U svim sferama ljudske aktivnosti koriste se metalni proizvodi. Metali su u znanstvenom smislu jednostavne tvari sa specifičnim svojstvima (metalni sjaj, duktilnost, visoka električna vodljivost). U svakodnevnom životu i proizvodnji često se koriste njihove legure s drugim elementima. Ove očvrsnute taline obično se nazivaju i metalima.

Definicija i uporaba gustoće

Kao što znate, da biste pronašli gustoću neke tvari, njena masa je podijeljena na volumen. Gustoća je fizikalno-kemijska karakteristika neke tvari. Ona je stalna. Materijali za industrijsku proizvodnju trebaju biti u skladu s ovim pokazateljem. Da bismo ga označili, uobičajeno je koristiti grčko slovo ρ.

Gustoća željeza je 7874 kg / m³, nikla - 8910 kg / m³, kroma - 7190 kg / m³, volframa - 19250 kg / m³. To se, naravno, odnosi na karbide. U staljenom stanju tvari imaju i druge karakteristike.

U prirodi su samo neki metali u izobilju. Specifična težina željeza u zemljinoj kori je 4, 6%, aluminija - 8, 9%, magnezija - 2, 1%, titana - 0, 63%. Metali su neophodni u većini područja ljudske aktivnosti. Njihova proizvodnja iz godine u godinu raste. Radi praktičnosti, metali su podijeljeni u skupine.

Željezo i njegove legure

Željezni metali obično se nazivaju čelici i lijevani pegle raznih vrsta. Legijom željeza i ugljika smatra se čelik ako je željezo najmanje 45%, a sadržaj ugljika 0, 1% -2, 14%. Lijevano željezo, odnosno, sadrži više ugljika.

Da bi se postigla potrebna svojstva, legiraju se čelicima i legurama (legirani dodaci dodaju se tijekom taljenja). Dakle, navedene marke se tope . Sve vrste metala strogo udovoljavaju određenim tehničkim uvjetima. Svojstva svake marke regulirana su državnim standardima.

Ovisno o sastavu, gustoća čelika varira u rasponu od 7, 6–8, 8 (g / cm³) u GHS-u ili 7600–8800 (kg / m³) u SI (to se može vidjeti iz tablice 1). Naravno, čelik ima složenu strukturu, nije mješavina raznih tvari. Međutim, prisutnost ovih tvari i njihovih spojeva mijenja svojstva, osobito, gustoću. Stoga čelici visoke gustoće s velikim sadržajem volframa imaju najveću gustoću.

Obojeni metali i njihove legure

Proizvodi od bronce, mesinga, bakra, aluminija naširoko se koriste u proizvodnji:

  • Bronce su obično legure bakra s kositrom, aluminijom, olovom i berilijem. Međutim, u brončano doba, kada je specifična težina bronce u ukupnoj masi metalnih proizvoda bila gotovo 100%, to su bile legure bakra - arsena.
  • Legure na bazi cinka - mesing. Limun može biti prisutan u mesingu, ali njegova količina je manja od cinka. Da bi se dobili čipsi, ponekad se dodaje i olovo. Osim nakitnih legura od mjedi i bronce potrebne su za strojne dijelove i brodske brodove, hardver, opruge. Neke se sorte koriste u zrakoplovstvu i raketnim znanostima.
  • Duralumin (duralumin) - legura aluminija s bakrom (4, 4% bakra) - je legura visoke čvrstoće. Koristi se uglavnom u zrakoplovstvu.
  • Titan je po snazi ​​nadmoćan mnogim vrstama čelika. U isto vrijeme, dvostruko je laganiji. Ove osobine su ga učinile nezamjenjivim u većini industrija. A također se široko koristi u medicini (protetika). Specifična težina titana u proizvodnji zrakoplova doseže 70% ukupne topljene topline u svijetu. Oko 15% titana namijenjeno je kemijskom inženjerstvu.
  • Srebro i zlato su prvi metali s kojima se čovjek susreo. U čitavoj povijesti postojanja čovječanstva, ti su metali najvećim dijelom išli u nakit. A sada se trend nastavlja.
  • Volfram je zbog svoje visoke vatrostalnosti neophodan u izradi instrumenata . Visoka gustoća omogućuje vam da ga koristite kao zaštitu od zračenja.
  • Nikl i krom čine nikrome - legura otporna na toplinu, vrlo izdržljiva i pouzdana.

Različite vrste čelika i lijevanog željeza, bronce i drugih metala imaju različit kemijski sastav i različitu gustoću. Gustoće svih traženih materijala mjere se i sistematiziraju. Tablice s ovim podacima dostupne su korisnicima. Uz njihovu pomoć možete lako pronaći masu proizvoda određenog oblika.

Određivanje mase proizvoda

Svi moderni referentni materijali, GOST i tehničke specifikacije poduzeća prilagođavaju se u skladu s međunarodnom klasifikacijom.

Pomoću referentnih tablica gustoće različitih materijala lako je odrediti njihovu masu. To je posebno točno kada su predmeti teški ili nedostaju odgovarajuće vage . Da biste to učinili, morate znati njihove geometrijske parametre. Najčešće, morate znati masu predmeta u obliku cilindra, cijevi ili paralelepipeda:

  1. Metalne šipke su u obliku cilindra. Znajući promjer i dužinu, lako je znati masu. Masa je jednaka gustoći puta zapremini. Pronađite volumen predmeta. Dobiva se množenjem površine poprečnog presjeka po duljini. Područje kruga, znajući promjer, lako je odrediti. Promjer kvadrata množi se sa 3, 14 (pi), podijeljeno s 4.
  2. Masa cijevi dobiva se na sličan način. Kada pronalazimo područje, uzimamo razliku između vanjskog i unutarnjeg promjera presjeka.
  3. Da bismo odredili masu lima, cvata, ploče ili šipke pravokutnog presjeka, volumen određujemo množenjem dužine, visine i debljine. Pomnoženo sa gustoćom iz imenika.

S takvim proračunima uvijek je dopuštena mala greška, jer obrasci nisu savršeni. U praksi se to može zanemariti. Proizvođači hardvera razvili su prilagođene kalkulatore mase za korisnike. Dovoljno je unijeti jedinstvene veličine u odgovarajuće prozore i dobiti rezultat.

Što je specifična gravitacija?

Specifična gravitacija je gustoća pomnožena s ubrzanjem gravitacije (gravitacije) ili omjerom tjelesne težine i njenog volumena. Zbunjujući ga s gustoćom neprihvatljivo je. Međutim, to se često događa zbog zbrke koncepata mase i težine. Tjelesna težina, a time i specifična težina, varira ovisno o gravitaciji. Nije konstanta. Ovisno o mjestu predmeta, ono ima različita značenja. Ova fizička količina bit će različita čak i u različitim točkama Zemlje. Ubrzanje gravitacije na ekvatoru je veće nego na polovima. Masa i gustoća su konstantni.

Na primjer, možete izračunati specifičnu težinu srebra. Na Zemlji će ta vrijednost biti 10.500 kg / m³ (gustoća čistog metala). Pomnoživši se sa težinom od 9, 81 m / s 2 (gravitacija) možete dobiti 103005 N / m³. A na Mjesecu se 10.500 kg / m³ množi sa 1, 62 m / s 2 (gravitacija na Mjesecu). Rezultat je već različit - 17.01N / m³. U pilotskoj kabini broda koji kruži oko Zemlje - beztežnost, ubrzanje je nula. Stoga je težina bilo kojeg materijala ovdje nula.

Sve će vrijednosti biti različite. Prvi će slučaj biti od najveće važnosti, jer je na Zemlji ubrzanje gravitacije od najveće važnosti. Nulta gravitacija stvar ništa ne teži. Gustoća istog materijala bilo gdje će biti ista. Ona je konstanta.

Da biste sastavili tablice specifične težine metala na različitim planetima (ili u drugim uvjetima), potrebno je znati ubrzanje gravitacije i gustoće.

Prijevoz metalnih proizvoda

U sustavu za prijevoz tereta uključen je takav pojam kao "volumetrijska težina". Ako je masa predmeta u jednom kubnom metru 167 kg, tada se takva težina smatra fizičkom, a ako je manjom - zapreminskom. Na primjer, masa kocke ugljičnog čelika je 7750 kg. Drugim riječima, ukupna gustoća čelika je 7750 kg. Ovi su izračuni potrebni kako bi se utvrdilo koliko će prenijeti teret.

No, ovisno o metalnim proizvodima, količina se mijenja. Pretpostavimo da postoji nekoliko različitih hardvera iste vrste čelika. U teoriji, imaju istu gustoću. Međutim, ingoti, proizvodi velike klase i žičani neredi imaju različitu količinu, i stoga će, kada se prevoze, zauzeti više ili manje prostora u prijevozu. Dakle, imaju različite skupno opterećenje. Pod bilo kojim uvjetima, kubni metar čelika ima više od 167 kg, stoga ga ne možete nazvati volumetrijskim.

Kategorija:

Tehnologije