Kovine in zlitine. Tabele gostote za kovine in zlitine

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-02 17:55

Vsak študent, ki pozna periodni sistem, ve, da količina kovin v njem sestavlja večino kemičnih elementov. Ena od pomembnih fizičnih lastnosti zanje je gostota. Upoštevajte to vrednost v članku in navedite tabelo gostote kovin in zlitin.

Kakšna je gostota

Če vzamete enake količine plastike in jekla, bo prvo veliko lažje kot drugo. Nasprotno pa bo kos plastike imel popolnoma enako težo kot kos jekla, če bo veliko večji. Razlog za te razlike je takšna fizična količina, kot je gostota. Formula za izračun je naslednja:

ρ=m/V.

Tukaj je m masa telesa, V je njegova prostornina. Grška črka ρ (rho) se pogosto uporablja za označevanje gostote. Iz formule sledi, da so merske enote v SI kilogrami na kubični meter (kg/m³). Uporabljajo se lahko tudi nesistemske enote, kot je g/cm^{3 ali g/l (za tekočine).}

Kaj so kovine

Preden podamo tabelo gostote kovin, razložimo, o kateri snovi govorimo. Kovinski materiali se od nekovin razlikujejo po visoki toplotni in električni prevodnosti ter duktilnosti. To so njihove glavne značilnosti. Obstajajo tudi manjše lastnosti, kot so značilen kovinski lesk, kovljivost in nizka elektronegativnost za njihove atome.

Vse kovine v normalnih pogojih obstajajo v trdni obliki. Edina izjema je živo srebro, pri katerem je temperatura kristalizacije -39oC. Trdna kovina obstaja v obliki kristalne mreže. Slednji je skupek atomov, ki so v prostoru organizirani na določen geometrijski način. Vsak čisti (enokomponentni) kovinski material obstaja v eni od treh vrst kristalnih rešetk pod danimi pogoji. To so naslednje mreže:

• Face Centered Cubic (FCC).
• Body Centered Cubic (BCC).
• Šesterokotna tesno zložena (hcp).

Če se pogoji (temperatura, tlak) spremenijo, lahko kovina preide iz enega v drugo kristalno stanje. Klasičen primer je prehod bcc železa v fcc, ko temperatura pade pod 1392^oC ali ko se dvigne nad 911^oC.

Tabela gostote kovin

Gostoto kovin določata dva glavna dejavnika:

• Vrsta kristalne mreže in medatomske razdalje v njej.
• Masa atomakemični element.

Tabela gostote kovin in drugih elementov je podana spodaj.

Tukaj so številke v g/cm3. Da bi bila tabela gostote kovin izražena v kg / m3, je potrebno ustrezno vrednost pomnožiti s 1000. Tabela kaže, da imajo kovine zelo različne gostote. Lahko so lažji od vode (natrij, litij, kalij) ali zelo težki (iridij, osmij, platina, zlato).

Gostota zlitin

Zlitine so večkomponentne snovi, na primer jeklo je zlitina železa in ogljika. Kristalna struktura zlitin je bolj zapletena kot pri čistih kovinah. Za jeklo, ki je sestavljeno iz železa in atomov ogljika, obstaja več možnosti njihove medsebojne razporeditve (trdna raztopina ogljika v bcc ali fcc železu, nastanek posebne faze - cementita, tvorba grafitnih vključkov in nekatere druge).

Gostota zlitin je v mnogih primerih mogoče oceniti z naslednjo preprosto formulo:

ρ=∑_im_i/∑_iV _i.

Kjer je i številka komponente v zlitini. Če ta izraz uporabimo za dvokomponentno zlitino, lahko dobimo naslednjo formulo:

ρ=ρ₁ρ₂/(ρ₁+x(ρ₂-ρ_1)).

Kjer sta ρ₁ in ρ_{2 gostoti ustreznih komponent, je x masni delež prve komponente v zlitine. Definirano jetorej:}

x=m₁/(m₁+ m_2).

Tabela gostote nekaterih zlitin v tonah na kubični meter je podana spodaj.

Ker vsaka zlitina vsebuje pretežno eno komponento (jeklo - železo, bron - baker, nikrom - nikelj itd.), ni presenetljivo, da je njihova gostota blizu gostote čistih kovin.