СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ

Астицы любого тела — атомы или молекулы — нахо­дятся в постоянном беспорядочном движении. В твёр­дых телах это движение практически ограничивается к о - лебанием атомов вокруг определённого положения равновесия. Чем выше температура тела, тем оживлённее ато движение. При определённой температуре твёрдое тело плавится, переходит в жидкость.

Аморфные тела — воск, смола, янтарь, стекло — при нагревании постепенно размягчаются, а затем становятся жидкими. Переход воска из твёрдого состояния в жидкое совершается плавно, и мы не можем сказать точно, какова температура плавления воска.

Иное дело — кристаллические вещества. При нагрева­нии ионы, закреплённые в узлах кристаллической решётки, колеблются всё энергичнее, но, пока решётка сохраняется, кристалл остаётся твёрдым. Только когда колебания ионов усиливаются настолько, что решётка разрушается, появ­ляются первые следы жидкости. Вот почему все кристал­лические вещества, в том числе и металлы, имеют совер­шенно определённую температуру плавления.

Среди металлов встречаются такие, для расплавления которых строят специальные высокотемпературные элек­трические печи; есть такие, которые плавятся от теплоты руки, а есть и такие, которые плавятся при температуре ниже нуля.

Наиболее легкоплавкие металлы — ртуть и цезий, а са­мые тугоплавкие — рений и вольфрам. Ниже мы приводим таблицу температур плавления различных металлов:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Передача теплоты от одного тела к другому — это пе­реход энергии беспорядочного движения от одних молекул к другим.

Вода, стекло, воздух, дерево, кирпич передают тепло медленно, теплопроводность их низка. Металлы же прово­дят тепло очень быстро. Чем это объяснить?

Мы уже знаем, что в пространственной решётке метал­лических кристаллов находятся положительно заряженные атомы металлов — ионы. Они более или менее прочно удерживаются на своих местах. Вокруг ионов беспорядоч­но движутся свободные электроны. Их можно представить в виде «электронного газа», омывающего кристалличе­скую решётку. Свободные электроны легко перемещаются внутри решётки и служат хорошими переносчиками теп - ловой энергии от нагретых слоёв металла к холодным.

Высокую теплопроводность металла всегда легко обна­ружить. Прикоснитесь в холодную погоду рукой к стене деревянного дома и к железной ограде: железо на ощупь всегда гораздо холоднее, чем дерево, так как железо бы­стро отводит тепло от руки, а дерево — в сотни раз мед­леннее. Лучше всех других металлов проводят тепло се­ребро и золото, затем идут медь, алюминий, вольфрам, магний, цинк и другие. Самые плохие металлические про­водники тепла — свинец и ртуть.

Теплопроводность измеряют количеством тепла, кото­рое проходит по металлическому стержню сечением в

1 квадратный сантиметр за 1 минуту. Если теплопро­водность серебра условно принять за 100, то теплопровод­ность меди будет 90, алюминия 27, железа 15, свинца 12, ртути 2, а теплопроводность дерева всего 0,05.

Чем больше теплопроводность металла, тем быстрее и равномернее он нагревается.

Благодаря своей высокой теплопроводности металлы широко используются в тех случаях, когда необходимо бы­строе нагревание или охлаждение. Паровые котлы, аппа­раты, в которых протекают различные химические процес­сы при высоких температурах, батареи центрального ото­пления, радиаторы автомобилей — всё это делается из металлов. Аппараты, которые должны отдавать или по­глощать много тепла, чаще всего изготовляются из хоро­ших проводников тепла — меди, алюминия.