Τι κάνει η θερμότητα στο μέταλλο;

Η θερμότητα έχει σημαντικό αντίκτυπο στο μέταλλο, προκαλώντας ποικίλες αλλαγές ανάλογα με τη θερμοκρασία και τον συγκεκριμένο τύπο μετάλλου. Ακολουθούν μερικά βασικά αποτελέσματα:

Φυσικές αλλαγές:

* επέκταση: Η θερμότητα προκαλεί τα μέταλλα να δονείται ταχύτερα, αυξάνοντας την απόσταση μεταξύ τους. Αυτό οδηγεί σε θερμική επέκταση , που σημαίνει ότι το μέταλλο επεκτείνεται σε μέγεθος. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι γέφυρες έχουν αρθρώσεις επέκτασης και γιατί τα μεταλλικά αντικείμενα μπορούν να γίνουν χαλαρά ή σφιχτά με αλλαγές θερμοκρασίας.

* Αλλαγή φάσης: Το μέταλλο θέρμανσης μπορεί να προκαλέσει την αλλαγή της κατάστασης της ύλης. Για παράδειγμα, ο πάγος θέρμανσης (κατεψυγμένο νερό) το μετατρέπει σε υγρό νερό και η θέρμανση σιδήρου σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία θα το λιώσει σε ένα υγρό.

* Αλλαγή στη σκληρότητα: Πολλά μέταλλα γίνονται μαλακότερα και πιο εύπλαστα όταν θερμαίνονται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι σιδηρουργοί θερμαίνουν το μέταλλο πριν το διαμορφώσουν.

* Αλλαγή χρώματος: Το μέταλλο θέρμανσης μπορεί να προκαλέσει αλλαγή στο χρώμα της επιφάνειας του. Αυτό οφείλεται στην οξείδωση, όπου το μέταλλο αντιδρά με οξυγόνο στον αέρα. Για παράδειγμα, ο χάλυβας θέρμανσης μπορεί να προκαλέσει το κόκκινο, το πορτοκαλί ή ακόμα και το κίτρινο.

Χημικές αλλαγές:

* Οξείδωση: Όταν θερμαίνονται παρουσία οξυγόνου, πολλά μέταλλα θα σχηματίσουν οξείδια. Αυτό μπορεί να είναι ένα προστατευτικό στρώμα (όπως το οξείδιο του αργιλίου, το οποίο σχηματίζει ένα σκληρό εξωτερικό στρώμα), ή μπορεί να οδηγήσει σε διάβρωση.

* Χημικές αντιδράσεις: Η θέρμανση μπορεί να επιταχύνει τις χημικές αντιδράσεις που περιλαμβάνουν μέταλλα, όπως η αντίδραση του σιδήρου με νερό για να σχηματίσει σκουριά.

* αποικοδόμηση: Ορισμένα μέταλλα, όπως το αλουμίνιο, μπορούν να υποβαθμιστούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτό οφείλεται στον σχηματισμό πτητικών ενώσεων, οι οποίες μπορούν να αποδυναμώσουν το μέταλλο.

Άλλα εφέ:

* τήξη: Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το μέταλλο τελικά θα λιώσει. Το σημείο τήξης ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό μεταξύ διαφορετικών μετάλλων.

* Βρασμό: Σε ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες, το μέταλλο θα βράσει και θα γίνει αέριο. Αυτή είναι μια πολύ υψηλή θερμοκρασία για τα περισσότερα μέταλλα.

* Οκκύνειας και ευελιξία: Τα μέταλλα γίνονται πιο όλκιμα (μπορούν να τεντωθούν σε καλώδια) και να είναι εύπλαστα (μπορούν να σφυρηλατηθούν σε φύλλα) όταν θερμαίνονται.

Εφαρμογές:

Αυτές οι ιδιότητες του μετάλλου χρησιμοποιούνται σε μια μεγάλη ποικιλία εφαρμογών, όπως:

* μεταλλική εργασία: Το μέταλλο θέρμανσης επιτρέπει τη διαμόρφωση, τη διαμόρφωση και τη σύνδεση των διαδικασιών.

* Θερμική επεξεργασία: Οι ελεγχόμενες διεργασίες θέρμανσης και ψύξης χρησιμοποιούνται για την αλλαγή των ιδιοτήτων των μετάλλων, όπως ο χάλυβας σκλήρυνσης και σκλήρυνσης.

* συγκόλληση και συγκόλληση: Αυτές οι διαδικασίες βασίζονται στη θερμότητα για να λιώσουν τα μέταλλα και να τους ενώσουν.

* Χύτευση: Το τετηγμένο μέταλλο χύνεται σε καλούπια για να δημιουργήσει συγκεκριμένα σχήματα.

Σημαντική σημείωση: Τα συγκεκριμένα αποτελέσματα της θερμότητας σε μέταλλο εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες, όπως:

* Τύπος μετάλλου: Τα διαφορετικά μέταλλα έχουν διαφορετικές ιδιότητες.

* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες οδηγούν σε πιο σημαντικές αλλαγές.

* Ώρα: Πόσο καιρό το μέταλλο εκτίθεται σε θερμότητα επηρεάζει τις αλλαγές που συμβαίνουν.

* Ατμόσφαιρα: Η παρουσία οξυγόνου ή άλλων αερίων μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα της θερμότητας.