أي معدن سيصبح الأكثر سخونة؟

وقت الاصدار: 2022-06-24

لا توجد إجابة محددة لهذا السؤال لأنه يعتمد على مجموعة متنوعة من العوامل ، بما في ذلك تركيبة المعدن ودرجة حرارته وكيفية استخدامه.ومع ذلك ، فإن بعض المعادن التي من المتوقع أن تصل إلى درجات حرارة عالية تشمل البلاتين والذهب والتيتانيوم.غالبًا ما تستخدم هذه المعادن في المنتجات الراقية مثل المجوهرات أو السيارات ، وقد يكون ناتجها الحراري خطيرًا إذا لم يتم التعامل معها بشكل صحيح.على سبيل المثال ، يمكن أن تصل درجة حرارة البلاتين إلى 1800 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية) ، مما قد يتسبب في حروق خطيرة إذا تم لمسه.

في أي درجة حرارة يصل المعدن X إلى نقطة الغليان؟

ما هي درجة غليان المعدن X؟

نقطة غليان المعدن هي درجة الحرارة التي يبدأ عندها الغليان في طور السائل.المعادن لها نقاط غليان مختلفة حسب تركيبها الكيميائي.تحتوي بعض المعادن ، مثل الزئبق ، على درجة غليان منخفضة جدًا ولا يمكن غليها إلا لفترة قصيرة جدًا.المعادن الأخرى ، مثل الرصاص ، لها نقطة غليان أعلى ويمكن غليها لفترة أطول من الوقت.يسرد الجدول أدناه المعادن الشائعة ونقاط الغليان المقابلة لها.

نقطة غليان المعادن (درجة مئوية) الزئبق -38 الرصاص 204 النحاس 62 الحديد 55 الفضة 39 الذهب 26 البلاتين 22

هناك العديد من العوامل التي تؤثر على درجة غليان المعدن منها نقاوته ووزنه.على سبيل المثال ، يحتوي الرصاص على نقطة غليان أعلى من النحاس لأنه يحتوي على شوائب أكثر.هذا يعني أن الرصاص سيصل إلى نقطة الغليان بشكل أسرع من النحاس.عامل آخر يؤثر على درجة غليان المعدن هو درجة حرارته: إذا ارتفعت درجة الحرارة ، فإن المعدن سيصل إلى نقطة الغليان في وقت أقرب لأنه يصل إلى التوازن الحراري بشكل أسرع عند درجات الحرارة العالية.

ما هي الحرارة النوعية للمعدن Y؟

الحرارة النوعية للمعدن Y أكبر من حرارة المعدن Z.هذا يعني أن المعدن Y سيصل إلى درجة حرارة أعلى من المعدن Z.الحرارة النوعية للمعادن هي كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من مادة بمقدار 1 درجة مئوية.كلما زادت الحرارة النوعية ، زادت الطاقة اللازمة لرفع درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية.

بعض المعادن لها حرارة نوعية أعلى من غيرها.على سبيل المثال ، يحتوي النحاس على حرارة نوعية عالية لأنه لين ويحتوي على العديد من الإلكترونات في ذراته.هذا يجعل من السهل على الطاقة الحرارية أن تتحرك من خلالها.يحتوي الحديد أيضًا على حرارة نوعية عالية لأنه صلب ويحتوي على عدد أقل من الإلكترونات في ذراته.هذا يجعل من الصعب على الطاقة الحرارية التحرك خلالها بسرعة.

يوضح الجدول أدناه كيفية مقارنة المعادن المختلفة عندما يتعلق الأمر بارتفاع درجات الحرارة الخاصة بها:

حرارة المعادن المحددة (جول / كجم) الفضة 0 الذهب 19 النحاس 17 الحديد 63 المنغنيز 24 الألومنيوم 23 التيتانيوم 22 الكروم 21 النيكل 18 الكوبالت 16

بناءً على هذه المعلومات ، يمكنك أن ترى أن بعض المعادن مناسبة بشكل أفضل لمهام معينة لأنها تتمتع بدرجة حرارة أعلى أو أقل من المواد الأخرى.على سبيل المثال ، يحتوي الألمنيوم على درجة حرارة منخفضة ، لذا فهو لا يصل إلى درجة حرارة عالية كما تفعل بعض المعادن الأخرى عند تسخينه ، ولكنه خفيف جدًا ، وغالبًا ما يستخدم في الطائرات والمركبات الفضائية نظرًا لخصائصه المنخفضة الوزن والقوة العالية. على الرغم من ذلك ، فإن النحاس له نفس الدرجة العالية من النوع الذي يتم استخدامه في العديد من العمليات الصناعية لأن الطاقة مطلوبة لتحمل مادة صلبة توقف التمدد الحراري.

ما مقدار الطاقة المطلوبة لرفع درجة حرارة المعدن Z بمقدار درجة واحدة مئوية؟

المعدن ذو أعلى درجة حرارة هو الزئبق.يتطلب 3500 جول من الطاقة لرفع درجة حرارته بدرجة واحدة مئوية.

ما هي المعادن التي تعتبر جيدة التوصيل للحرارة؟

تعتبر بعض المعادن موصلات جيدة للحرارة ، مما يعني أنها يمكن أن تنقل الطاقة بسرعة وسهولة من مكان إلى آخر.هذا يجعلها اختيارات جيدة لأشياء مثل الأسلاك والأنابيب ، لأنها يمكن أن تحمل الحرارة بعيدًا عن الأشياء التي تحتاجها (مثل الموقد أو المحرك) دون أن تصبح شديدة السخونة.

الموصلات الثلاثة الأكثر شيوعًا للحرارة هي النحاس والألمنيوم والفضة.تتمتع جميعها بخصائص مختلفة تجعلها جيدة في توصيل الحرارة ، ولكن بشكل عام تشترك جميعها في شيء واحد: جميعها معادن ناعمة جدًا.هذا يعني أنهم لا يقاومون الانحناء أو الانحناء ، وهو أمر مهم عندما تحاول إنشاء مسار سلس لتنتقل الحرارة خلاله.

هناك شيء آخر يجب مراعاته عند اختيار معدن لقدرته على توصيل الحرارة وهو مدى برودة المعدن قبل أن يبدأ في العمل بشكل جيد.تبدأ بعض المعادن في العمل على الفور في درجات حرارة أقل من غيرها ، لذلك إذا كنت تريد أن يعمل المعدن الخاص بك بدرجة حرارة أقل من درجة حرارة التجمد ، فستحتاج إلى اختيار شيء مثل النحاس بدلاً من شيء مثل الذهب.الذهب لا يعمل جيدًا تحت درجة التجمد لأنه صعب جدًا ؛ بدلاً من ذلك ، يعمل بشكل أفضل حول درجة حرارة الغرفة.

بشكل عام ، إذا كنت تبحث عن معدن يساعدك على تحريك الحرارة بسرعة وسهولة ، فمن المحتمل أن يكون النحاس هو أفضل رهان لك.

ماذا يحدث للمعادن في درجات حرارة عالية؟

عندما يتم تسخين المعادن ، تتحرك ذراتها بشكل أسرع وأكثر تباعدًا.تؤدي هذه الطاقة المتزايدة إلى وصول المعدن إلى درجة حرارة أعلى مما لو كان في درجات حرارة منخفضة.أعلى درجة حرارة يمكن أن يصل إليها المعدن تسمى نقطة الانصهار.

لماذا النحاس له نقطة انصهار أقل من المعادن الأخرى المماثلة؟

النحاس لديه نقطة انصهار أقل لأنه أكثر مرونة من المعادن الأخرى.هذا يعني أنه يمكن استخراجه على شكل صفائح أو أسلاك رفيعة ، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في الأسلاك الكهربائية والمنتجات المعدنية الأخرى.بالإضافة إلى ذلك ، فإن النحاس متوفر بكثرة لصنع عملات معدنية ولكنه نادر بما يكفي بحيث لا يستطيع الجميع إنتاجها في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى قيمته كمعدن ثمين.

نقطة انصهار الرصاص منخفضة بالنسبة لمعدن أثقل ، فلماذا هذا صحيح؟

نقطة انصهار الرصاص منخفضة بالنسبة لمعدن أثقل ، فلماذا هذا صحيح؟يذوب الرصاص عند 1752 درجة فهرنهايت (1120 درجة مئوية). وذلك لأن الرصاص يحتوي على إلكترونات أكثر من المعادن الثقيلة الأخرى ولا ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالنواة.عند تسخينها ، تتحرك هذه الإلكترونات الحرة وتتسبب في ذوبان المعدن.كلما ارتفعت درجة الحرارة ، كلما كان الرصاص يذوب بشكل أسرع.

القصدير والألمنيوم لهما نقاط انصهار مختلفة للغاية على الرغم من تواجدهما في نفس المجموعة في الجدول الدوري ، فلماذا هذا صحيح؟

يتم تحديد نقاط انصهار المعادن من خلال الطاقة اللازمة لتحويل المعدن من شكل صلب إلى شكل سائل.كلما زادت الطاقة المطلوبة ، ارتفعت درجة الحرارة التي يذوب فيها هذا المعدن.القصدير والألومنيوم لهما نقاط انصهار مختلفة جدًا لأنهما يجلسان على طرفي نقيض من الجدول الدوري.تبلغ درجة انصهار القصدير 902 درجة فهرنهايت ، بينما تبلغ درجة انصهار الألومنيوم 1890 درجة فهرنهايت.هذا بسبب اختلاف عناصرها وأوزانها الذرية.

يحتوي الزئبق على نقطة غليان منخفضة نسبيًا مقارنة بالمعادن الأخرى ، فلماذا هذا؟

يحتوي الزئبق على نقطة غليان منخفضة نسبيًا مقارنة بالمعادن الأخرى ، فلماذا هذا؟ترجع نقطة غليان الزئبق المنخفضة إلى وزنه الذري المرتفع.تحتوي ذرات العناصر الأثقل على عدد من البروتونات في نواتها أكثر من ذرات العناصر الأخف ، وهذا يؤثر على طريقة تفاعل هذه العناصر مع المواد الأخرى.كلما زاد الوزن الذري ، انخفضت نقطة الغليان.

لماذا تتمدد معظم المعادن عند تسخينها بينما يتقلص الحديد عند تبريده بعد درجة حرارة معينة (تُعرف باسم نقطة كوري الخاصة به)؟

عندما يتم تسخين المعادن ، فإنها تتمدد.وذلك لأن الذرات الموجودة في المعدن تقترب من بعضها البعض ، مما يجعل المعدن أكبر.تسمى درجة الحرارة التي يحدث عندها هذا بدرجة الانصهار.يمكن بسهولة تشكيل المعادن التي تصل إلى نقاط انصهارها إلى أجسام باستخدام مصدر الحرارة.

ومع ذلك ، فإن بعض المعادن لديها درجة انصهار أعلى من غيرها.على سبيل المثال ، تبلغ درجة انصهار الحديد 1538 درجة فهرنهايت (700 درجة مئوية). المعادن الأخرى لها نقاط انصهار أعلى أو أقل حسب تكوينها.

تتقلص بعض المعادن أيضًا عند تبريدها تحت درجة التجمد.وذلك لأن جزيئات الماء تشكل بلورات جليدية داخل المعدن وتجذب الذرات من بعضها.هذه العملية تجعل المعدن أصغر وأقل كثافة مما كان عليه قبل تبريده.

تسمى أدنى درجة حرارة يحدث عندها هذا نقطة التصلب وتعتمد على تكوين المعدن بالإضافة إلى نطاق درجة حرارته.بعض الأمثلة على المعادن التي تتجمد في درجات حرارة منخفضة تشمل الزئبق والرصاص وعناصر مجموعة البلاتين (PGEs).

السبائك عبارة عن مزيج من نوعين مختلفين أو أكثر من المعادن.عندما يتم الجمع بين اثنين أو أكثر من المعادن معًا ، يمكن أن تتغير خصائصها اعتمادًا على مقدار مساهمة كل معدن في الخليط الكلي.على سبيل المثال ، سبيكة مصنوعة من الحديد والنحاس ستكون أقوى من أي معدن بمفرده لأنها تجمع بين قوتها لتكوين مركب بقوة أكبر من أي منهما بمفرده。 يغير السبائك أيضًا خصائص أخرى مثل اللون والملمس。

تتمدد معظم المعادن عند تسخينها ولكن الحديد يتقلص عند تبريده بعد درجة حرارة معينة (تُعرف باسم نقطة كوري الخاصة به). تبلغ درجة Curie Point للحديد 1538 درجة فهرنهايت (700 درجة مئوية) مما يعني أنها ستتقلص عند تبريدها تحت درجة الحرارة هذه。 المواد الشائعة الأخرى ذات نقطة كوري عالية تشمل النيكل (2114 درجة فهرنهايت / 914 درجة مئوية) والفضة (1554 فهرنهايت / 593) ج) ، ذهب (3300 فهرنهايت / 1128 درجة مئوية) ، ألومنيوم (2590 فهرنهايت / 1150 درجة مئوية) ، البريليوم (2750 فهرنهايت / 1292 درجة مئوية).