משיכות במה שהיא מורכבת, מאפיינים, דוגמאות, ניסויים

ה משיכות היא תכונה טכנולוגית של חומרים המאפשרים להם לעוות לפני מתח מתיחה; כלומר, ההפרדה בין שני קצוותיה, מבלי שיהיה שבר מוקדם אי שם באמצע הקטע המוארך. כאשר החומר מתארך, חתך רוחב שלה פוחת, הופך דק יותר.

לכן, חומרים ductile הם עבדו מכנית לתת להם צורות filiform (חוטים, כבלים, מחטים, וכו '). על מכונות תפירה, סלילי עם חוטי מפותל מייצגים דוגמה הביתה של חומרים רקיע; אחרת, סיבי טקסטיל מעולם לא יכלו לרכוש את הצורות האופייניות שלהם.

מהי מטרת משיכות החומרים? היכולת לכסות מרחקים ארוכים או עיצובים אטרקטיביים, בין אם בפיתוח של כלים, תכשיטים, צעצועים; או עבור הובלה של נוזל כלשהו, ​​כגון זרם חשמלי.

היישום האחרון מייצג דוגמה מפתח משיכות של חומרים, במיוחד של מתכות. חוטי נחושת עדינים (התמונה העליונה) הם מוליכים טובים של חשמל, יחד עם זהב ופלטינה, זמינים מכשירים אלקטרוניים רבים כדי להבטיח את פעולותיהם.

כמה סיבים הם כל כך בסדר (עם עובי של רק כמה מיקרומטר), כי הביטוי הפואטי "שיער זהוב" לוקח על כל משמעות אמיתית. כנ"ל לגבי נחושת וכסף.

משיכות לא תהיה תכונה אפשרית אם לא היה סידור מולקולרי או אטומי כדי לנטרל את כוח מתיחה האירוע. ואם הוא לא היה קיים, האדם לא היה מכיר את הכבלים, את האנטנות, הגשרים ייעלמו, והעולם יישאר בחושך ללא אור חשמלי (מלבד עוד אינספור תוצאות).

אינדקס

• 1 מהי משיכות??
• 2 מאפיינים
• 3 דוגמאות של מתכות רקיע
  • 3.1 גודל התבואה והמבנים הגבישיים של מתכות
  • 3.2 השפעת הטמפרטורה על משיכות המתכות
• 4. ניסוי להסביר משיכות לילדים ומתבגרים
  • 4.1 גומי לעיסה ופלסטלינה
  • 4.2 הדגמה עם מתכות
• 5 הפניות

מהי משיכות?

שלא כמו החוזק, משיכות ראוי סידור מבניים יעיל יותר.

למה? כי כאשר השטח שבו המתח גדול יותר, מוצק יש יותר אמצעים להחליק מולקולות או אטומים, להרכיב סדינים או צלחות; ואילו כאשר המתח מתרכז בחתך קטן יותר ויותר, החלקה המולקולרית חייבת להיות יעילה יותר כדי לנטרל את הכוח הזה.

לא כל מוצקים או חומרים יכולים לעשות את זה, ומסיבה זו הם לשבור כאשר נתון לבדיקות מתיחה. ההפסקות המתקבלות הן אופקי בממוצע, בעוד אלה של חומרים רקיע הם חרוטי או הצביע, סימן של מתיחה.

חומרים דקטיל יכול גם לשבור בעבר נקודת לחץ. זה יכול להיות מוגברת אם הטמפרטורה מוגברת, שכן החום מקדם ומאפשר את השקופיות המולקולריות (אם כי יש כמה חריגים). זה אז תודה אלה מפולות כי חומר יכול להציג משיכות ולכן להיות רקיע.

עם זאת, משיכות של חומר כולל משתנים אחרים, כגון לחות, חום, זיהומים ואת האופן שבו כוח מוחל. לדוגמה, זכוכית התמזג החדש הוא רקיע, אימוץ צורות filiform; אבל כאשר מקורר, הוא הופך שביר יכול לשבור עם כל השפעה מכנית.

מאפיינים

חומרים דקטיל יש מאפיינים משלהם קשורים ישירות הסדרים המולקולריים שלהם. במובן זה, מוט מתכת קשיח מוט חרס רטוב יכול להיות רקיע, למרות המאפיינים שלהם שונים מאוד.

עם זאת, לכולם יש משהו במשותף: התנהגות פלסטיק לפני פירוק. מה ההבדל בין חפץ פלסטי לגוף אלסטי?

האובייקט האלסטי הוא עיוות הפוך, אשר מתרחשת בתחילה עם חומרים רקיע; אבל כוח מתיחה עולה, העיוות הופך בלתי הפיך ואת האובייקט הופך פלסטיק.

מנקודה זו חוט או חוט לקחת צורה ברורה. לאחר מתיחה מתמשכת, חתך שלו הופך כל כך קטן, ואת המתח מתיחה גבוה מדי, כי שקופיות מולקולריות שלה כבר לא יכול לנטרל את המתח מסתיים שבירה.

אם משיכות של החומר הוא גבוה מאוד, כמו במקרה של זהב, עם גרם אחד ניתן להשיג חוטים עם אורכים של עד 66 ק"מ, עם עובי 1 מיקרומטר.

ככל שהתיל מוארך יותר ממסה, הקטע הקטן יותר שלו (אלא אם יש לך טונות של זהב כדי לבנות חוט של עובי ניכר).

דוגמאות של מתכות רקיע

מתכות הן בין החומרים רקיע עם יישומים אין ספור. המשולש מורכב ממתכות: זהב, נחושת ופלטינה. האחד הוא זהוב, השני כתום ורוד, ואת הכסף האחרון. בנוסף מתכות אלה, יש אחרים של משיכות נמוכה יותר:

-ברזל

-אבץ

-פליז (וסגסוגות מתכת אחרות)

-זהב

-אלומיניום

-סאמריום

-מגנזיום

-ונדיום

-פלדה (למרות משיכות שלה עשוי להיות מושפע בהתאם הרכב פחמן שלה תוספים אחרים)

-הכסף

-פח

-עופרת (אבל בתוך טווחי טמפרטורה קטנים מסוימים)

זה קשה להבטיח, ללא ידע ניסיוני קודם, אשר מתכות הם רקיע. משיכות שלה תלוי במידת הטוהר וכיצד תוספים אינטראקציה עם זכוכית מתכתי.

משתנים אחרים, כגון גודל של גרגרי גבישי ואת הסדר של הגביש, נחשבים גם. בנוסף, מספר האלקטרונים והמסלולים המולקולריים המעורבים באג"ח המתכת, כלומר, בים של האלקטרונים, ממלא גם תפקיד חשוב.

האינטראקציות בין כל המשתנים המיקרוסקופיים והאלקטרוניים האלה הופכות משיכות מושג שיש להתמודד עמוקות עם ניתוח רב משתני; ואתה תמצא את היעדר כלל סטנדרטי עבור כל המתכות.

מסיבה זו שתי מתכות, אם כי עם מאפיינים דומים מאוד, עשוי או לא יכול להיות רקיע.

גודל של דגנים ומבנים גבישיים של מתכות

הגרגרים הם חלקים קריסטל כי חוסר אי סדרים בולטים (פערים) במערכים תלת מימדיים שלהם. באופן אידיאלי, הם צריכים להיות סימטריים לחלוטין, עם המבנה שלהם מוגדר היטב.

כל גרגר עבור אותו מתכת יש מבנה גבישי זהה; כלומר, מתכת עם מבנה משושה קומפקטי, hcp, יש דגנים עם גבישים עם מערכת hcp. אלה מסודרים בצורה כזו שלפני כוח המתיחה או המתיחה הם מחליקים זה על גבי זה, כאילו היו מטוסים המורכבים מגולות..

בדרך כלל, כאשר המטוסים המורכבים מדגנים קטנים מחליקים, עליהם להתגבר על כוח חיכוך גדול יותר; ואילו אם הם גדולים, הם יכולים לנוע בחופשיות רבה יותר. למעשה, כמה חוקרים מבקשים לשנות את משיכות של סגסוגות מסוימות באמצעות צמיחה מבוקרת של גרגרי גבישי שלהם..

מצד שני, ביחס למבנה הגבישי, בדרך כלל המתכות עם FCC מערכת גבישית (פנים מעוקלות, או מעוקב מרוכז על הפנים) הם רקיע ביותר. בינתיים, מתכות עם מבנים גבישיים bcc (גוף מעוקב, מעוקב על הפנים) או HCP, נוטים להיות רקיע פחות.

לדוגמה, הן נחושת ברזל להתגבש עם סידור FCC, והם רקיע יותר אבץ וקובלט, הן עם הסדרים hcp.

השפעת הטמפרטורה על משיכות של מתכות

החום יכול להקטין או להגדיל את משיכות החומרים, והחריגים חלים גם על מתכות. עם זאת, ככלל, בעוד ריכוך המתכות, כך גדול מתקן להפוך אותם חוטים בלי לשבור אותם.

הסיבה לכך היא עליית הטמפרטורה גורם אטומים מתכתיים לרטוט, וכתוצאה מכך איחוד של גרגרים; כלומר, כמה גרעינים קטנים מצטרפים לגרגר גדול.

עם גרגרים גדולים יותר, משיכות מגביר, ואת שקופיות מולקולרית הפנים פחות מכשולים פיזיים.

הניסוי כדי להסביר את משיכות לילדים ובני נוער

משיכות הופך רעיון מורכב מאוד אם אחד מתחיל לנתח מיקרוסקופית. אז איך להסביר את זה לילדים ולמתבגרים? בצורה כזאת שזה נראה פשוט ככל האפשר לפני העיניים סקרן שלך.

גומי לעיסה ופלסטלינה

עד כה דיברנו על מתכות וזכוכית מותכת, אבל יש חומרים אחרים דקטיל להפליא: גומי לעיסה ופלסטלינה.

כדי להדגים את משיכות מסטיק זה מספיק כדי לתפוס שני ההמונים ולהתחיל למתוח אותם; אחד בצד שמאל, והשני בצד ימין. התוצאה תהיה של גשר לעיסה מסטיק, אשר לא יוכל לחזור לצורתו המקורית, אלא אם כן הוא לישה עם ידיים.

עם זאת, יגיע לנקודה שבה הגשר בסופו של דבר להישבר (ואת הרצפה יהיה מוכתם מסטיק).

בתמונה שמעליה הוא מראה כיצד ילד לוחץ על מיכל עם חורים גורם לפלסטלינה לצוץ כאילו היה זה שיער. בצק משחק יבש פחות דביק מאשר שמנוני; לכן, הניסוי יכול פשוט מורכב של יצירת שתי תולעים: אחד עם פלסטלינה יבש, והשני רטוב בשמן.

הילד יבחין כי התולעת שמנוני קל לעצב ולהשיג אורך על חשבון עובי שלה; בעוד התולעת מתייבש, זה עלול בסופו של דבר לשבור כמה פעמים.

פלסטלינה מייצג גם חומר אידיאלי כדי להסביר את ההבדל בין גמישות (סירה, שער) משיכות (שיער, תולעים, נחשים, סלמנדרס, וכו ').

הפגנה עם מתכות

למרות מתבגרים לא לתפעל שום דבר, להיות מסוגל להעיד על היווצרות של חוטי נחושת בשורה הראשונה יכול להיות חוויה אטרקטיבית ומעניינת עבורם. ההפגנה של משיכות יהיה אפילו יותר שלם אם נמשיך עם מתכות אחרות, ובכך להיות מסוגלים להשוות משיכות שלהם.

לאחר מכן, כל החוטים חייבים לעבור מתיחה מתמדת לנקודת השבירה שלהם. עם זאת, המתבגר יהיה חזותית לאשר כיצד משיכות משפיע על ההתנגדות של חוט לשבור.

הפניות

1. אנציקלופדיה של דוגמאות (2017). חומרים רקיע. מקור: ejemplos.co
2. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (22 ביוני 2018). דוגמאות רקיע ודוגמאות. מקור: Thinkco.com
3. Chemstorm. (2 במרץ 2018). כימיקל הגדרה רקיע. מקור: chemstorm.com
4. בל ט (18 באוגוסט 2018). משיכות הסביר: מתיחה ומתכות. היתרה. מקור: thebalance.com
5. ד"ר מרקס ר '(2016). משיכות מתכות החוג להנדסת מכונות, אוניברסיטת סנטה קלרה. [PDF] מקור: scu.edu
6. ריד ד (2018). משיכות: הגדרה ודוגמאות. מחקר. מקור:
7. קלארק ג '(אוקטובר 2012). מבנים מתכתיים. מקור: chemguide.co.uk
8. Chemicole (2018). עובדות על זהב. מקור: chemicool.com
9. חומרים היום. (18 בנובמבר 2015). מתכות חזקות עדיין יכול להיות רקיע. אלסבייר מקור: חומר