โลหะใดจะกลายเป็นโลหะที่ร้อนแรงที่สุด?

เวลาออก: 2022-06-24

การนำทางอย่างรวดเร็ว

ไม่มีคำตอบที่แน่ชัดสำหรับคำถามนี้ เนื่องจากขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงองค์ประกอบของโลหะ ระดับอุณหภูมิ และวิธีการใช้อย่างไรก็ตาม โลหะบางชนิดที่คาดว่าจะมีอุณหภูมิสูง ได้แก่ แพลตตินั่ม ทอง และไททาเนียมโลหะเหล่านี้มักใช้ในผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์ เช่น เครื่องประดับหรือรถยนต์ และความร้อนที่ปล่อยออกมาอาจเป็นอันตรายได้หากไม่จัดการอย่างถูกต้องตัวอย่างเช่น แพลตตินัมสามารถเข้าถึงอุณหภูมิ 1,800 องศาฟาเรนไฮต์ (1,000 องศาเซลเซียส) ซึ่งอาจทำให้เกิดแผลไหม้ร้ายแรงได้หากสัมผัส

โลหะ X จะถึงจุดเดือดที่อุณหภูมิเท่าใด

จุดเดือดของโลหะ X คืออะไร?

จุดเดือดของโลหะคืออุณหภูมิที่เฟสของเหลวเริ่มเดือดโลหะมีจุดเดือดต่างกันขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีโลหะบางชนิด เช่น ปรอท มีจุดเดือดต่ำมากและสามารถต้มได้ในช่วงเวลาสั้นๆ เท่านั้นโลหะอื่นๆ เช่น ตะกั่ว มีจุดเดือดสูงกว่าและสามารถต้มได้เป็นระยะเวลานานตารางด้านล่างแสดงรายการโลหะทั่วไปและจุดเดือดที่สอดคล้องกัน

โลหะ จุดเดือด (°C) ปรอท -38 ตะกั่ว 204 ทองแดง 62 เหล็ก 55 เงิน 39 ทอง 26 แพลตตินัม 22

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อจุดเดือดของโลหะ รวมทั้งความบริสุทธิ์และน้ำหนักตัวอย่างเช่น ตะกั่วมีจุดเดือดสูงกว่าทองแดง เพราะมีสารเจือปนมากกว่าซึ่งหมายความว่าตะกั่วจะถึงจุดเดือดเร็วกว่าทองแดงปัจจัยอีกประการหนึ่งที่ส่งผลต่อจุดเดือดของโลหะคืออุณหภูมิ: หากอุณหภูมิสูงขึ้น โลหะก็จะถึงจุดเดือดเร็วขึ้นเพราะจะถึงจุดสมดุลทางความร้อนเร็วกว่าที่อุณหภูมิสูง

ความร้อนจำเพาะของโลหะ Y คืออะไร?

ความร้อนจำเพาะของโลหะ Y มากกว่าความร้อนของโลหะ Zซึ่งหมายความว่าโลหะ Y จะมีอุณหภูมิสูงกว่าโลหะ Zความร้อนจำเพาะของโลหะคือปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิ 1 กิโลกรัมของวัสดุขึ้น 1°Cยิ่งความร้อนจำเพาะสูงขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งใช้พลังงานมากขึ้นในการเพิ่มอุณหภูมิ 1°C

โลหะบางชนิดมีความร้อนจำเพาะสูงกว่าโลหะอื่นๆตัวอย่างเช่น ทองแดงมีความร้อนจำเพาะสูงเพราะมีความอ่อนและมีอิเล็กตรอนจำนวนมากในอะตอมทำให้พลังงานความร้อนเคลื่อนผ่านได้ง่ายเหล็กยังมีความร้อนจำเพาะสูง เพราะมันแข็งและมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าในอะตอมทำให้พลังงานความร้อนเคลื่อนผ่านได้อย่างรวดเร็วได้ยาก

ตารางด้านล่างแสดงให้เห็นว่าโลหะต่างๆ เป็นอย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับความร้อนจำเพาะ:

ความร้อนจำเพาะของโลหะ (J/kg) เงิน 0 ทอง 19 ทองแดง 17 เหล็ก 63 แมงกานีส 24 อะลูมิเนียม 23 ไทเทเนียม 22 โครเมียม 21 นิกเกิล 18 โคบอลต์ 16

จากข้อมูลนี้ คุณจะเห็นว่าโลหะบางชนิดเหมาะสมกับงานบางอย่างมากกว่า เนื่องจากมีความร้อนจำเพาะสูงหรือต่ำกว่าวัสดุอื่นๆตัวอย่างเช่น อลูมิเนียมมีค่าความร้อนต่ำจำเพาะดังนั้นจึงไม่ถึงอุณหภูมิที่สูงเท่ากับโลหะอื่น ๆ เมื่อถูกทำให้ร้อนขึ้น แต่มีน้ำหนักเบามากจึงมักใช้ในเครื่องบินและยานอวกาศเนื่องจากคุณสมบัติน้ำหนักต่ำและความแข็งแรงสูง ในทางกลับกันทองแดงมีความร้อนจำเพาะสูงมากซึ่งใช้ในกระบวนการผลิตทางอุตสาหกรรมจำนวนมากเนื่องจากพลังงานที่ต้องการมีวัสดุแข็งการขยายตัวทางความร้อน

ต้องใช้พลังงานเท่าใดในการทำให้อุณหภูมิของโลหะ Z สูงขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส?

โลหะที่มีอุณหภูมิสูงสุดคือปรอทต้องใช้พลังงาน 3,500 จูลในการทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้นหนึ่งองศาเซลเซียส

โลหะใดเป็นตัวนำความร้อนได้ดี

โลหะบางชนิดเป็นตัวนำความร้อนที่ดี ซึ่งหมายความว่าสามารถถ่ายเทพลังงานจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายสิ่งนี้ทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับสิ่งต่างๆ เช่น สายไฟและท่อ เนื่องจากสามารถนำความร้อนออกจากสิ่งที่ต้องการได้ (เช่น เตาหรือเครื่องยนต์) โดยไม่ทำให้ตัวเองร้อนเกินไป

ตัวนำความร้อนที่ดีทั่วไปสามชนิด ได้แก่ ทองแดง อะลูมิเนียม และเงินพวกมันทั้งหมดมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันซึ่งทำให้นำความร้อนได้ดี แต่โดยทั่วไปแล้ว พวกมันทั้งหมดมีสิ่งหนึ่งที่เหมือนกัน นั่นคือ พวกมันทั้งหมดเป็นโลหะที่อ่อนซึ่งหมายความว่าไม่ต้านทานการโค้งงอหรือโค้ง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเมื่อคุณพยายามสร้างเส้นทางที่ราบรื่นเพื่อให้ความร้อนเดินทางผ่าน

อีกสิ่งหนึ่งที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกโลหะสำหรับความสามารถในการนำความร้อนก็คือความหนาวเย็นที่จะต้องเย็นแค่ไหนก่อนที่จะเริ่มทำงานได้ดีโลหะบางชนิดเริ่มทำงานทันทีที่อุณหภูมิต่ำกว่าโลหะอื่นๆ ดังนั้น หากคุณต้องการให้โลหะทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง คุณจะต้องเลือกทองแดง แทนที่จะเป็นทองทองคำไม่ทำงานต่ำกว่าจุดเยือกแข็งเพราะมันแข็งเกินไป แต่จะทำงานได้ดีที่สุดในอุณหภูมิห้อง

โดยรวมแล้ว หากคุณกำลังมองหาโลหะที่จะช่วยให้คุณเคลื่อนที่ความร้อนได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย ทองแดงน่าจะเป็นทางออกที่ดีที่สุดของคุณ

เกิดอะไรขึ้นกับโลหะที่อุณหภูมิสูง?

เมื่อโลหะถูกทำให้ร้อน อะตอมของพวกมันจะเคลื่อนที่เร็วขึ้นและแยกออกจากกันพลังงานที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้โลหะมีอุณหภูมิสูงกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่าที่อุณหภูมิต่ำอุณหภูมิสูงสุดที่โลหะสามารถเข้าถึงได้เรียกว่าจุดหลอมเหลว

ทำไมทองแดงถึงมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าโลหะอื่นที่คล้ายคลึงกัน?

ทองแดงมีจุดหลอมเหลวต่ำกว่าเนื่องจากมีความเหนียวมากกว่าโลหะอื่นๆซึ่งหมายความว่าสามารถดึงออกมาเป็นแผ่นบางหรือลวดได้ ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับใช้ในการเดินสายไฟฟ้าและผลิตภัณฑ์โลหะอื่นๆนอกจากนี้ ทองแดงมีมากพอที่จะสร้างเหรียญได้ แต่หายากมากจนทุกคนไม่สามารถผลิตได้ในเวลาเดียวกัน นำไปสู่มูลค่าเป็นโลหะมีค่า

ตะกั่วมีจุดหลอมเหลวต่ำสำหรับโลหะที่หนักกว่า ทำไมจึงเป็นเช่นนี้

ตะกั่วมีจุดหลอมเหลวต่ำสำหรับโลหะที่หนักกว่า ทำไมจึงเป็นเช่นนี้ตะกั่วละลายที่ 1,752 องศาฟาเรนไฮต์ (1,120 องศาเซลเซียส) เนื่องจากตะกั่วมีอิเลคตรอนมากกว่าโลหะหนักอื่นๆ และไม่ได้จับกับนิวเคลียสอย่างแน่นหนาเมื่อถูกความร้อน อิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปรอบๆ และทำให้โลหะหลอมละลายยิ่งอุณหภูมิสูงขึ้น ตะกั่วก็จะยิ่งละลายเร็วขึ้น

ดีบุกและอะลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวต่างกันมาก แม้จะอยู่ในกลุ่มเดียวกันในตารางธาตุ ทำไมจึงเป็นเช่นนี้

จุดหลอมเหลวของโลหะถูกกำหนดโดยพลังงานที่จำเป็นในการแปลงโลหะจากของแข็งไปเป็นของเหลวยิ่งต้องใช้พลังงานสูง อุณหภูมิที่โลหะนั้นจะละลายก็จะยิ่งสูงขึ้นดีบุกและอะลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลวต่างกันมากเพราะอยู่คนละด้านของตารางธาตุดีบุกมีจุดหลอมเหลว 902 องศาฟาเรนไฮต์ ในขณะที่อลูมิเนียมมีจุดหลอมเหลว 1,890 องศาฟาเรนไฮต์นี่เป็นเพราะองค์ประกอบและน้ำหนักอะตอมที่แตกต่างกัน

ปรอทมีจุดเดือดค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ ทำไมจึงเป็นเช่นนี้?

ปรอทมีจุดเดือดค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ ทำไมจึงเป็นเช่นนี้?จุดเดือดต่ำของปรอทเกิดจากมวลอะตอมที่สูงอะตอมของธาตุที่หนักกว่ามีโปรตอนในนิวเคลียสมากกว่าอะตอมของธาตุที่เบากว่า และสิ่งนี้ส่งผลต่อวิธีที่ธาตุเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับสารอื่นๆยิ่งมีน้ำหนักอะตอมมากเท่าใด จุดเดือดก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

เหตุใดโลหะส่วนใหญ่จึงขยายตัวเมื่อถูกความร้อน แต่เหล็กหดตัวเมื่อเย็นตัวเกินอุณหภูมิที่กำหนด (เรียกว่า Curie point)

เมื่อโลหะถูกทำให้ร้อน พวกมันจะขยายตัวเนื่องจากอะตอมในโลหะเคลื่อนเข้าใกล้กันมากขึ้น ทำให้โลหะมีขนาดใหญ่ขึ้นอุณหภูมิที่เกิดสิ่งนี้เรียกว่าจุดหลอมเหลวโลหะที่ถึงจุดหลอมเหลวสามารถขึ้นรูปเป็นวัตถุได้ง่ายโดยใช้แหล่งความร้อน

อย่างไรก็ตาม โลหะบางชนิดมีจุดหลอมเหลวที่สูงกว่าโลหะอื่นๆตัวอย่างเช่น เหล็กมีจุดหลอมเหลว 1,538 องศาฟาเรนไฮต์ (700 องศาเซลเซียส) โลหะอื่นๆ มีจุดหลอมเหลวสูงหรือต่ำขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ

โลหะบางชนิดก็หดตัวเช่นกันเมื่อถูกทำให้เย็นลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็งเนื่องจากโมเลกุลของน้ำก่อตัวเป็นผลึกน้ำแข็งภายในโลหะและดึงอะตอมให้เข้าใกล้กันมากขึ้นกระบวนการนี้ทำให้โลหะมีขนาดเล็กลงและมีความหนาแน่นน้อยกว่าก่อนที่จะทำให้เย็นลง

อุณหภูมิต่ำสุดที่เกิดเหตุการณ์นี้เรียกว่าจุดแข็งตัว และขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะตลอดจนช่วงอุณหภูมิตัวอย่างของโลหะที่แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำ ได้แก่ ธาตุปรอท ตะกั่ว และแพลตตินัม (PGE)

โลหะผสมคือการรวมกันของโลหะสองประเภทหรือมากกว่าเมื่อโลหะตั้งแต่สองชนิดขึ้นไปรวมกัน คุณสมบัติของโลหะเหล่านั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับว่าโลหะแต่ละชนิดมีส่วนทำให้เกิดส่วนผสมโดยรวมมากน้อยเพียงใดตัวอย่างเช่น โลหะผสมที่ทำจากเหล็กและทองแดงจะแข็งแรงกว่าโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งเพียงอย่างเดียว เพราะพวกเขารวมจุดแข็งเพื่อสร้างสารประกอบที่มีความแข็งแรงมากกว่าที่ใดอันหนึ่งจะมีได้เอง การผสมยังเปลี่ยนคุณสมบัติอื่นๆ เช่น สีและพื้นผิว。

โลหะส่วนใหญ่จะขยายตัวเมื่อถูกความร้อน แต่เหล็กจะหดตัวเมื่อเย็นตัวผ่านอุณหภูมิที่กำหนด (เรียกว่า Curie point) Curie Point สำหรับเหล็กคือ 1,538 องศาฟาเรนไฮต์ (700 องศาเซลเซียส) ซึ่งหมายความว่าจะหดตัวเมื่อเย็นลงที่อุณหภูมินี้。 วัสดุทั่วไปอื่นๆ ที่มี Curie Point สูง ได้แก่ นิกเกิล (2114 F/914 C), เงิน (1554 F/593 C), ทอง (3300 F/1128 C), อะลูมิเนียม (2590 F/1150 C) และเบริลเลียม (2750 F/1292C)