Metalele sunt substanțe care austructură cristalină. Când sunt încălzite, acestea sunt capabile să se topească, adică să treacă într-o stare fluidă. Unele dintre ele au un punct de topire scăzut: pot fi topite plasându-le într-o lingură obișnuită și ținându-le deasupra unei flăcări de lumânare. Acestea sunt plumb și staniu. Altele pot fi topite numai în cuptoare speciale. Cuprul și fierul au un punct de topire ridicat. Pentru a-l coborî, se introduc aditivi în metal. Aliajele rezultate (oțel, bronz, fontă, alamă) au un punct de topire mai mic decât metalul original.
Ce determină punctul de topire al metalelor?Toate au anumite caracteristici - capacitatea termică și conductivitatea termică a metalelor. Capacitatea de căldură este capacitatea de a absorbi căldura atunci când este încălzită. Indicatorul său numeric este capacitatea specifică de căldură. Înseamnă cantitatea de energie care poate fi absorbită de o unitate de masă de metal încălzită cu 1 ° C. Acest indicator determină consumul de combustibil pentru încălzirea piesei metalice la temperatura dorită. Capacitatea termică a majorității metalelor este cuprinsă între 300-400 J / (kg * K), aliajele metalice - 100-2000 J / (kg * K).
Conductivitatea termică a metalelor este transferul de căldurăde la particule mai calde la cele mai reci conform legii lui Fourier cu imobilitatea lor macroscopică. Depinde de structura materialului, de compoziția sa chimică și de tipul de legătură interatomică. În metale, transferul de căldură este produs de electroni, în alte materiale solide - de fononi. Conductivitatea termică a metalelor este cu atât mai mare, cu cât structura cristalină este mai perfectă. Cu cât metalul are mai multe impurități, cu atât rețeaua cristalină este mai distorsionată și conductivitatea termică este mai mică. Aliajul introduce astfel de distorsiuni în structura metalelor și scade conductivitatea termică în raport cu metalul de bază.
Toate metalele au o conductivitate termică bună, darunele sunt mai mari decât altele. Un exemplu de astfel de metale este aurul, cuprul, argintul. Conductivitate termică mai mică - în tablă, aluminiu, fier. Conductivitatea termică crescută a metalelor este fie un avantaj, fie un dezavantaj, în funcție de domeniul de utilizare al acestora. De exemplu, ustensilele metalice au nevoie de acesta pentru a încălzi rapid alimentele. În același timp, utilizarea metalelor cu conductivitate termică ridicată pentru fabricarea mânerelor de vase face dificilă utilizarea - mânerele se încălzesc prea repede și este imposibil să le atingem. Prin urmare, aici sunt utilizate materiale termoizolante.
O altă caracteristică a metalului care îl afecteazăproprietăți - dilatare termică. Arată ca o creștere a volumului metalului atunci când este încălzit și o scădere când este răcit. Acest fenomen trebuie luat în considerare la fabricarea produselor metalice. Deci, de exemplu, capacele ghivecelor sunt realizate deasupra capului, ceainicele au, de asemenea, un spațiu între capac și corp, astfel încât capacul să nu se blocheze atunci când este încălzit.
Pentru fiecare metal se calculează coeficientuldilatarea termică. Se determină încălzind la 1 ° C un prototip având o lungime de 1 m. Plumbul, zincul și staniul au cel mai mare coeficient. Este mai mic în cupru și argint. Chiar mai jos - fier și aur.
Conform proprietăților lor chimice, metalele sunt împărțite înmai multe grupuri. Există metale active (cum ar fi potasiul sau sodiul) care pot reacționa instantaneu cu aerul sau apa. Cele șase metale cele mai active, care alcătuiesc primul grup al tabelului periodic, se numesc alcaline. Au un punct de topire scăzut și sunt atât de moi încât pot fi tăiate cu un cuțit. Când sunt combinați cu apă, formează soluții alcaline, de unde și numele lor.
Al doilea grup este format din metale alcalino-pământoase.- calciu, magneziu etc. Acestea fac parte din multe minerale, mai dure și mai refractare. Exemple de metale din grupele următoare, a treia și a patra sunt plumbul și aluminiul. Acestea sunt metale destul de moi și sunt adesea utilizate în aliaje. Metalele de tranziție (fier, crom, nichel, cupru, aur, argint) sunt mai puțin active, mai maleabile și sunt adesea folosite în industrie ca aliaje.
Poziția fiecărui metal în rândul de activitatecaracterizează capacitatea sa de a reacționa. Cu cât metalul este mai activ, cu atât preia mai ușor oxigen. Sunt foarte greu de izolat de compuși, în timp ce tipurile de metale inactive pot fi găsite în formă pură. Cele mai active dintre ele - potasiu și sodiu - sunt depozitate în kerosen, în afara acestuia sunt oxidate imediat. Dintre metalele utilizate în industrie, cuprul este cel mai puțin activ. Se folosește la fabricarea rezervoarelor și conductelor pentru apă caldă, precum și a firelor electrice.
