Ve všech oblastech lidské činnosti se používají kovové výrobky. Kovy ve vědeckém smyslu jsou jednoduché látky se specifickými vlastnostmi (kovový lesk, tažnost, vysoká elektrická vodivost). V každodenním životě a ve výrobě se často používají jejich slitiny s jinými prvky. Tyto ztuhlé taveniny se také běžně označují jako kovy.

Definice a použití hustoty

Jak víte, pro zjištění hustoty látky je její hmotnost dělena objemem. Hustota je fyzikálně-chemická vlastnost látky. Je konstantní. Materiály pro průmyslovou výrobu by měly vyhovovat tomuto ukazateli. Pro označení je obvyklé používat řecké písmeno ρ.

Hustota železa je 7874 kg / m³, nikl - 8910 kg / m³, chrom - 7190 kg / m³, wolfram - 19250 kg / m³. To se samozřejmě týká karbidů. V roztaveném stavu mají látky jiné vlastnosti.

V přírodě je hojné jen několik kovů. Měrná hmotnost železa v zemské kůře je 4, 6%, hliník - 8, 9%, hořčík - 2, 1%, titan - 0, 63%. Kovy jsou nepostradatelné ve většině oblastí lidské činnosti. Jejich produkce rok od roku roste. Pro lepší přehlednost jsou kovy rozděleny do skupin.

Železo a jeho slitiny

Železné kovy se běžně nazývají oceli a litiny různých tříd. Slitina železa a uhlíku se považuje za ocel, pokud je železo nejméně 45% a obsah uhlíku je 0, 1% - 2, 14%. Litina obsahuje více uhlíku.

K dosažení potřebných vlastností jsou legovány ocelemi a slitinami (legující přísady se přidávají během přetavování). Takto se uvedené značky roztaví . Všechny třídy kovů přísně splňují určité technické podmínky. Vlastnosti každé značky jsou regulovány státními standardy.

V závislosti na složení se hustota oceli mění v rozmezí 7, 6–8, 8 (g / cm3) v GHS nebo 7600–8800 (kg / m3) v SI (to je patrné z tabulky 1). Ocel má samozřejmě složitou strukturu, není to směs různých látek. Přítomnost těchto látek a jejich sloučenin však mění vlastnosti, zejména hustotu. Proto mají oceli s vysokou hustotou s vysokým obsahem wolframu nejvyšší hustoty.

Neželezné kovy a jejich slitiny

Výrobky z bronzu, mosazi, mědi, hliníku se široce používají při výrobě:

  • Typicky jsou bronzy slitiny mědi s cínem, hliníkem, olovem a beryliem. Avšak v době bronzové, kdy měrná hmotnost bronzu v celkové hmotnosti kovových výrobků byla téměř 100%, šlo o slitiny mědi a arsenu.
  • Slitiny na bázi zinku - mosaz. Cín může být přítomen v mosazi, ale jeho množství je menší než zinek. Chcete-li získat volné žetony, přidává se někdy olovo. Kromě šperků z mosazi a bronzu jsou potřebné pro části strojů a námořní lodě, hardware, pružiny. Některé odrůdy se používají v letecké a raketové vědě.
  • Dural (dural) - slitina hliníku s mědí (4, 4% mědi) - je slitina s vysokou pevností. Používá se hlavně v letectví.
  • Titan má vynikající pevnost v mnoha druzích oceli. Zároveň je dvakrát světlejší. Díky těmto vlastnostem je ve většině průmyslových odvětví nezbytná. A také se široce používá v medicíně (protetika). Měrná hmotnost titanu při výrobě letadel dosahuje 70% celkového množství taveného na světě. Asi 15% titanu jde do chemického inženýrství.
  • Stříbro a zlato jsou první kovy, které člověk potkal. V celé historii existence lidstva šly tyto kovy z větší části do šperků. A nyní trend pokračuje.
  • Díky vysoké žáruvzdornosti je wolfram nezbytný při výrobě nástrojů . Vysoká hustota umožňuje použití jako ochrana proti záření.
  • Nikl a chrom tvoří nichrom - tepelně odolná plastová slitina, velmi odolná a spolehlivá.

Různé druhy oceli a litiny, bronzu a jiných kovů mají různé chemické složení a různé hustoty. Hustoty všech požadovaných materiálů jsou měřeny a systematizovány. Tabulky obsahující tato data jsou uživatelům k dispozici. S jejich pomocí můžete snadno najít hmotnost produktu daného tvaru.

Stanovení hmotnosti produktu

Všechny moderní referenční materiály, GOST a technické specifikace podniků jsou upraveny v souladu s mezinárodní klasifikací.

Pomocí referenčních tabulek hustot různých materiálů je snadné určit jejich hmotnost. To platí zejména v případě, že jsou objekty těžké nebo chybí odpovídající měřítka . K tomu potřebujete znát jejich geometrické parametry. Nejčastěji potřebujete znát hmotnost objektu ve formě válce, potrubí nebo rovnoběžky:

  1. Kovové tyče jsou ve tvaru válce. Znát průměr a délku, to je snadné znát hmotnost. Hmotnost se rovná hustotě krát objemu. Vyhledejte objem položky. Získává se vynásobením plochy průřezu délkou. Kruhová oblast, která zná průměr, se dá snadno určit. Průměr na druhou se vynásobí 3, 14 (pi), děleno 4.
  2. Hmotnost potrubí se získá podobným způsobem. Při hledání oblasti bereme rozdíl mezi vnějším a vnitřním průměrem sekce.
  3. Pro stanovení hmotnosti listu, květu, desky nebo tyče obdélníkového průřezu určíme objem vynásobením délky, výšky a tloušťky. Vynásobte hustotou z adresáře.

U těchto výpočtů je vždy povolena malá chyba, protože formuláře nejsou dokonalé. V praxi to lze zanedbat. Výrobci hardwaru vyvinuli vlastní kalkulátory hmotnosti pro uživatele. Stačí zadat odpovídající velikosti do odpovídajících oken a získat výsledek.

Co je to konkrétní gravitace?

Měrná hmotnost je hustota vynásobená zrychlením gravitace (gravitace) nebo poměrem tělesné hmotnosti k jeho objemu. Zaměňovat ji s hustotou je nepřijatelné. K tomu však často dochází kvůli záměně pojmů hmotnost a hmotnost. Tělesná hmotnost, a proto měrná hmotnost, se liší v závislosti na gravitaci. Není to konstanta. V závislosti na umístění položky má různé významy. Toto fyzické množství se bude lišit i na různých místech na Zemi. Zrychlení gravitace u rovníku je větší než u pólů. Hmotnost a hustota jsou konstantní.

Můžete například vypočítat měrnou hmotnost stříbra. Na Zemi bude tato hodnota 10 500 kg / m3 (hustota čistého kovu). Vynásobením 9, 81 m / s 2 (gravitace) získáte 103005 N / m³. A na Měsíci je 10 500 kg / m 3 vynásobeno 1, 62 m / s 2 (gravitace na Měsíci). Výsledek je již jiný - 17, 01 N / m³. V kokpitu lodi obíhající kolem Země - beztíže je zrychlení nulové. Hmotnost jakéhokoli materiálu je proto nulová.

Všechny hodnoty se budou lišit. První případ bude mít největší význam, protože na Zemi má největší význam zrychlení gravitace. V nulové gravitaci nic váží. Hustota stejného materiálu kdekoli bude stejná. Je konstanta.

Aby bylo možné sestavit tabulky měrné hmotnosti kovů na různých planetách (nebo v jiných podmínkách), je nutné znát zrychlení gravitace a hustoty.

Přeprava kovových výrobků

V systému nákladní dopravy se jedná o pojem „objemová hmotnost“. Pokud je hmotnost předmětu v jednom kubickém metru 167 kg, pak se taková hmotnost považuje za fyzickou, a pokud je menší, objem. Například hmotnost kostky uhlíkové oceli je 7750 kg. Jinými slovy, sypná hmotnost oceli je 7750 kg. Tyto výpočty jsou potřebné k určení, kolik přepravovaného nákladu zabere.

Objem se však bude lišit v závislosti na tom, jaké kovové výrobky jsou přepravovány. Předpokládejme, že existuje několik různých hardwaru stejné jakosti oceli. Teoreticky mají stejnou hustotu. Avšak ingoty, velké produkty a drátěné nepokoje mají různé objemy, a proto při přepravě zabírají při přepravě více či méně místa. Mají tedy různé objemové hmotnosti. Za jakýchkoli podmínek je metr krychlový z oceli vyšší než 167 kg, proto jej nelze nazvat objemovým.

Kategorie:

Technologie