Андрей Смирнов
Время чтения: ~8 мин.
Просмотров: 0

Показатель плотности меди и ее сплавов

Расчет удельного веса

На сегодняшний день разработано множество методик и алгоритмов измерения и расчета не только плотности, но и удельного веса, позволяющих даже без помощи таблиц определять этот важный параметр. Зная удельный вес, который у разных и чистого металла отличается, как и значение плотности, можно эффективно подбирать материалы для производства деталей с заданными параметрами

Такие мероприятия очень важно выполнять на стадии проектирования устройств, в составе которых планируется использовать детали, изготовленные из меди и ее сплавов

Удельный вес, значение которого (как и плотности) можно посмотреть и в таблице — это отношение веса изделия, изготовленного как из металла, так и из любого другого однородного материала, к его объему. Выражается это отношение формулой γ=P/V, где буквой γ как раз и обозначается удельный вес.

Нельзя путать удельный вес и плотность, которые являются разными характеристиками металла по своей сути, хоть и обладают одинаковым значением для меди.

Зная удельный вес меди и используя формулу для расчета этой величины γ=P/V, можно определить массу медной заготовки, имеющей различной сечение. Для этого необходимо перемножить значение удельного веса для меди и объем рассматриваемой заготовки, определить который расчетным путем не представляет особой сложности.

Что такое алюминий?

Речь идет о 13 элементе в таблице Менделеева, который находится в 3-м периоде. Он имеет атомную массу 26,982 и валентность III. При нормальных условиях алюминий является твердым веществом, серебристого цвета. На воздухе он легко окисляется, образуя прочную пленку Al2O3. Именно она предотвращает дальнейшее коррозионное разрушение металла. Пленка остается устойчивой вплоть до температуры плавления, которая является невысокой и составляет всего 660 oC.

Популярность использования этого металла для производства металлических конструкций и технических деталей связана с двумя важными факторами:

  • низкой плотностью алюминия в сравнении со сталью;
  • высокой коррозионной стойкостью на воздухе.

Кроме того, следует отметить, что рассматриваемый элемент является третьим по распространенности в земной коре, после кислорода и кремния, и первый среди металлов.

Основная информация о меди

Медь является наиболее распространенным цветным металлом. Свое название на латинском языке — Cuprum — она получила в честь острова Кипр. Там ее добывали древние греки тысячи лет назад. Историки даже придумали Медный Век, который длился с IV по V столетие до н. э. В то время люди делали из популярного металла:

  • орудие;
  • посуду;
  • украшения;
  • монеты.

В таблице Д.И. Менделеева она занимает 29 место. Этот элемент имеет уникальные свойства -физические, химические и механические. В древние времена в естественной среде можно было найти медь в виде самородков, порой очень больших размеров. Люди нагревали породу на открытом огне, а затем резко охлаждали. В результате она растрескивалась, что позволяло выполнять восстановление металла. Такая нехитрая технология позволила начать освоение популярного элемента.

Перевозки изделий из металлов

В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.

Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.

Основные физико-химические свойства металла

Поскольку алюминий содержит на внешнем электронном уровне 3 свободных электрона, то он является довольно активным металлом и проявляет в химических реакциях валентность III. Например, процесс окисления происходит по следующей реакции:

Что касается физических свойств, то следует отметить высокую тепло- и электропроводность металла. Хотя алюминий проигрывает по указанным показателям меди, тем не менее его относительно низкая плотность приводит к повсеместному использованию алюминия в качестве основы для линий электропередач, где важна масса провода.

Плотность алюминия при комнатной температуре приблизительно составляет 2 700 кг/м3. Это означает, что данный металл практически в три раза легче стали. Этот факт позволяет использовать сплавы на основе алюминия в самолетостроении, в производстве космической техники и спортивных машин с облегченным весом.

Что такое удельный вес

Условная величина, показывающая, сколько будет весить куб со сторонами в 1 метр (сантиметр) называется удельным весом (объемным весом). Измеряется он в килограммах на кубический метр (граммах на кубический сантиметр). На полюсах Земли сила тяжести больше, поэтому за основу измерений берут плотность вещества (то есть отношение массы металла к объему), которая отличается на величину ускорения свободного падения, зависящего от места измерения (от 9,780 м/с2 на экваторе до 9,832 м/с2 на полюсах).

Удельный вес путают с плотностью, их численные значения в различной системе измерения совпадают. В моем случае, когда разницей в ускорении свободного падения можно пренебречь, такое нестрогое сравнение допустимо.

Сильные и слабые стороны алюминиевых радиаторов

Перечень положительных характеристик алюминиевых батарей:

  1. Экономичность.
  2. Небольшая масса. То, сколько весит алюминиевая батарея, во многом упрощает установку и демонтаж приборов.
  3. Возможность регулировки температуры.
  4. Самый высокий КПД среди всех бытовых радиаторных обогревателей.
  5. Презентабельный внешний вид, позволяющий использовать алюминиевые радиаторы как в обычных жилищах, так и престижных заведениях.

Слабые стороны:

  1. Слабость межсекционных стыков (там иногда случаются протекания).
  2. Неравномерность в распределении тепла: его в основном накапливает ребристая часть секций.
  3. Слабость конвекционной циркуляции.
  4. Невысокий срок службы. Те же чугунные батареи работают гораздо больше, чем 15-20 лет.
  5. Могут образовываться внутренние газы.
  6. Излишняя химическая активность алюминия. Это самый большой недостаток этого типа батарей, из-за чего наличие малейших примесей в теплоносителе может провоцировать разрушительные процессы на внутренних стенках.
  7. Невысокая стойкость к перепадам давления.

Серебро в медицине.

О том, что серебро металл ценный, знают все. Но не всем известно, что этот металл может и исцелять. Если хранить воду в серебряных сосудах или просто в контакте с серебряными изделиями, то мельчайшие частички серебра – ионы Ag+ – переходят в раствор и убивают микроорганизмы и бактерии. Такая вода долго не портится и не «зацветает».

Об этом свойстве серебра знали очень давно. Персидский царь Кир II Великий (558–529 до н.э.) пользовался серебряными сосудами для хранения питьевой воды во время своих военных походов. Знатные римские легионеры носили нагрудники и налокотники из серебряных пластинок: при ранении прикосновение такой пластинки предохраняло от инфекции.

В 326 до н.э. воины Александра Македонского (365–326 до н.э.) вторглись в Индию. На берегах реки Инд в войсках разразилась эпидемия желудочно-кишечных заболеваний, которые, как ни странно, не затронули ни одного военачальника. Оказалось, что простые воины пользовались оловянной посудой, а их начальники – серебряной. Этого оказалось достаточно для дезинфекции воды и пищи. Можно попробовать дома получить «серебряную» воду и убедиться в ее удивительных свойствах.

Существуют и «серебряные» лекарства (колларгол, протаргол, ляпис и др.).

Колларгол (коллоидное серебро) – зеленовато- или синевато-черные чешуйки с металлическим блеском; в воде они образуют коллоидный раствор.

Это лекарство появилось в 1902, когда немецкий химик Карл Пааль придумал способ, как защитить мельчайшие частички серебра: надо, чтобы вокруг каждой из них образовалась тончайшая оболочка из белка альбумина, который содержится в курином яйце, тогда эти частички не будут слипаться. Колларголсодержит до 70% серебра. Применяют его в виде 0,2–1,0%-го водного (коллоидного) раствора для промывания гнойных ран и глаз при конъюнктивите, 1–2%-м раствором лечат воспаление мочевого пузыря, а 2–5%-м – гнойный насморк.

Протаргол – это серебросодержащее белковое соединение, коричнево-желтый или коричневый порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Содержание серебра в нем – 7,8–8,3%. Протаргол применяют для тех же целей, что и колларгол. Жидкую смесь, состоящую из 0,2 г протаргола, 5 мл глицерина и 15 мл воды, используют для орошения голосовых связок, а 1–3%-й раствор протаргола успешно лечит насморк и конъюнктивит.

Ляпис – нитрат серебра AgNO3 впервые применили врачи-алхимики голландец Ян-Баптист ван Гельмонт (1579–1644) и немец Франциск де ла Бое Сильвий (1614–1672), которые научились получать нитрат серебра взаимодействием металла с азотной кислотой.

При этом протекает реакция:

Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O.

Тогда-то и было обнаружено, что прикосновение к кристаллам полученной серебряной соли не проходит бесследно: на коже остаются черные пятна, а при длительном контакте – глубокие ожоги. Нитрат серебра – бесцветный (белый) порошок, хорошо растворимый в воде, на свету он чернеет с выделением металлического серебра.

Медицинский ляпис, строго говоря, не чистый нитрат серебра, а его сплав с нитратом калия, иногда отлитый в виде палочек – ляписного карандаша. Ляпис оказывает прижигающее действие и применяется с давних пор. Однако пользоваться им надо чрезвычайно аккуратно: нитрат серебра может вызвать отравления и сильные ожоги. Хранить ляпис следует в местах, недоступных детям!

Лечебное действие нитрата серебра заключается в подавлении жизнедеятельности микроорганизмов; в небольших концентрациях он действует как противовоспалительное и вяжущее средство, более концентрированные растворы, как и кристаллы AgNO3, прижигают живые ткани. Это связано с образованием альбуминатов (белковых соединений) серебра при соприкосновении с кожей. Раньше ляпис применяли для удаления мозолей и бородавок, прижигания угрей. Да и теперь, если нет возможности прибегнуть к криотерапии (прижиганию сухим льдом или жидким азотом), чтобы безболезненно избавиться от ненужных наростов, пользуются ляписом.

Людмила Аликберова

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации