De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?

[Scientia]

Aceasta este o altă întrebare apărută în secţiunea Q&A a site-ului, care încă nu a primit un răspuns.

[Adi]

Raspuns scurt: pentru ca diferite metale sunt formate din diferite tipuri de atomi, iar fiecare are proprietatile lui. Care anume proprietati, pasez mai departe sarcina dezvoltarii subiectului.

[Anatol]

Dar ce este temperatura unui corp?
Se cunoaste ca atomii vibreaza mai tare la remperaturi mai mari, si atat?
Unda,radiatia inflarosie, se dgaja si se absoarbe, cand? 

Eu credca starile solide se transforma in lichide cand si fiindca forta de respingere a radiatiei inflarosii, depaseste forta valentei ori fortele de atractie (alea mici,ori cum se cheama, din cele patru forte din cate exista).

Si cred ca e complicat de raspuns fiindca nu se cunoste bine cei aceia valenta, fenomenul cristalizarii,...

In fizica de la scoala necompleta, se invata un experiment despre presiunea atmosferica, unde dintre doua farfurii se scoate aerul si ele greu se desfac fiindca presiunea atmosferica le tine.
 Mi se pare ca aici mai are influenta si fenomenul ca atomii se atrag unii cu altii iar spatiul gol dintre farfurii face ca atomii dintr-o farfurie sa depinda de cei din alta farfurie. In cosmos, vid, acest experiment nu se poate controla fiindca mie mi se pare ca se face schimburi de substante intre atomi, iar in experimentul cu farfuriile, intre farfurii nu are cu ce sa se faca acest schimb.
 

[Electron]

In fizica de la scoala necompleta, se invata un experiment despre presiunea atmosferica, unde dintre doua farfurii se scoate aerul si ele greu se desfac fiindca presiunea atmosferica le tine.
 Mi se pare ca aici mai are influenta si fenomenul ca atomii se atrag unii cu altii iar spatiul gol dintre farfurii face ca atomii dintr-o farfurie sa depinda de cei din alta farfurie. In cosmos, vid, acest experiment nu se poate controla fiindca mie mi se pare ca se face schimburi de substante intre atomi, iar in experimentul cu farfuriile, intre farfurii nu are cu ce sa se faca acest schimb.

Aberezi cat incape. Explicatia aici e diferenta de presiune si nu are de-a face cu atomii din farfurii.

e-

[Teodor Sarbu]

Anatol. In principiu este vorba de energia de legatura dintre atomi sau molecule, care difera de la un material la altul. Cu cit este vorba de o energie mai mare ai nevoie de o temperatura mai mare. Se poate vorbi si de forte de legatura mai mari sau mai mici. pentru a indeparta atomii sau moleculele ai nevoie de forte mai mari sau mai mici. De a o anumita distanta legaturile se rup. In principiu forta inmultita cu distanta da o energie de unde si legatura dintre energie si forta. Despre natura fortelor care tin impreuna atomii sau moleculele unui corp solid am si eu o teorie, dar care nu este pusa la punct asa ca nu vreau sa o prezint. Cel putin nu inca.

[Anatol]

Teodor ce pot spune azi, este ca si tu confirmi ca suntem in pragul unii noi substiinta in fizica, si daca evolutionezi bine, iti doresc succese.
 Voi spune tot ce pot pentru interventiile oricarui autor, pe acest site. In rusa greu scriu, dar Rusia pierde foarte mult ca ingeneria inainteaza fara stiinta, deci sustin stiinta. Cel putin, mersi ca nu sunt moderat pe acest site, ca mai fac si eu fum, rog "no coment". Am prins si eu putin din nivelul suprafetei de dupa bac, facultate..., nu stiu ce sa zic acum.

Electron, numaidecat mai intervin, ceva poate nu mii clar, cand apare o idee.

[Teodor Sarbu]

Electron. Ceea ce faci tu este o abureala. Asta ca sa folosesc limbajul tău preferat.
Mai bine explica-i lui Anatol cei cu temperatura corpurilor.
Cred că nu ţie prea greu. Eu am ideile mele mai trăsnite şi mai am de lucru cu cele din acest domeniu. Te rog frumos să o faci. Nu despre presiune.

[Electron]

Electron. Ceea ce faci tu este o abureala. Asta ca sa folosesc limbajul tău preferat.

Multumesc pentru apreciere. Data viitoare abtine-te.

Mai bine explica-i lui Anatol cei cu temperatura corpurilor.

Mai bine lasa-te de dat indicatii altora ce sa faca.

Cred că nu ţie prea greu.

Credintele tale in acest sens nu ma intereseaza si nici nu sunt relevante.

Eu am ideile mele mai trăsnite şi mai am de lucru cu cele din acest domeniu.

Si ce-i cu asta?

Te rog frumos să o faci. Nu despre presiune.

Sunt nevoit sa refuz aceasta rugaminte care nu-si are locul aici. Daca ai ceva de postat la subiect, fa-o, daca nu, nu mai polua discutiile cu asemenea interventii.

e-

[EDIT] PS: pentru asemenea interventii exista mesajele private

[Teodor Sarbu]

Ia te uita!!! Si eu care te-am rugat frumos. Ce sa-i faci. Mai am mult ca sa mai invat nitica politete. Scuzele mele.

[AlexandruLazar]

Eu cred că alegerea de a răspunde sau nu la o întrebare de tipul celei de la începutul topicului ar trebui să treacă un pic și prin filtrul autocenzurii, lucru de care destui care postează pe aici (inclusiv Anatol) nu prea se ocupă. Eu unul am văzut întrebarea și în principiu aș ști să dau un răspuns probabil acceptabil, dar am preferat să nu îl dau; asta nu fiindcă îmi place să țin lucrurile pentru mine, ci pentru că nu mi se pare că știu să justific răspunsul suficient de riguros pentru a-l da. Am o idee vagă despre ce e vorba și am văzut la față probleme cuplate (câmp termic - câmp electromagnetic) dar cred că sunt încă departe de a putea explica suficient de bine și pe înțelesul tuturor răspunsul corect la o astfel de întrebare.

Poate n-ar strica, din când în când, un pic de modestie; cineva care nu știe ce e temperatura unui corp nu mi se pare tocmai în măsură să explice de ce metalele se topesc la temperaturi diferite, cu atât mai puțin prin niște teorii originale...

[Teodor Sarbu]

Pentru a deveni ceva mai obiectiv cred ca voi reciti "Procesul" lui Kafka. Va rog nu o luati ca o sugestie. Nu mi-asi permite-o.

[07Marius]

O intrebare aparent simpla, insa este mult mai complicata decat pare.
Am sa indic o serie de referinte care raspund partial la aceasta intrebare, fara insa sa ofere un raspuns complet. Mai mult, cu cat intrebarea poate fi nuantata in functie de proprietatile metalelor considerate: impuritati, structura cristalina, marimea probelor, etc.

aici sunt formulate o serie de raspunsuri care satisfac probabil pe cei mai multi care doresc sa afle raspunsul la aceasta intrebare:
http://chemistry.stackexchange.com/questions/141/what-makes-some-metals-melt-at-higher-temperature

aici subiectul este dezvoltat ceva mai mult:
http://www.fen.bilkent.edu.tr/~bengu/chem523/PprRev2/OKK%20SAYIN%20Melting%20and%20superheating%20of%20metals%20and%20alloys.pdf

iar aici vedem ca lucrurile incep sa se complice:
http://www.nature.com/nature/journal/v269/n5628/abs/269481a0.html

[puriu]

Starea solida se caracterizeaza printr-o configuratie spatiala a atomilor (retea) la care potentialul energetic al fiecarui atom are un minim (groapa de potential). Sub temperatura de topire un atom oscileaza in jurul pozitiei de echilibru, ramane in groapa de potential, iar corpul ramane in starea solida. La temperatura de topire energia cinetica a unui atom atinge limita gropii de potential, iar atomul devine liber sa-si schimbe pozitia fata de ceilalti atomi. Trecerea lichidului in stare solida are loc cu cedare de energie termica (caldura latenta) si cu scadere a entalpiei, iar topirea solidului cu consum de energie termica si crestere a entalpiei. Cu cat bariera de potential a retelei este mai inalta, temperatura de topire este mai mare. In cazul aliajelor metalice reteaua cristalina este distorsionata, iar temperatura de topire-solidificare este mai mica.

[07Marius]

...
La temperatura de topire energia cinetica a unui atom atinge limita gropii de potential, iar atomul devine liber sa-si schimbe pozitia fata de ceilalti atomi.

Atomii din reteaua cristalina isi pot schimba pozitia fata de vecinii sai si in stare solida, nu este nevoie sa se atinga temperaturi asa de ridicate, precum cea de topire. Fenomene precum difuzia sau formarea unor precipitate, fenomene de imbatrinire naturala/artificiala toate presupun deplasari de atomi in reteaua cristalina in stare solida. Mai sunt fenomenele de deformare plastica etc. Oricum, sunt chestiuni interesante mai ales in cazul unor aplicatii in care temperaturile de lucru sunt mai ridicate decat temperatura de topire a componentelor (ex. paletele de turbine la motoare cu reactie avioane)

[puriu]

 Temperatura este o valoare statistica (media patratica a energiei cinetice a particulelor unui corp). Unii atomi pot avea la un moment dat energie mult mai mare decat media si pot difuza in corp. Fenomenul este extrem de lent.
 Deformarea plastica a unor metale nu are lagatura cu topirea. Cand efortul depaseste o valoare limita (limita de curgere), straturi intregi de atomi din reteaua unui cristal se deplaseaza dintr-o pozitie de echilibru in alta. La temperatura mai mare efortul limita este mai mic.
 Paletele de turbina se executa din aliaje cu proprietati mecanice bune la temperatura mare (refractare), dar lucreaza mult sub temperatura de topire care depaseste 1400 grade.