունը: Որքան ակտիվ է մետաղը, այնքան ավելի հեշտ է ստացվում թթվածինը: Դրանք շատ դժվար են մեկուսացված լինել միացումներից, իսկ մետաղների ցածր ակտիվ տեսակները կարելի է գտնել մաքուր ձեւով: Դրանցից ամենաակտիվը, կալիումի եւ նատրիումի, պահվում են կերոսինի մեջ, դրանից անմիջապես օքսիդացված են: Արդյունաբերության մեջ օգտագործվող մետաղներից պղնձը ամենա ակտիվն է: Այն տաք ջրի տանկեր եւ խողովակներ է, ինչպես նաեւ էլեկտրական լարերը: