金属は持っている物質です結晶構造。加熱すると、溶融する、つまり流体状態になります。融点が低いものもあります。普通のスプーンに入れてろうそくの炎にかざすと溶けます。これらは鉛とスズです。他のものは特別な炉でのみ溶かすことができます。銅と鉄は融点が高い。それを下げるために、添加剤が金属に導入されます。得られた合金(鋼、青銅、鋳鉄、真ちゅう)の融点は元の金属よりも低くなっています。
金属の融点を決定するものは何ですか?それらはすべて、金属の熱容量と熱伝導率という特定の特性を持っています。熱容量は、加熱されたときに熱を吸収する能力です。その数値指標は比熱容量です。これは、1°Cで加熱された金属の単位質量によって吸収できるエネルギーの量を意味します。このインジケータは、金属ワークピースを目的の温度に加熱するための燃料消費量を決定します。ほとんどの金属の熱容量は300〜400 J /(kg * K)の範囲であり、金属合金は100〜2000 J /(kg * K)の範囲です。
金属の熱伝導率は熱の伝達です巨視的な不動を伴うフーリエの法則に従って、より高温の粒子からより低温の粒子へ。それは、材料の構造、その化学組成、および原子間結合のタイプに依存します。金属では、熱伝達は電子によって生成され、他の固体材料では、フォノンによって生成されます。金属の熱伝導率が高いほど、金属の結晶構造はより完全になります。金属に不純物が多いほど、結晶格子がゆがみ、熱伝導率が低くなります。合金化は、金属の構造にそのような歪みをもたらし、母材に比べて熱伝導率を低下させます。
すべての金属は良好な熱伝導率を持っていますが、いくつかは他よりも高いです。そのような金属の例は、金、銅、銀です。熱伝導率が低い-スズ、アルミニウム、鉄。金属の熱伝導率の増加は、その使用範囲に応じて、長所または短所のいずれかです。たとえば、金属製の器具は、食品をすばやく加熱するためにそれを必要とします。同時に、皿の取っ手の製造に熱伝導率の高い金属を使用すると、使用が困難になります。取っ手の加熱が速すぎて、触れることができません。そのため、ここでは断熱材を使用しています。
その影響を与える金属の別の特徴プロパティ-熱膨張。金属は、加熱すると体積が増加し、冷却すると減少するように見えます。この現象は、金属製品の製造において考慮されなければなりません。そのため、例えば、鉢の蓋は頭上に作られ、やかんも蓋と本体の間に隙間があり、加熱しても蓋が詰まらないようになっています。
各金属について、係数が計算されます熱膨張。これは、1°Cで加熱することによって決定されます。長さ1 mのプロトタイプ。鉛、亜鉛、およびスズが最大の係数を持っています。銅と銀の方が小さいです。さらに低い-鉄と金。
それらの化学的性質に従って、金属はに分けられますいくつかのグループ。空気や水と瞬時に反応する活性金属(カリウムやナトリウムなど)があります。周期表の最初のグループを構成する6つの最も活性な金属はアルカリ性と呼ばれます。融点が低く、柔らかくてナイフで切ることができます。水と組み合わせると、アルカリ性溶液を形成するため、その名前が付けられています。
2番目のグループはアルカリ土類金属で構成されています。-カルシウム、マグネシウムなど。これらは多くのミネラルの一部であり、より硬く、より耐火性があります。次、3、4番目のグループの金属の例は鉛とアルミニウムです。これらはかなり柔らかい金属であり、合金によく使用されます。遷移金属(鉄、クロム、ニッケル、銅、金、銀)は活性が低く、展性が高く、合金として産業でよく使用されます。
活動の列における各金属の位置反応する能力を特徴づけます。金属が活性であるほど、酸素を吸収しやすくなります。それらを化合物から分離することは非常に困難ですが、不活性なタイプの金属は純粋な形で見つけることができます。それらの中で最も活性の高いカリウムとナトリウムは灯油に貯蔵され、その外側ではすぐに酸化されます。産業で使用される金属の中で、銅は最も活性が低いです。温水用のタンクやパイプ、電線の製造に使用されます。