Ποιο μέταλλο θα γίνει το πιο hot;

tempo di emissione: 2022-06-24

Navigazione veloce

Δεν υπάρχει οριστική απάντηση σε αυτή την ερώτηση, καθώς εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης του μετάλλου, της βαθμολογίας θερμοκρασίας του και του τρόπου χρήσης του.Ωστόσο, ορισμένα μέταλλα που προβλέπεται να φτάσουν σε υψηλές θερμοκρασίες περιλαμβάνουν την πλατίνα, τον χρυσό και το τιτάνιο.Αυτά τα μέταλλα χρησιμοποιούνται συχνά σε προϊόντα υψηλής ποιότητας, όπως κοσμήματα ή αυτοκίνητα, και η θερμική τους απόδοση μπορεί να είναι επικίνδυνη εάν δεν γίνει σωστός χειρισμός.Για παράδειγμα, η πλατίνα μπορεί να φτάσει σε θερμοκρασίες 1.800 βαθμών Φαρενάιτ (1.000 βαθμούς Κελσίου), που θα μπορούσε να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα εάν την αγγίξετε.

Σε ποια θερμοκρασία θα φτάσει το μέταλλο Χ στο σημείο βρασμού του;

Ποιο είναι το σημείο βρασμού του μετάλλου Χ;

Το σημείο βρασμού ενός μετάλλου είναι η θερμοκρασία στην οποία αρχίζει να βράζει η υγρή φάση του.Τα μέταλλα έχουν διαφορετικά σημεία βρασμού ανάλογα με τη χημική τους σύσταση.Ορισμένα μέταλλα, όπως ο υδράργυρος, έχουν πολύ χαμηλό σημείο βρασμού και μπορούν να βράσουν μόνο για πολύ μικρό χρονικό διάστημα.Άλλα μέταλλα, όπως ο μόλυβδος, έχουν υψηλότερο σημείο βρασμού και μπορούν να βράσουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει τα κοινά μέταλλα και τα αντίστοιχα σημεία βρασμού τους.

Μέταλλα Σημείο Βρασμού (°C) Υδράργυρος -38 Μόλυβδος 204 Χαλκός 62 Σίδηρος 55 Ασήμι 39 Χρυσός 26 Πλατίνα 22

Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν το σημείο βρασμού ενός μετάλλου, συμπεριλαμβανομένης της καθαρότητας και του βάρους του.Για παράδειγμα, ο μόλυβδος έχει υψηλότερο σημείο βρασμού από τον χαλκό επειδή έχει περισσότερες ακαθαρσίες μέσα του.Αυτό σημαίνει ότι ο μόλυβδος θα φτάσει στο σημείο βρασμού του γρηγορότερα από τον χαλκό.Ένας άλλος παράγοντας που επηρεάζει το Σημείο βρασμού του μετάλλου είναι η θερμοκρασία του: εάν η θερμοκρασία είναι αυξημένη, τότε το μέταλλο θα φτάσει στο σημείο βρασμού του νωρίτερα, επειδή φτάνει σε θερμική ισορροπία πιο γρήγορα σε υψηλές θερμοκρασίες.

Ποια είναι η ειδική θερμότητα του μετάλλου Υ;

Η ειδική θερμότητα του μετάλλου Υ είναι μεγαλύτερη από αυτή του μετάλλου Ζ.Αυτό σημαίνει ότι το μέταλλο Υ θα φτάσει σε υψηλότερη θερμοκρασία από το μέταλλο Ζ.Η ειδική θερμότητα των μετάλλων είναι η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία 1 kg ενός υλικού κατά 1°C.Όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική θερμότητα, τόσο περισσότερη ενέργεια χρειάζεται για να αυξηθεί η θερμοκρασία κατά 1°C.

Ορισμένα μέταλλα έχουν υψηλότερη ειδική θερμότητα από άλλα.Για παράδειγμα, ο χαλκός έχει υψηλή ειδική θερμότητα επειδή είναι μαλακός και έχει πολλά ηλεκτρόνια στα άτομά του.Αυτό διευκολύνει τη μεταφορά της θερμικής ενέργειας μέσα από αυτό.Ο σίδηρος έχει επίσης υψηλή ειδική θερμότητα επειδή είναι σκληρός και έχει λιγότερα ηλεκτρόνια στα άτομά του.Αυτό δυσκολεύει τη γρήγορη διέλευση της θερμικής ενέργειας.

Ο παρακάτω πίνακας δείχνει πώς συγκρίνονται τα διαφορετικά μέταλλα όταν πρόκειται για τις ειδικές θερμοκρασίες τους:

Ειδική Θερμότητα μετάλλων (J/kg) Ασήμι 0 Χρυσός 19 Χαλκός 17 Σίδηρος 63 Μαγγάνιο 24 Αλουμίνιο 23 Τιτάνιο 22 Χρώμιο 21 Νικέλιο 18 Κοβάλτιο 16

Με βάση αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να δείτε ότι ορισμένα μέταλλα είναι καλύτερα κατάλληλα για ορισμένες εργασίες, επειδή έχουν υψηλότερη ή χαμηλότερη ειδική θερμότητα από άλλα υλικά.Για παράδειγμα, το αλουμίνιο έχει χαμηλή ειδική θερμότητα, επομένως δεν φθάνει τόσο υψηλή θερμοκρασία όσο κάποια άλλα μέταλλα όταν θερμαίνεται, αλλά είναι πολύ ελαφρύ χώμα που χρησιμοποιείται συχνά σε αεροσκάφη και διαστημικά σκάφη επειδή έχει ιδιότητες χαμηλού βάρους και μεγάλης αντοχής. Από την άλλη πλευρά, ο χαλκός έχει πολύ υψηλή ειδική θερμότητα που χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανικές διεργασίες, λόγω της απαιτούμενης ενέργειας για να υπάρχει διακοπή της θερμικής διαστολής σκληρού υλικού.

Πόση ενέργεια απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία του μετάλλου Ζ κατά ένα βαθμό Κελσίου;

Το μέταλλο με την υψηλότερη θερμοκρασία είναι ο υδράργυρος.Απαιτεί 3.500 Joules ενέργειας για να αυξήσει τη θερμοκρασία του κατά ένα βαθμό Κελσίου.

Ποια μέταλλα είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας;

Ορισμένα μέταλλα είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας, που σημαίνει ότι μπορούν να μεταφέρουν ενέργεια γρήγορα και εύκολα από το ένα μέρος στο άλλο.Αυτό τους κάνει καλές επιλογές για πράγματα όπως καλώδια και σωλήνες, επειδή μπορούν να μεταφέρουν τη θερμότητα μακριά από πράγματα που τη χρειάζονται (όπως μια σόμπα ή μια μηχανή) χωρίς να ζεσταθούν πολύ.

Οι τρεις πιο συνηθισμένοι καλοί αγωγοί της θερμότητας είναι ο χαλκός, το αλουμίνιο και το ασήμι.Όλα έχουν διαφορετικές ιδιότητες που τους καθιστούν καλούς στην αγωγιμότητα της θερμότητας, αλλά γενικά όλα έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό: είναι όλα αρκετά μαλακά μέταλλα.Αυτό σημαίνει ότι δεν αντιστέκονται στο να λυγίσουν ή να κυρτωθούν, κάτι που είναι σημαντικό όταν προσπαθείτε να δημιουργήσετε μια ομαλή διαδρομή για να περάσει η θερμότητα.

Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν επιλέγετε ένα μέταλλο για την ικανότητά του να μεταφέρει τη θερμότητα είναι το πόσο κρύο πρέπει να είναι πριν αρχίσει να λειτουργεί καλά.Ορισμένα μέταλλα αρχίζουν να εργάζονται αμέσως σε χαμηλότερες θερμοκρασίες από άλλα, οπότε αν θέλετε το μέταλλό σας να λειτουργεί πολύ κάτω από θερμοκρασίες μηδενισμού, θα θέλετε να επιλέξετε κάτι σαν χαλκός αντί για κάτι σαν χρυσό.Ο χρυσός δεν λειτουργεί τόσο καλά κάτω από το μηδέν γιατί είναι πολύ σκληρός. Αντίθετα, λειτουργεί καλύτερα σε θερμοκρασία δωματίου.

Έτσι, συνολικά, αν ψάχνετε για ένα μέταλλο που θα σας βοηθήσει να μεταφέρετε τη θερμότητα γρήγορα και εύκολα, τότε ο χαλκός είναι ίσως το καλύτερο στοίχημά σας.

Τι συμβαίνει στα μέταλλα σε υψηλές θερμοκρασίες;

Όταν τα μέταλλα θερμαίνονται, τα άτομά τους μετακινούνται γρηγορότερα και απομακρύνονται περισσότερο.Αυτή η αυξημένη ενέργεια κάνει το μέταλλο να φτάσει σε υψηλότερη θερμοκρασία από ό,τι σε χαμηλότερες θερμοκρασίες.Η υψηλότερη θερμοκρασία που μπορεί να φτάσει ένα μέταλλο ονομάζεται σημείο τήξης του.

Γιατί ο χαλκός έχει χαμηλότερο σημείο τήξης από άλλα παρόμοια μέταλλα;

Ο χαλκός έχει χαμηλότερο σημείο τήξης επειδή είναι πιο όλκιμος από άλλα μέταλλα.Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να τραβηχτεί σε λεπτά φύλλα ή σύρματα, γεγονός που το καθιστά ιδανικό για χρήση σε ηλεκτρικές καλωδιώσεις και άλλα μεταλλικά προϊόντα.Επιπλέον, ο χαλκός είναι αρκετά άφθονος για τη δημιουργία νομισμάτων, αλλά αρκετά σπάνιος, ώστε να μην μπορούν όλοι να τα παράγουν ταυτόχρονα, γεγονός που οδηγεί στην αξία του ως πολύτιμο μέταλλο.

Ο μόλυβδος έχει χαμηλό σημείο τήξης για ένα βαρύτερο μέταλλο, γιατί συμβαίνει αυτό;

Ο μόλυβδος έχει χαμηλό σημείο τήξης για ένα βαρύτερο μέταλλο, γιατί συμβαίνει αυτό;Ο μόλυβδος λιώνει στους 1.752 βαθμούς Φαρενάιτ (1.120 βαθμούς Κελσίου). Αυτό συμβαίνει επειδή ο μόλυβδος έχει περισσότερα ηλεκτρόνια από άλλα βαρέα μέταλλα και δεν είναι τόσο στενά συνδεδεμένα με τον πυρήνα.Όταν θερμαίνονται, αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω και προκαλούν την τήξη του μετάλλου.Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο γρήγορα θα λιώσει ο μόλυβδος.

Ο κασσίτερος και το αλουμίνιο έχουν πολύ διαφορετικά σημεία τήξης παρόλο που βρίσκονται στην ίδια ομάδα στον περιοδικό πίνακα, γιατί συμβαίνει αυτό;

Τα σημεία τήξης των μετάλλων καθορίζονται από την ενέργεια που απαιτείται για τη μετατροπή του μετάλλου από στερεή σε υγρή μορφή.Όσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη ενέργεια, τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία στην οποία θα λιώσει αυτό το μέταλλο.Ο κασσίτερος και το αλουμίνιο έχουν πολύ διαφορετικά σημεία τήξης επειδή βρίσκονται σε αντίθετα άκρα του περιοδικού πίνακα.Ο κασσίτερος έχει σημείο τήξης 902 βαθμούς Φαρενάιτ, ενώ το αλουμίνιο έχει σημείο τήξης 1.890 βαθμούς Φαρενάιτ.Αυτό οφείλεται στα διαφορετικά στοιχεία τους και στα ατομικά τους βάρη.

Ο υδράργυρος έχει σχετικά χαμηλό σημείο βρασμού σε σύγκριση με άλλα μέταλλα, γιατί συμβαίνει αυτό;

Ο υδράργυρος έχει σχετικά χαμηλό σημείο βρασμού σε σύγκριση με άλλα μέταλλα, γιατί συμβαίνει αυτό;Το χαμηλό σημείο βρασμού του υδραργύρου οφείλεται στο υψηλό ατομικό του βάρος.Τα άτομα βαρύτερων στοιχείων έχουν περισσότερα πρωτόνια στον πυρήνα τους από τα άτομα ελαφρύτερων στοιχείων, και αυτό επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο αυτά τα στοιχεία αντιδρούν με άλλες ουσίες.Όσο μεγαλύτερο είναι το ατομικό βάρος, τόσο χαμηλότερο θα είναι το σημείο βρασμού.

Γιατί τα περισσότερα μέταλλα διαστέλλονται όταν θερμαίνονται, αλλά ο σίδηρος συστέλλεται όταν ψύχεται πέρα ​​από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (γνωστή ως σημείο Κιουρί);

Όταν τα μέταλλα θερμαίνονται, διαστέλλονται.Αυτό συμβαίνει επειδή τα άτομα στο μέταλλο πλησιάζουν μεταξύ τους, καθιστώντας το μέταλλο μεγαλύτερο.Η θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει αυτό ονομάζεται σημείο τήξης.Τα μέταλλα που φτάνουν στο σημείο τήξης τους μπορούν εύκολα να μορφοποιηθούν σε αντικείμενα χρησιμοποιώντας μια πηγή θερμότητας.

Ωστόσο, ορισμένα μέταλλα έχουν υψηλότερο σημείο τήξης από άλλα.Για παράδειγμα, ο σίδηρος έχει σημείο τήξης 1.538 βαθμούς Φαρενάιτ (700 βαθμούς Κελσίου). Άλλα μέταλλα έχουν υψηλότερα ή χαμηλότερα σημεία τήξης ανάλογα με τη σύνθεσή τους.

Ορισμένα μέταλλα συστέλλονται επίσης όταν ψύχονται κάτω από το σημείο πήξης τους.Αυτό συμβαίνει επειδή τα μόρια του νερού σχηματίζουν κρυστάλλους πάγου μέσα στο μέταλλο και τραβούν τα άτομα πιο κοντά μεταξύ τους.Αυτή η διαδικασία κάνει το μέταλλο μικρότερο και λιγότερο πυκνό από ό,τι ήταν πριν ψυχθεί.

Η χαμηλότερη θερμοκρασία στην οποία συμβαίνει αυτό ονομάζεται σημείο στερεοποίησης και εξαρτάται από τη σύνθεση του μετάλλου καθώς και από το εύρος θερμοκρασίας του.Μερικά παραδείγματα μετάλλων που παγώνουν σε χαμηλές θερμοκρασίες περιλαμβάνουν υδράργυρο, μόλυβδο και στοιχεία ομάδας πλατίνας (PGEs).

Τα κράματα είναι συνδυασμοί δύο ή περισσότερων διαφορετικών τύπων μετάλλων.Όταν δύο ή περισσότερα μέταλλα συνδυάζονται μαζί, οι ιδιότητές τους μπορεί να αλλάξουν ανάλογα με το πόσο συνεισφέρει κάθε μέταλλο στο συνολικό μείγμα.Για παράδειγμα, ένα κράμα που κατασκευάζεται από σίδηρο και χαλκό θα είναι ισχυρότερο από οποιοδήποτε μέταλλο μόνο του επειδή συνδυάζουν τις αντοχές τους για να δημιουργήσουν μια ένωση με μεγαλύτερη αντοχή από ό,τι θα είχε καθένα από μόνο του. Το κράμα αλλάζει επίσης άλλες ιδιότητες όπως το χρώμα και την υφή.

Τα περισσότερα μέταλλα διαστέλλονται όταν θερμαίνονται, αλλά ο σίδηρος συστέλλεται όταν ψύχεται πέρα ​​από μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (γνωστή ως σημείο Κιουρί). Το σημείο Curie για το σίδηρο είναι 1.538 βαθμοί Φαρενάιτ (700 βαθμοί Κελσίου) που σημαίνει ότι θα συστέλλεται όταν κρυώσει κάτω από αυτή τη θερμοκρασία. Άλλα κοινά υλικά με υψηλό σημείο Curie περιλαμβάνουν το νικέλιο (2114 F/914 C), το ασήμι (1554 F/593). C), χρυσό (3300 F/1128 C), αλουμίνιο (2590 F/1150 C) και βηρύλλιο (2750 F/1292 C).