DEFINÍCIA

Hustota hmoty je pomer jeho hmotnosti k objemu:

M/V, [g/cm3, kg/m3]

Hustota pevnej látky je referenčná hodnota. Hustota medi je 9,0 g/cm3. Meď je v elementárnom stave červený kov (obr. 1). Jeho najdôležitejšie konštanty sú uvedené v tabuľke nižšie:

Tabuľka 1. Fyzikálne vlastnosti medi.

Meď sa vyznačuje výraznou hustotou, pomerne vysokou teplotou topenia a nízkou tvrdosťou. Jeho ťažnosť a kujnosť sú výnimočne vysoké: meď možno vtiahnuť do drôtu s priemerom 0,001 mm (asi 50-krát tenší ako ľudský vlas).

Ryža. 1. Meď. Vzhľad.

Nájdenie medi v prírode

Pokiaľ ide o množstvo v prírode, meď je ďaleko za zodpovedajúcimi alkalickými kovmi. Jeho obsah v zemskej kôre sa odhaduje na cca 0,003 % (hm.). Meď sa nachádza najmä vo forme zlúčenín síry a častejšie spolu so sírnymi rudami iných kovov. Z jednotlivých minerálov medi sú najdôležitejšie chalkopyrit (CuFeS 2) a chalkocit (Cu 2 S). Oveľa menší priemyselný význam majú minerály obsahujúce kyslík – kuprit (Cu 2 O) a malachit ((CuOH) 2 CO 3 ).

Stručný popis chemických vlastností a hustoty medi

Meď tvorí zliatiny s mnohými kovmi. Predovšetkým je legovaný zlatom, striebrom a ortuťou.

Chemická aktivita medi je nízka. Na vzduchu je neustále pokrytý hustým zelenošedým filmom zásaditých solí oxidu uhličitého. Kombinuje sa s kyslíkom za normálneho tlaku a pri zahrievaní:

4Cu + 02 = 2CuO;

2Cu + 02 = 2CuO.

Nereaguje s vodíkom, dusíkom a uhlíkom ani pri vysokých teplotách.

Pri bežných teplotách sa meď pomaly spája s halogénmi chlórom, brómom a jódom:

Cu + Cl2 = CuCl2;

Cu + Br2 = CuBr2.

Meď je slabé redukčné činidlo; nereaguje s vodou a zriedenou kyselinou chlorovodíkovou. Prevedie sa do roztoku s neoxidačnými kyselinami alebo hydrátom amoniaku v prítomnosti kyslíka alebo kyanidu draselného. Oxiduje ho koncentrovaná kyselina sírová a dusičná, aqua regia, chalkogény a oxidy nekovov. Pri zahrievaní reaguje s halogenovodíkmi.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Ľudia používali meď v každodennom živote už od staroveku. Veľmi dôležitým parametrom pre moderného človeka je jeho hustota a špecifická hmotnosť.

Tieto údaje sa používajú pri výpočte zloženia materiálov pri výrobe rôznych komunikácií, dielov, produktov a komponentov v technickom priemysle.

Základné informácie o medi

Meď je najbežnejším neželezným kovom. Svoj názov dostal v latinčine - Cuprum - na počesť ostrova Cyprus. Ťažili ho tam už starí Gréci pred tisíckami rokov. Historici dokonca prišli s dobou medenou, ktorý trval od 4. do 5. storočia pred Kristom. e. V tom čase ľudia vyrábali z populárneho kovu:

• nástroj;
• riad;
• dekorácie;
• mince.

V tabuľke D.I. Mendelejevovi patrí 29. miesto. Tento prvok má jedinečné vlastnosti - fyzikálne, chemické a mechanické. V dávnych dobách sa meď mohla nachádzať v prírodnom prostredí vo forme nugetov, niekedy veľmi veľkých rozmerov. Ľudia skalu nahrievali na otvorenom ohni a následne prudko ochladzovali. V dôsledku toho praskol, čo umožnilo obnoviť kov. Táto jednoduchá technológia umožnila začať vývoj obľúbeného prvku.

Vlastnosti

Meď je neželezný kov červenkastej farby s ružovým nádychom, obdarený vysokou hustotou. V prírode existuje viac ako 170 druhov minerálov, ktoré obsahujú Cuprum. Len 17 z nich sa priemyselne ťaží na tento prvok. Väčšina tohto chemického prvku je obsiahnutá v rudných kovoch:

• chalkocit - až 80%;
• bronit - až 65%;
• Kovelin - až 64%.

Z týchto minerálov sa meď obohacuje a taví. Vysoká tepelná vodivosť a elektrická vodivosť sú charakteristické vlastnosti neželezných kovov. Začína sa topiť pri teplote 1063 o C a vrie pri 2600 o C. Značka Cuprum bude závisieť od spôsobu výroby. Metal sa stane:

• ťahané za studena;
• prenájom;
• obsadenie.

Každý typ má svoje vlastné špeciálne parametrické výpočty, ktoré charakterizujú stupeň odolnosti v šmyku, deformáciu pod vplyvom zaťaženia a tlaku, ako aj elasticitu materiálu v ťahu.

Neželezný kov aktívne oxiduje počas zahrievania. Pri teplote 385 o C vzniká oxid meďnatý. Jeho obsah znižuje tepelnú vodivosť a elektrickú vodivosť iných kovov. Pri interakcii s vlhkosťou kov tvorí kuprit a v kyslom prostredí - vitriol.

Vďaka svojim vlastnostiam sa tento chemický prvok aktívne používa pri výrobe elektrických a elektronických systémov a mnohých ďalších produktov na iné účely. Najdôležitejšou vlastnosťou je jeho hustota je 1 kg na m3, keďže tento ukazovateľ sa používa na určenie hmotnosti vyrábaného produktu. Hustota vyjadruje pomer hmotnosti k celkovému objemu.

Najbežnejší systém merania jednotiek hustoty je 1 kilogram na m3. Toto číslo pre meď je 8,93 kg/m3. V kvapalnej forme bude hustota 8,0 g/cm3. Celková hustota sa môže líšiť v závislosti od typu kovu, ktorý má rôzne nečistoty. Na tento účel sa používa špecifická hmotnosť látky. Je to veľmi dôležitá vlastnosť, pokiaľ ide o výrobu materiálov, ktoré obsahujú meď. Špecifická hmotnosť charakterizuje pomer hmotnosti medi k celkovému objemu zliatiny.

Špecifická hmotnosť medi bude 8,94 g/cm3. Špecifická hustota a hmotnostné parametre medi sú rovnaké, ale takáto zhoda nie je typická pre iné kovy. Špecifická hmotnosť je veľmi dôležitá nielen pri výrobe produktov, ktoré ju obsahujú, ale aj pri spracovaní šrotu. Existuje mnoho techník, ktoré možno použiť na racionálny výber materiálov na tvarovanie výrobkov. V medzinárodných sústavách SI sa parameter špecifickej hmotnosti vyjadruje v newtonoch na 1 jednotku objemu.

Je veľmi dôležité vykonať všetky výpočty v štádiu návrhu zariadení a mechanizmov. Špecifická hmotnosť a hmotnosť sú rôzne hodnoty, ale nevyhnutne sa používajú na určenie hmotnosti polotovarov pre rôzne časti, ktoré obsahujú Cuprum.

Ak porovnáme hustotu medi a hliníka, uvidíme veľký rozdiel. Pre hliník je toto číslo 2698,72 kg/m 3 pri izbovej teplote. So zvyšujúcou sa teplotou sa však parametre menia. Keď sa hliník pri zahrievaní premení na kvapalný stav, jeho hustota bude v rozsahu 2,55–2,34 g/cm3. Indikátor vždy závisí od obsahu legujúcich prvkov v hliníkových zliatinách.

Technické ukazovatele kovových zliatin

Najbežnejšie zliatiny na báze medi zvažuje sa mosadz a bronz. Ich zloženie je tiež tvorené ďalšími prvkami:

• zinok;
• nikel;
• cín;
• bizmut.

Všetky zliatiny sa líšia štruktúrou. Prítomnosť cínu v kompozícii umožňuje výrobu bronzových zliatin vynikajúcej kvality. Medzi lacnejšie zliatiny patrí nikel alebo zinok. Vyrábané materiály na báze Cuprum majú nasledujúce vlastnosti:

• vysoká ťažnosť a odolnosť proti opotrebovaniu;
• elektrická vodivosť;
• odolnosť voči agresívnemu prostrediu;
• nízky koeficient trenia.

Zliatiny na báze medi sú široko používané v priemyselnej výrobe. Používajú sa na výrobu riadu, šperkov, elektrických drôtov a vykurovacích systémov. Materiály s Cuprum sa často používajú na zdobenie fasád domov a vytváranie kompozícií. Vysoká stabilita a ťažnosť sú hlavné vlastnosti pre použitie materiálu.

Výpočet špecifickej hmotnosti medi

Ako viete, za posledné stovky rokov sa pokrok dostal dosť ďaleko, čo zase umožnilo rozvoj mnohých priemyselných odvetví po celom svete. Hutnícka výroba nezostala bokom, keďže veda dala tomuto odvetviu veľa technológií, výpočtových metód, vrátane schopnosti merať špecifickú hmotnosť kovov.

Keďže sa rôzne zliatiny medi líšia svojim zložením, ako aj fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami, umožňuje to vybrať požadovanú zliatinu pre každý výrobok alebo diel. Na výpočet hmotnosti potrebnej na výrobu valcovaných výrobkov je potrebné poznať špecifickú hmotnosť zodpovedajúcej triedy.

Vzorec na meranie špecifickej hmotnosti kovu

Špecifická hmotnosť je pomer hmotnosti P homogénneho kovu z určitej zliatiny k objemu tejto zliatiny. Špecifická hmotnosť je označená symbolom γ a nikdy by sa nemala zamieňať s hustotou. Hoci hodnoty hustoty a špecifickej hmotnosti medi a iných kovov sú veľmi často rovnaké, je potrebné si uvedomiť, že to tak nie je v skutočnosti vo všetkých podmienkach.

Na výpočet špecifickej hmotnosti medi sa teda používa vzorec γ = P/V

A na výpočet hmotnosti určitej veľkosti valcovanej medi sa jej prierezová plocha vynásobí špecifickou hmotnosťou a dĺžkou.

Jednotky špecifickej hmotnosti

Na meranie špecifickej hmotnosti medi a iných zliatin možno použiť nasledujúce jednotky merania:

v systéme SGS - 1 dyn/cm 3,

v sústave SI - 1 n/m 3,

v systéme MKSS - 1 kg/m3.

Tieto jednotky sú vzájomne prepojené určitým pomerom, ktorý vyzerá takto:

0,1 dyne/cm3 = 1 n/m3 = 0,102 kg/m3.

Metódy výpočtu špecifickej hmotnosti medi

1. Použitie špeciálu na našej webovej stránke,

2. Pomocou vzorcov vypočítajte plochu prierezu valcovaného výrobku a potom vynásobte špecifickou hmotnosťou značky a dĺžkou.

Príklad 1: vypočítajte hmotnosť medených plechov hrúbky 4 mm, rozmerov 1000x2000 mm, 24 kusov zo zliatiny medi M2

Vypočítajme objem jedného plechu V = 4 1000 2000 = 8000000 mm 3 = 8000 cm 3

S vedomím, že špecifická hmotnosť 1 cm 3 medi M3 = 8,94 g/cm 3

Vypočítajme hmotnosť jedného zrolovaného plechu M = 8,94 8000 = 71520 g = 71,52 kg

Celkom hmotnosť všetkých valcovaných výrobkov M = 71,52 24 = 1716,48 kg

Príklad 2: vypočítajte hmotnosť medenej tyče D 32 mm s celkovou dĺžkou 100 metrov zo zliatiny medi a niklu MNZH5-1

Plocha prierezu tyče s priemerom 32 mm S = πR 2 znamená S = 3,1415 16 2 = 803,84 mm 2 = 8,03 cm 2

Stanovme hmotnosť celého valcovaného výrobku s vedomím, že špecifická hmotnosť zliatiny medi a niklu MNZH5-1 = 8,7 g/cm 3

Celkom M = 8,0384 8,7 10 000 = 699340,80 gramov = 699,34 kg

Príklad 3: vypočítajte hmotnosť medeného štvorca so stranou 20 mm a dĺžkou 7,4 metra zo žiaruvzdornej zliatiny medi BrNHK

Nájdite zvinutý objem V = 2 2 740 = 2960 cm 3

Neexistuje človek, ktorý by za celý svoj život nevidel žltý kov. V prírode sa nachádza niekoľko minerálov, ktoré majú podobný vzhľad ako žltý kov. Ale ako sa hovorí: "Nie je všetko zlato, čo sa blyští." Aby ste si drahý kov nezamieňali s inými materiálmi, musíte poznať hustotu zlata.

Hustota ušľachtilého kovu

Molekulárna štruktúra zlata.

Jednou z dôležitých vlastností drahého kovu je jeho hustota. Hustota zlata sa meria v kg m3.

Špecifická hmotnosť je pre zlato veľmi významnou charakteristikou. Toto sa zvyčajne neberie do úvahy, pretože šperky: prstene, náušnice, prívesky majú veľmi malú váhu. Ale ak držíte v rukách kilogramový ingot pravého žltého kovu, vidíte, že je veľmi ťažký. Značná hustota zlata uľahčuje ťažbu. Premývanie na stavidlách teda zabezpečuje vysokú úroveň získavania zlata z vymývaných hornín.

Hustota zlata je 19,3 gramov na centimeter kubický.

To znamená, že ak vezmete určitý objem drahého kovu, bude vážiť takmer 20-krát viac ako rovnaký objem čistej vody. Dvojlitrová plastová fľaša zlatého piesku váži asi 32 kg. Z 500 gramov drahého kovu vyskladáte kocku so stranou 18,85 mm.

Tabuľka hustoty zlata rôznych vzoriek a farieb.

Hustota pôvodného zlata je o niekoľko jednotiek nižšia ako hustota už vyčisteného kovu a môže sa pohybovať od 18 do 18,5 gramov na centimeter kubický.

Zlato 583 je menej husté, keďže táto zliatina pozostáva z rôznych kovov.

Doma si môžete sami určiť hustotu zlata. Na to je potrebné vážiť výrobok z drahého kovu na bežných váhach, v ktorých musí byť hodnota delenia aspoň 1 gram. Potom musí byť nádoba s označením objemu naplnená kvapalinou, v tomto prípade vodou, do ktorej by sa mala dekorácia spustiť. Je potrebné dbať na to, aby kvapalina nepretiekla.

Potom zmeriame, ako veľmi sa zmenil objem tekutiny po spustení zlatého predmetu do nádoby. Pomocou špeciálneho vzorca, známeho zo školy, vypočítame hustotu: hmotnosť delená objemom.

Je potrebné mať na pamäti, že výrobok z drahého kovu nie je vyrobený z čistého zlata, preto je potrebné vykonať úpravu hustoty vzorky zliatiny.

Ako rozlíšiť skutočný žltý kov od falošného

V súčasnosti je na ruskom aj zahraničnom trhu veľmi veľké percento falšovaného zlata. Existuje obrovské riziko nákupu zlatých šperkov obsahujúcich do 5% drahého kovu alebo úplne bez neho. Základné pravidlá pri nákupe zlata vám pomôžu vyhnúť sa pocitu oklamania.

Najprv by ste sa mali na produkt dobre pozrieť. Musí na ňom byť vzorka. Okrem toho by nemal obsahovať krivé čísla alebo rozmazané značky. V opačnom prípade ide o prvý príznak falzifikátu.

Vzor jednotnej štátnej puncovej značky pre zlaté výrobky.

Ďalším znakom falzifikátu je zadná strana šperku z drahého kovu. Musí byť rovnako dobre prevedený ako predná strana, inak ide o nekvalitný výrobok. Je tiež možné určiť kvalitu produktu pomocou charakteristiky, ako je hustota zlata, ale nie je možné vykonať takýto experiment v obchode.

Existuje aj spôsob, ako to určiť, nazývaný test pevnosti. Je pravda, že nie vždy je možné poškriabať zlatý predmet pred predajcom, takže túto metódu nemožno implementovať.

Jódový test.

Nasledujúce chemické metódy môžu slúžiť ako dobré spôsoby na určenie kvality produktu. Na šperky zo žltého kovu môžete kvapnúť trochu jódu. Ak je škvrna tmavej farby, potom môžeme s istotou hovoriť o kvalite ponúkaného produktu. Pomôcť môže aj stolový ocot. Ak po troch minútach strávených v ňom drahý kov stmavne, môžete výrobok bezpečne odniesť na skládku.

Chlorid zlatý môže byť veľkým pomocníkom pri určovaní kvality. Z kurzu chémie sa stala známa nielen hustota zlata, ale aj skutočnosť, že nemôže vstúpiť do žiadnych chemických reakcií. Ak sa teda po aplikácii chloridu zlatého na drahý kov začne zhoršovať, ide o skutočný falzifikát a mal by patriť do koša.

Jedným z najlepších spôsobov, ako sa chrániť pred nákupom falošného tovaru, je nákup výrobkov z drahých kovov v známych špecializovaných predajniach.

V tomto prípade existuje vysoká pravdepodobnosť nákupu skutočne kvalitného produktu. Aj keď sú ich ceny trochu vyššie ako v rôznych obchodoch a trhoch, kvalita stojí za to. V opačnom prípade si môžete kúpiť falošný produkt a veľmi ľutovať ušetrené peniaze.

Blíženci zo zlata

V prírode sa nachádza niekoľko kovov, ktoré majú rovnakú hustotu ako zlato. Ide o urán, ktorý je rádioaktívny, a volfrám. Je lacnejší ako žltý kov, ale hustota volfrámu a zlata je takmer rovnaká, rozdiel sú tri desatiny. To, čo odlišuje volfrám od zlata, je to, že má inú farbu a je oveľa tvrdší ako žltý kov. Čisté zlato je veľmi mäkké a dá sa ľahko poškriabať nechtom.

Falošná zlatá tehlička naplnená volfrámom vo vnútri.

Skutočnosť, že hustota prvkov ako volfrám a zlato je rovnaká, je pre falšovateľov veľmi atraktívna. Zlaté tehličky nahrádzajú volfrámom podobnej hustoty a hmotnosti a vrch pokrývajú tenkou vrstvou drahého kovu. Vysoká cena žltého kovu zároveň robí volfrám obľúbenejším medzi mladými ľuďmi. Výrobky z volfrámu sú oveľa lacnejšie a odolnejšie voči poškriabaniu.

Hustota olova

Čím je zlato čistejšie, tým je menej tvrdé, preto sa v minulosti žltý kov na skúšku hrýzol. Táto metóda je nespoľahlivá. Šperky môžu byť vyrobené z olova, pokrytého veľmi tenkou vrstvou zlata. Olovo má tiež mäkkú štruktúru. Môžete skúsiť poškriabať šperky z nesprávnej strany a pod veľmi tenkou vrstvou drahého kovu môžete nájsť obyčajný kov.

Hustota prvku periodickej tabuľky - olova a jeho brata - zlata je iná. Hustota olova je oveľa menšia ako hustota zlata a je 11,34 gramov na centimeter kubický. Ak teda vezmeme žltý kov a olovo rovnakého objemu, potom hmotnosť zlata bude oveľa väčšia ako hmotnosť olova.

Biele zlato je zliatina žltého drahého kovu s platinou alebo inými kovmi, ktoré mu dodávajú bielu, alebo skôr matnú striebornú farbu. V každodennom živote existuje názor, že „biele zlato“ je jedným z názvov platiny, ale nie je to tak. Tento druh zlata stojí o niečo viac ako zvyčajne. Vo vzhľade je biely kov podobný striebru, čo je oveľa lacnejšie. Hustota takých prvkov periodickej tabuľky, ako je zlato a striebro, je odlišná. Ako rozlíšiť biele zlato od striebra? Tieto drahé kovy majú rôznu hustotu.

Striebro je najmenej hustý materiál zo všetkých, o ktorých sa hovorí v článku.

Hustota zlata je väčšia ako hustota striebra. Jeho hustota je 10,49 gramov na centimeter kubický. Striebro je oveľa mäkšie ako biely kov. Preto, ak prejdete strieborným predmetom po bielom liste, značka zostane. Ak urobíte to isté s bielym drahým kovom, nebude tam žiadna stopa.

Pre najbežnejšie kvapaliny je uvedená tabuľka hustoty kvapalín pri rôznych teplotách a atmosférickom tlaku. Hodnoty hustoty v tabuľke zodpovedajú uvedeným teplotám, je povolená interpolácia údajov.

Mnohé látky môžu byť v tekutom stave. Kvapaliny sú látky rôzneho pôvodu a zloženia, ktoré majú tekutosť, sú schopné meniť svoj tvar pod vplyvom určitých síl. Hustota kvapaliny je pomer hmotnosti kvapaliny k objemu, ktorý zaberá.

Pozrime sa na príklady hustoty niektorých kvapalín. Prvá látka, ktorá vám napadne, keď počujete slovo „kvapalina“, je voda. A to nie je vôbec náhodné, pretože voda je najbežnejšou látkou na planéte, a preto ju možno brať ako ideál.

Rovná sa 1 000 kg/m 3 pre destilovanú a 1 030 kg/m 3 pre morskú vodu. Keďže táto hodnota úzko súvisí s teplotou, stojí za zmienku, že táto „ideálna“ hodnota bola získaná pri +3,7 °C. Hustota vriacej vody bude o niečo menšia - rovná sa 958,4 kg / m 3 pri 100 ° C. Keď sa kvapaliny zahrievajú, ich hustota zvyčajne klesá.

Hustota vody má podobnú hodnotu ako rôzne potravinárske výrobky. Ide o produkty ako: octový roztok, víno, 20% smotana a 30% kyslá smotana. Niektoré produkty sú hustejšie, napríklad vaječný žĺtok - jeho hustota je 1042 kg / m3. Hustejšie ako voda sú: ananásová šťava - 1084 kg/m3, hroznová šťava - až 1361 kg/m3, pomarančová šťava - 1043 kg/m3, Coca-Cola a pivo - 1030 kg/m3.

Mnohé látky sú menej husté ako voda. Napríklad alkoholy sú oveľa ľahšie ako voda. Takže hustota je 789 kg / m3, butyl - 810 kg / m3, metyl - 793 kg / m3 (pri 20 ° C). Niektoré druhy palív a oleja majú ešte nižšie hodnoty hustoty: olej - 730-940 kg/m3, benzín - 680-800 kg/m3. Hustota petroleja je asi 800 kg/m3, - 879 kg/m3, vykurovacieho oleja - až 990 kg/m3.

Indikátory nízkej hustoty sú charakterizované takými kvapalinami, ako sú: terpentín 870 kg/m 3,