Metale to substancje, które mająstruktura krystaliczna. Po podgrzaniu są w stanie stopić się, czyli przejść w stan płynny. Niektóre z nich mają niską temperaturę topnienia: można je stopić, umieszczając zwykłą łyżkę i trzymając świece nad płomieniem. Jest to ołów i cyna. Inne można stopić tylko w specjalnych piecach. Miedź i żelazo mają wysoką temperaturę topnienia. Aby go obniżyć, do metalu wprowadza się dodatki. Powstałe stopy (stal, brąz, żeliwo, mosiądz) mają temperaturę topnienia niższą niż metal wyjściowy.
Od czego zależy temperatura topnienia metali?Wszystkie mają pewne cechy - pojemność cieplną i przewodność cieplną metali. Pojemność cieplna to zdolność do pochłaniania ciepła po podgrzaniu. Jego wskaźnikiem numerycznym jest ciepło właściwe. Rozumie się przez to ilość energii, którą jednostka metalowa jest w stanie zaabsorbować, podgrzana do 1 ° C. Zużycie paliwa do podgrzania kęsa metalu do pożądanej temperatury zależy od tego wskaźnika. Pojemność cieplna większości metali mieści się w zakresie 300–400 J / (kg * K), a stopów metali - 100–2000 J / (kg * K).
Теплопроводность металлов – это перенос тепла od cieplejszych do zimniejszych cząstek zgodnie z prawem Fouriera z ich makroskopowym unieruchomieniem. Zależy to od struktury materiału, jego składu chemicznego i rodzaju wiązania międzyatomowego. W metalach ciepło jest przenoszone przez elektrony, w innych materiałach stałych przez fonony. Przewodność cieplna metali jest wyższa, tym doskonalsza jest ich struktura krystaliczna. Im więcej metali ma zanieczyszczenia, tym bardziej zniekształcona jest sieć krystaliczna i tym niższa jest przewodność cieplna. Domieszkowanie wprowadza takie zniekształcenia do struktury metali i zmniejsza przewodność cieplną w stosunku do metalu podstawowego.
У всех металлов хорошая теплопроводность, но у niektóre są wyższe niż inne. Przykładem takich metali jest złoto, miedź, srebro. Niższe przewodnictwo cieplne występuje w cynie, aluminium i żelazie. Zwiększona przewodność cieplna metali jest zaletą lub wadą, w zależności od zakresu ich zastosowania. Na przykład metalowe naczynia muszą szybko podgrzewać żywność. Jednocześnie zastosowanie do produkcji długopisów metali o wysokiej przewodności cieplnej utrudnia ich użycie - długopisy nagrzewają się zbyt szybko i nie można ich dotykać. Dlatego stosuje się tutaj materiały termoizolacyjne.
Kolejna cecha metalu, która ma na nią wpływwłaściwości - rozszerzalność cieplna. Wygląda jak wzrost objętości metalu po jego podgrzaniu i spadek po schłodzeniu. Zjawisko to należy wziąć pod uwagę przy wytwarzaniu wyrobów metalowych. Na przykład pokrywki garnków są wykonane nad głową; manekiny mają również szczelinę między pokrywą a korpusem, dzięki czemu pokrywka nie zacina się po podgrzaniu.
Для каждого металла вычислен коэффициент rozszerzalność cieplna. Określa się go przez ogrzewanie w 1 ° C prototypu o długości 1 m. Największym współczynnikiem jest ołów, cynk, cyna. Jest mniejszy w miedzi i srebrze. Jeszcze niżej jest żelazo i złoto.
Według właściwości chemicznych metale są podzielone nakilka grup. Istnieją aktywne metale (takie jak potas lub sód), które mogą natychmiast reagować z powietrzem lub wodą. Sześć najbardziej aktywnych metali, które tworzą pierwszą grupę układu okresowego, nazywa się alkalicznymi. Mają niską temperaturę topnienia i są tak miękkie, że można je ciąć nożem. W połączeniu z wodą tworzą roztwory alkaliczne, stąd ich nazwa.
Вторую группу составляют щелочноземельные металлы - wapń, magnez itp. Są częścią wielu minerałów, twardszych i ogniotrwałych. Przykładami metali z następujących, trzeciej i czwartej grupy są ołów i aluminium. Są to dość miękkie metale i często są stosowane w stopach. Metale przejściowe (żelazo, chrom, nikiel, miedź, złoto, srebro) są mniej aktywne, bardziej kute i często są stosowane w przemyśle w postaci stopów.
Pozycja każdego metalu w szeregu działańcharakteryzuje jego zdolność do reagowania. Im bardziej aktywny jest metal, tym łatwiej pobiera tlen. Są bardzo trudne do wyodrębnienia ze związków, podczas gdy rodzaje metali o niskiej aktywności można znaleźć w czystej postaci. Najbardziej aktywne z nich - potas i sód - są przechowywane w nafcie, poza tym są natychmiast utleniane. Spośród metali stosowanych w przemyśle miedź jest najmniej aktywna. Wykonuje zbiorniki i rury do ciepłej wody, a także przewody elektryczne.
