Forumul Scientia

Ştiinţă şi tehnologie. Noutăţi, dezbateri pe subiecte ştiinţifice de actualitate => Popularizarea ştiinţei => Subiect creat de: Scientia din August 23, 2011, 10:25:28 p.m.

Titlu: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Scientia din August 23, 2011, 10:25:28 p.m.
Aceasta este o altă întrebare apărută în secţiunea Q&A a site-ului, care încă nu a primit un răspuns.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Adi din August 25, 2011, 12:07:36 a.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Anatol din August 25, 2011, 09:23:43 p.m.
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.
 
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Electron din August 25, 2011, 10:54:19 p.m.
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-
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Teodor Sarbu din August 26, 2011, 08:42:10 a.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Anatol din August 26, 2011, 11:14:04 p.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Teodor Sarbu din August 29, 2011, 07:08:22 p.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Electron din August 29, 2011, 07:24:46 p.m.
Electron. Ceea ce faci tu este o abureala. Asta ca sa folosesc limbajul tău preferat.
Multumesc pentru apreciere. Data viitoare abtine-te.

Citat
Mai bine explica-i lui Anatol cei cu temperatura corpurilor.
Mai bine lasa-te de dat indicatii altora ce sa faca.

Citat
Cred că nu ţie prea greu.
Credintele tale in acest sens nu ma intereseaza si nici nu sunt relevante.

Citat
Eu am ideile mele mai trăsnite şi mai am de lucru cu cele din acest domeniu.
Si ce-i cu asta?

Citat
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
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Teodor Sarbu din August 29, 2011, 08:46:34 p.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: AlexandruLazar din August 30, 2011, 12:19:32 a.m.
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...
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: Teodor Sarbu din August 30, 2011, 07:13:52 a.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: 07Marius din Decembrie 18, 2014, 10:34:39 p.m.
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 (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 (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 (http://www.nature.com/nature/journal/v269/n5628/abs/269481a0.html)
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: puriu din Decembrie 21, 2014, 08:28:46 p.m.
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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: 07Marius din Decembrie 23, 2014, 01:55:54 p.m.
...
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)
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: puriu din Decembrie 23, 2014, 06:37:18 p.m.
 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.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: 07Marius din Decembrie 23, 2014, 08:52:16 p.m.
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.

Asta a fost cu ani in urma. Acum lucrurile au mai evoluat si aici.

"The blade lives in the high-pressure turbine, where the gas temperature is at least 400 degrees above the melting point of the blade’s alloy. It sits in a disc that rotates at more than 10,000 rpm."
http://innovationnow.raeng.org.uk/innovations/print.aspx?item=15 (http://innovationnow.raeng.org.uk/innovations/print.aspx?item=15)

sau

"Next time you find yourself on an aeroplane speeding down a runway, perhaps on your way to somewhere hot, consider for a brief moment that the jet engines taking you there will have already reached temperatures of 1,500C (2,732F). This temperature exceeds the melting point of the metals that make up the engine, and the fact that the whole thing doesn’t just turn into a molten pool of liquid is down to some nifty materials"
http://www.theguardian.com/technology/2014/nov/10/superalloys-metals-take-to-skies-miodownik (http://www.theguardian.com/technology/2014/nov/10/superalloys-metals-take-to-skies-miodownik)

Am vazut cu vreo 2-3 ani in urma un documentar despre motoarele de avion Rolls-Royce si am retinut de-acolo acest aspect.
Ma rog, lucrurile ca de obicei sunt mai complicate, insa ca si fapt divers merita retinute aceste informatii.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: puriu din Decembrie 25, 2014, 07:47:42 p.m.
La motoarele turboreactoare temperatura maxima a gazelor este in camerele de ardere care sunt racite in exterior cu aer de la compresor. Gazele arse se amesteca cu mult aer rece si intra in turbina la temperatura mai mica. Paletele turbinei sunt si ele racite cu aer prin canale interioare, dar pot fi incandescente, peste 700 grade. La unele motoare se foloseste postcombustia, se injecteaza combustibil la iesirea din turbina unde gazul are un mare exces de aer. In nici un caz metalul paletelor nu se apropie de punctul de topire.
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: 07Marius din Decembrie 25, 2014, 11:57:28 p.m.
La motoarele turboreactoare temperatura maxima a gazelor este in camerele de ardere care sunt racite in exterior cu aer de la compresor. Gazele arse se amesteca cu mult aer rece si intra in turbina la temperatura mai mica. Paletele turbinei sunt si ele racite cu aer prin canale interioare, dar pot fi incandescente, peste 700 grade. La unele motoare se foloseste postcombustia, se injecteaza combustibil la iesirea din turbina unde gazul are un mare exces de aer. In nici un caz metalul paletelor nu se apropie de punctul de topire.

Cum spuneam mai devreme, conditiile de lucru sunt tot mai severe (aici un istoric: http://www.asminternational.org/documents/10192/6019788/amp17109p26.pdf/3def4e97-ace9-47e4-8661-2d7bc8f71f84 (http://www.asminternational.org/documents/10192/6019788/amp17109p26.pdf/3def4e97-ace9-47e4-8661-2d7bc8f71f84) )

iar aici sunt explicate noutatile din motoarele Rolls Royce de care vorbeam: (http://www.bbc.com/news/science-environment-22889969 (http://www.bbc.com/news/science-environment-22889969))
"When the mix of fuel and air is ignited, the resulting gas reaches an extraordinary temperature of 2,200C - a higher level than has been achieved before - which is meant to maximise the output of each drop of fuel.

The searing heat of 2,200C is in fact 700C hotter than the melting point of the components in the combustion chamber - including the turbine blades that are driven by this fast-expanding gas."
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: puriu din Ianuarie 07, 2015, 10:14:02 p.m.
Nu se poate invata o meserie din gunoaiele Internetului. Tot cartea e de baza!
Titlu: Răspuns: De ce se topesc metalele la temperaturi diferite?
Scris de: tavi1985 din Mai 25, 2015, 04:52:25 p.m.
Presupunand ca avem un laser care trage asupra unei placi de metal...ce efect au fotonii asupra atomilor? Nu ma pricep prea mult dar....am vazut ca in reactoare nucleare in urma  reactiilor  apare si un foton . ca atare energia se schimba cu materia deci energia adica fotonii cand ies din laser si lovesc metalul realizeaza un proces invers.. In urma procesului probabil masa atomilor  se schimba si drept efect se incalzesc. Adica fortene din ei se se schimba. Nu stiu de ce apare incandescenta la metale topite. Poate din cauza electronilor liberi