Как определить металл победит


Победит – САЙТ О МЕТАЛЛЕ

Победит — общее название твёрдых сплавов карбида вольфрама и кобальта.
Название “победит” возникло во время битвы под Москвой (1941), благодаря тому, что из сплава были изготовлены бронебойные пули для противотанковых ружей калибра 14,5 мм. Есть и другая версия возникновения названия, которая предполагает, что название возникло на военных заводах в тылу, где без такого сплава не возможно было бы производить необходимое количество вооружения для фронта.
Инструмент на основе спечённого карбида вольфрама начали использовать в середине 1920-х годов в Германии. В СССР победит был разработан в 1929 году, где в основном использовался для режущих инструментов.
Изначально в сплаве победита карбид вольфрама и кобальт соотносились 96:4 по массе. В настоящее время разработаны и другие вольфрам-кобальтовые композитные сплавы, однако для них продолжают использовать название «победит».
Металлокерамические композитные сплавы обладают особенно высокой твёрдостью – 80—90 по шкале Роквелла.
При создании победита используются методы порошковой металлургии. Процесс изготовления сводится к следующему: мелкий порошок карбида вольфрама или другого тугоплавкого карбида и мелкий порошок связующего металла кобальта или никеля перемешиваются и затем прессуются в соответствующих формах. Спрессованные пластины спекаются при температуре, близкой к температуре плавления связующего металла, что даёт очень плотный и твёрдый материал. Пластинки из этого сверхтвёрдого сплава применяются для изготовления металлорежущего и бурового инструмента: они напаиваются на державки режущего инструмента медью. Термообработка не требуется.

Евгений Лавриненко (СМ)

Как определить плотность металла - Канадский институт охраны природы (CCI) Примечания 9/10

Введение

Плотность объекта - это масса объекта, деленная на его объем. Плотность является характеристикой материала, из которого изготовлен объект, и ее значение может помочь идентифицировать материал.

За исключением объектов простой формы, напрямую определить объем сложно. Простой способ определить плотность металлического объекта - взвесить его в воздухе, а затем снова взвесить, когда он будет погружен в жидкость, как описано в разделе «Наука, лежащая в основе измерений плотности».Вода - самая удобная жидкость для использования, но если объект нельзя погрузить в воду, можно использовать органические растворители, такие как этанол или ацетон. Плотность объекта можно рассчитать по двум измерениям веса и плотности жидкости.

При правильном балансе и контейнере подходящего размера этот метод можно использовать для различных объектов: больших и малых, металлических или неметаллических. Этот метод работает для сложных форм, даже для объектов с отверстиями, пока жидкость может проникать и заполнять отверстия.После того, как плотность определена, ее можно сравнить с плотностями известных материалов, чтобы уточнить, из чего может быть сделан объект.

В этом примечании описывается процедура и необходимые материалы для определения плотности металлического объекта. Первым шагом является выполнение процедуры на одном или нескольких металлических объектах известного состава, будь то чистый металл или сплав, чтобы получить опыт использования метода и убедиться, что он используется правильно. Затем можно определить плотность неизвестных металлов.

Методика определения плотности металла

Оборудование и материалы, необходимые для определения плотности

  • Мелкие металлические предметы, которые можно погружать в воду
  • Весы с возможностью взвешивания ниже весов (то есть могут взвешивать предметы, подвешенные под ними) и которые могут измерять с разрешением не менее 0,01 грамма (см. Раздел Весы без взвешивания ниже весов, чтобы узнать, как адаптировать процедуру взвешивания ниже весов баланс)
  • Металлическая проволока для крепления к крючку внутри баланса (хорошо подойдет изогнутая скрепка)
  • Поддерживающая подставка или платформа для удержания весов, чтобы под них можно было подвешивать предметы на крючке
  • Стаканы, достаточно большие, чтобы предметы можно было полностью погрузить без перелива жидкости
  • Опоры для удержания стаканов на нужной высоте под весами
  • Водопроводная вода
  • Калькулятор
  • Нить нейлоновая (e.грамм. леска или аналогичный легкий материал) для подвешивания предметов под весами
  • Одноразовые нитриловые перчатки
  • Дополнительно: зажимы для крепления опоры баланса к краю счетчика

Методика определения плотности при взвешивании ниже весов

  1. Снимите крышку с нижней стороны весов, чтобы открыть крючок внутри.
  2. Поместите весы на подставку с отверстием для доступа к внутреннему крючку.
  3. Присоедините проволочный крюк к внутреннему крюку и затем тарируйте весы (установите на ноль).
  4. Подвесьте какой-либо предмет на крючок под весами, используя нейлоновую нить или аналогичный предмет, и взвесьте его в воздухе. Надевайте перчатки при работе с металлическими предметами, особенно с теми, которые предположительно содержат свинец.
  5. Наполните химический стакан водой и поместите его под весы.
  6. Поднимите стакан до полного погружения объекта. Установите подставку под стакан, чтобы удерживать его на нужной высоте.Убедитесь, что под объектом или в пустотах внутри объекта нет пузырей.
  7. Взвесьте погруженный объект.
  8. Рассчитайте плотность, используя приведенное ниже уравнение.
  9. Сравните рассчитанную плотность с известными значениями плотности металлов и сплавов, используя приведенную ниже таблицу или более полные списки, доступные в справочных материалах.
  10. Повторите шаги 4–9 с остальными объектами.

Расчет плотности

Плотность ρ объекта или материала определяется как масса m, деленная на объем V; в символах ρ = m / V.Если объект взвешивается в воздухе, чтобы определить его фактическую массу, и взвешивается в жидкости, чтобы определить его (кажущуюся) массу в жидкости, то плотность объекта определяется по формуле:

Плотность воды 0,998 г / см 3 при 20 ° C и 0,997 г / см 3 при 25 ° C.

Результаты процедуры

Примеры объектов

На рис. 1 показаны примеры восьми различных металлических образцов, использованных для демонстрации этой процедуры.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы.CCI 120260-0358
Рис. 1. Металлические предметы, используемые для демонстрации процедуры.

Измеренные плотности металлических образцов на Рисунке 1 представлены ниже.

В верхнем ряду слева направо:

  1. Вероятно, чугун (7,13 г / см 3 )
  2. Алюминий высокой чистоты (2,70 г / см 3 )
  3. Красноватый медный сплав (возможно, 85% меди и 15% цинка, 8,23 г / см 3 )
  4. Медь высокой чистоты (8.88 г / см 3 )

В нижнем ряду слева направо:

  1. Цинковое литье (сплав неизвестен, 7,09 г / см 3 )
  2. Свинец высокой чистоты (11,20 г / см 3 )
  3. Олово высокой чистоты (7,27 г / см 3 )
  4. Желтый картридж, латунь (70% меди и 30% цинка, 8,45 г / см 3 )

В каждом образце плотность определялась по приведенной выше формуле. Например, для алюминиевого объекта (б) масса оказалась равной 110.18 г в воздухе и 69,45 г в воде, что дает плотность 2,70 г / см. 3 . Для чугунного объекта (а) масса составила 209,47 г в воздухе и 180,13 г в воде, что дает 7,13 г / см 3 . Для свинцового объекта (f) масса составила 102,44 г в воздухе и 93,31 г в воде, что дает 11,20 г / см 3 .

Измеренные плотности алюминия, чугуна и свинца (2,70, 7,13 и 11,20 г / см 3 ) близки к известным значениям плотности (2,71, 7,20 и 11,33 г / см 3 из таблицы 1).Таким образом, предметы из алюминия и свинца легко идентифицируются по плотности.

Для чугунного изделия одной плотности недостаточно, чтобы исключить другие металлы, такие как цинк (известная плотность 7,13 г / см 3 ). Когда плотность неизвестного металла приближается к плотности нескольких металлов и сплавов (например, цинка, железа и олова), тогда необходимо определить другие свойства, такие как магнетизм и цвет, чтобы помочь идентифицировать его.

Известная плотность выбранных металлов и сплавов

Известная плотность выбранных металлов и сплавов приведена в таблице 1 в порядке возрастания плотности (ASTM 2006, Lide 1998).

Таблица 1: известная плотность выбранных металлов и сплавов
Металл или сплав Плотность (г / см 3 )
Алюминий 2,71
Алюминиевые сплавы 2,66–2,84
цинк 7,13
Чугун (серое литье) 7,20
Олово 7.30
Сталь (углеродистая) 7,86
Нержавеющая сталь 7,65–8,03
Латунь (картридж: 70% меди, 30% цинка) 8,52
Латунь (красный: 85% меди, 15% цинка) 8,75
Нейзильбер (65% меди, 18% никеля, 17% цинка) 8,75
Бронза (85% меди, 5% олова, 5% цинка, 5% свинца) 8.80
Никель 8,89
Медь 8,94
Серебро 10,49
Свинец 11,33
Золото 19,30
Реквизиты баланса

Весы с возможностью взвешивания под весами обычно поставляются с крышкой под внутренним крючком.На рис. 2 показан пример расположения крышки на дне весов.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0359
Рис. 2. Весы с возможностью взвешивания под весами.

На рис. 3 показан увеличенный вид с закрытой крышкой; на рис. 4 крышка открыта, чтобы обнажить внутренний крючок.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0360
Рис. 3. Деталь нижней стороны весов с подвижной металлической крышкой, закрывающей внутренний крюк.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0361
Рис. 4. Деталь нижней стороны весов, показывающий внутренний крючок после поворота металлической крышки.

На рисунке 5 показана металлическая проволока, изогнутая в виде крючков на обоих концах. На рис. 6 показан крючок на одном конце проволоки, прикрепленный к внутреннему крючку внутри весов.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0363
Рис. 5. Проволока с загнутыми концами в виде крючка.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0362
Рис. 6. Деталь проволоки, загнутой в крючки с обоих концов. Верхний конец крючка прикреплен к другому крючку внутри весов.

На рис. 7 показаны весы, которые устанавливаются на подставку из оргстекла с прорезью в верхней части. Отверстие обеспечивает доступ к крючку на нижней стороне весов.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0365
Рисунок 7.Весы устанавливаются на подставку из оргстекла с крюком, который вот-вот пройдет через отверстие в подставке.

На рис. 8 показаны весы на подставке из оргстекла с прямоугольным купоном из чистой меди, взвешиваемым на воздухе. На рисунке 9 показаны весы на стенде из оргстекла с прямоугольным купоном из чистой меди, взвешиваемым в воде. Меньшая подставка из оргстекла используется для поддержки стакана на нужной высоте.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы.CCI 120260-0366
Рис. 8. Прямоугольный купон чистой меди, взвешиваемой на воздухе.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0367
Рис. 9. Прямоугольный купон из чистой меди, погруженной в воду.

На рисунке 10 показан пример объекта с отверстием, в котором застряли пузырьки воздуха. Будьте осторожны, чтобы не захватить предметом пузырьки воздуха, так как это приведет к неточному показанию.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы.CCI 120260-0375
Рис. 10. Три пузырька воздуха застряли в отверстии.

Дополнительная информация

Использование других растворителей, кроме воды

Если погружать какой-либо предмет в воду, например железо, нецелесообразно, поскольку он очень подвержен коррозии, можно использовать органический растворитель, такой как ацетон или безводный этанол. Необходимо использовать надлежащую вентиляцию и соответствующие средства индивидуальной защиты. Обратитесь к паспорту безопасности (SDS) конкретного растворителя для рекомендованного оборудования.Плотность ацетона составляет 0,790 г / см 3 , а плотность безводного этанола составляет 0,789 г / см 3 , оба при 20 ° C. Тем, кому может понадобиться использовать одну из этих жидкостей, попробуйте измерить плотность объекта, используя воду и одну из этих жидкостей, и сравните результаты.

Советы по настройке весов
Альтернативная подставка для весов

Лист фанеры с отверстием можно прижать к краю прилавка, если нет подставки для балансировки (Рисунок 11).

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0296
Рис. 11. Платформа для весов, сделанная из фанеры и зажимов.

Весы без взвешивания под весами

Весы без крюка для взвешивания можно использовать для определения плотности, но для этого требуется рама, чтобы подвешивать объект под весами и переносить вес объекта на весы. Баланс должен быть установлен на платформе; может использоваться установка, аналогичная показанной на рисунке 11.(В этом случае отверстие в дереве на Рисунке 11 не требуется.) Затем вокруг весов и платформы устанавливают четырехстороннюю рамку (имеющую форму рамки для изображения), опираясь только на чашу весов и не касаясь ни одной другая часть баланса (рисунок 12). Весы тарируют с установленными рамой и крюком, затем объект прикрепляют к крюку на раме и взвешивают в воздухе и в жидкости, как в шагах 4–9 процедуры: определение плотности металла.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы.CCI 120260-0298
Рис. 12. Вид спереди (левая сторона рисунка) и вид сбоку (правая сторона), показывающие весы без возможности взвешивания ниже весов. Верхний сегмент прямоугольной рамки опирается на чашу весов, а предмет прикрепляется к нижнему сегменту.

Наука, лежащая в основе измерений плотности

Плавучесть и принцип Архимеда

Техника этой процедуры датируется третьим веком до нашей эры. В своей книге «Плавающие тела» Архимед Сиракузский предположил, что если объект погрузить в жидкость и взвесить, он будет легче, чем его истинный вес, на вес жидкости, которую он вытесняет.История гласит, что Архимед использовал эту идею, чтобы показать, что корона не была чистым золотом, а скорее смесью золота и серебра (Heath 1920).

Объект кажется более легким в жидкости, потому что на него действует сила, называемая выталкивающей силой. Сила возникает из-за того, что давление в жидкости увеличивается с глубиной, поэтому давление на нижнюю часть объекта (толкая объект вверх) выше, чем давление на верхнюю часть (толкающее его вниз). Разница между давлением, направленным вверх и вниз, создает подъемную силу.Выталкивающая сила, толкая объект вверх, действует против силы тяжести, которая тянет объект вниз. Если подъемная сила меньше силы тяжести, объект утонет, но будет казаться, что в жидкости он весит меньше, чем в воздухе. Если выталкивающая сила больше силы тяжести, объект всплывет к поверхности жидкости.

Плотность объекта рассчитывается по формуле, приведенной ранее

Когда плотность известна, ее можно использовать для расчета объема объекта по следующей формуле:

Объем объекта = (масса в воздухе) / (плотность объекта)

Подобно воде, воздух также производит подъемную силу.(Вот почему гелиевые шары плавают вверх.) Выталкивающая сила воздуха слишком мала, чтобы иметь значение в этой процедуре, но ее необходимо учитывать, когда требуется высокая точность взвешивания (Skoog et al. 2014).

Плотность определяется по вытесненному объему

Более простой, но менее точный способ измерения плотности - поместить объект в жидкость и измерить объем вытесненной жидкости. Это можно использовать для небольших объектов, которые помещаются в градуированный цилиндр, например, чтобы решить, сделан ли объект из свинца или менее плотного металла.

Порядок действий следующий. Найдите градуированный цилиндр диаметром не намного больше, чем объект. Определите массу объекта с помощью подходящих весов. Добавьте воду в мерный цилиндр и запишите начальный объем. Полностью погрузите объект в воду, стараясь не образовывать пузырьков, а затем запишите объем во второй раз. Объем объекта равен разности конечного и начального объемов, считанных с градуированного цилиндра, а плотность - это масса, деленная на объем объекта.

В качестве примера была измерена фигурка лося. Масса 4,088 г. На рис. 13 фигурка показана за пределами градуированного цилиндра, а на рис. 14 - в погруженном состоянии. Вода в градуированном цилиндре увеличилась с 5,0 мл до 5,6 мл при погружении фигурки, что привело к изменению объема на 0,6 мл. Без учета ошибок при измерении объема плотность рассчитывается как 4,088 г / 0,6 мл = 6,8 г / см 3 . (Примечание: 1 мл = 1 см 3 .) Это меньше плотности цинка и может указывать на сплав цинка и более легкого металла, возможно, магния или алюминия.Но, учитывая небольшой объем, есть неточности в измерениях. Объем может быть измерен только с точностью до 0,1 мл с помощью градуированного цилиндра, поэтому объем может составлять от 0,5 до 0,7 мл. Таким образом, плотность может быть от 4,088 г / 0,7 мл = 5,8 г / см 3 до 4,088 г / 0,5 мл = 8,2 г / см 3 . В этом диапазоне измерений фигурка может быть из цинка, железа, олова, стали или других сплавов, но не из чистого алюминия или чистого свинца. Фактически анализ показал, что это олово, имеющее плотность 7.30 г / см 3 .

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0373
Рис. 13. Небольшой металлический предмет перед погружением в воду в мерном цилиндре на 25 мл. Обратите внимание на уровень воды.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы. CCI 120260-0374
Рис. 14. Небольшой металлический предмет после погружения в воду в мерном цилиндре объемом 25 мл. Уровень воды примерно на 0,6 мл больше, чем до погружения объекта.

Другое применение

Вышеуказанные процедуры можно использовать не только для идентификации металлов по их плотности.

Вес для литья металлов

При отливке скульптуры необходимо оценить количество металла, необходимое для заполнения формы модели скульптуры. Если отливаемая модель может быть погружена в воду, объем модели можно определить с помощью описанных выше методов. Тогда необходимую массу металла m можно рассчитать из объема V модели и плотности металла ρ по формуле m = ρV.(Имейте в виду, что обычно требуется дополнительный металл для заполнения каналов, которые направляют расплавленный металл в форму.)

Благодарности

Особая благодарность Миган Уолли, Люси 'т Харт и Кэтрин Мачадо, бывшим стажерам CCI, за их помощь в разработке этой заметки.

Список литературы

ASTM G1-03. «Стандартная практика подготовки, очистки и оценки образцов для испытаний на коррозию». В Ежегодной книге стандартов ASTM, т. 03.02. Вест Коншохокен, Пенсильвания: Американское общество испытаний и материалов, 2006, стр.17–25.

Heath, T.L. Архимед. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Макмиллан, 1920.

Lide, D.R., ed. CRC Справочник по химии и физике, 79-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press, 1998, стр. 12-191–12-192.

Скуг, Д.А., Д.М. Вест, Ф.Дж. Холлер и С. Присядь. Основы аналитической химии, 9-е изд. Бельмонт, Калифорния: Брукс / Коул, 2014 г., стр. 22–23.

Написано Линдси Селвин

Également publié en version française.

© Правительство Канады, Канадский институт охраны природы, 2016

ISSN 1928-1455

.

Расчет эквивалентной массы - MEL Chemistry

[Депонировать фотографии]

Эквивалент вещества, также известный как эквивалентное количество вещества, относится к количеству вещества, которое взаимодействует с одним моль ионов водорода (в кислотно-основной реакции) или электронов (в окислительно-восстановительной реакции). Эквивалентные массы необходимы для правильного расчета химических реакций между веществами.Используя эквиваленты, мы можем получить правильное значение без длинных формул реакции, потому что нам нужно только знать, что химические вещества взаимодействуют, или что вещество является продуктом химической реакции.

[Депонировать фотографии]

Для начала давайте поговорим о том, что такое эквивалент вещества. Согласно классическому определению, эквивалент вещества - это условная или реальная частица, которая может быть эквивалентна катиону водорода в ионообменных и кислотно-основных реакциях или электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Любое вещество имеет несколько определяющих характеристик, и его эквивалентная масса, обозначенная как M экв, является одной из самых важных из всех. Молярную массу вещества легко определить: просто сложите молярные массы атомов в химической формуле вещества.

Молярная масса вещества - это лишь один из нескольких параметров, необходимых для правильного расчета эквивалентности.

Некоторые рекомендации по поиску эквивалента вещества

Формула для определения эквивалентной массы вещества зависит от класса рассматриваемого соединения.Для оксидов легко найти эквивалентную массу, например: разделите молярную массу соединения на валентность некислородного элемента, умноженную на количество его атомов. Давайте посмотрим на эквивалентную массу оксида золота (III) по формуле Au₂O₃.

[Депонировать фотографии]

Путем несложных вычислений получаем:

(197x2 + 16x3) / 3x2 = 73.7 г / моль.

Чтобы рассчитать эквивалентную массу основания, просто разделите молярную массу основания на количество гидроксильных групп. Возьмем, например, гидроксид кальция Ca (OH) ₂. Несколько простых вычислений дают эквивалент 37 г / моль.

Чтобы найти эквивалент кислоты, разделите молярную массу кислоты на количество протонов. Вот простой пример использования серной кислоты:

(1x2 + 32x1 + 16x4) / 2 = 49 г / моль.

[Депонировать фотографии]

Найти эквивалент соли также просто: умножьте количество атомов металла на их степень окисления, затем разделите его молярную массу на результат.Щелкните здесь, чтобы узнать о некоторых безопасных химических экспериментах, которые углубят этот вопрос.

Эксперименты по определению эквивалентной массы вещества

Этот эксперимент весьма интересен, и его можно использовать для демонстрации того, как вычислить эквивалентную массу вещества. Но делать это нужно с особой осторожностью: перед проведением любого эксперимента обязательно ознакомьтесь с необходимой научной литературой и методиками проведения экспериментов.

Внимание! Не пытайтесь проводить этот эксперимент без профессионального надзора!

Вам понадобится:

  • пробирка;
  • Бюретка
  • ;
  • воронка;
  • пробки;
  • пробирки;
  • Калькулятор
  • ;
  • Периодическая таблица;
  • соляная кислота;
  • пластины цинковые;
  • барометр;
  • Термометр
  • ;
  • перчатки;
  • респиратор химический;
  • защитные очки.Помните, что этот раствор нельзя приготовить дома. Соляная кислота опасна: при попадании на кожу вызывает сильные ожоги. При проведении эксперимента надевайте перчатки. Также используйте химический респиратор и защитные очки, так как пары соляной кислоты вредны для дыхательной системы и глаз.
[Депонировать фотографии]

Если кислота случайно коснется кожи, промойте пораженный участок проточной водой и используйте пищевую соду для нейтрализации кислоты.

Этот метод основан на измерении объема водорода, выделяемого в результате реакции между металлом и кислотой. Эквивалент цинка определяется с помощью бюретки, соединенной трубкой с воронкой и пробиркой. Аппарат функционирует как система сообщающихся сосудов.

Заполните бюретку водой. С помощью пипетки налейте на дно пробирки несколько миллилитров соляной кислоты. Наклоните пробирку и вставьте кусочек цинка, следя за тем, чтобы он не касался кислоты.Отрегулируйте высоту воронки, чтобы довести уровень воды в бюретке до «0». Закройте пробирку пробиркой и выбейте цинк в кислоту. Вы увидите заметное выделение газообразного водорода, который вытеснит часть воды из бюретки. Обратите внимание на разницу начального и конечного уровней воды в бюретке, чтобы измерить, сколько газа было выпущено. Принимая во внимание температуру в лаборатории, атмосферное давление и давление водяного пара в бюретке, вы можете вычислить эквивалентную массу металла, используя правильную формулу с разумной точностью.Кстати, если вас интересует, как на температуру воды можно влиять, растворяя в ней вещества, вы можете попробовать этот эксперимент.

.

Как найти валентность

Валентность определяется как объединяющая способность атома или молекулы. Существуют разные способы определения валентности данного атома:

  • Правило октетов: Согласно правилу октетов соединение считается стабильным, если внешняя оболочка соединения имеет восемь электронов. Если количество электронов во внешней оболочке составляет от одного до четырех, говорят, что соединение имеет положительную валентность. Для соединений с четырьмя, пятью, шестью или семью электронами валентность определяется вычитанием электрона из восьми.Все благородные газы, кроме гелия, имеют восемь электронов.
  • Периодическая таблица: Периодическая таблица состоит из элементов, расположенных таким образом, чтобы можно было определить валентность данного элемента. Металлы в столбце 1 имеют валентность +1, а благородные газы в столбце 18 имеют валентность 0 и являются инертными.
  • Валентность по химической формуле: Это правило основано на правиле октетов, и, наблюдая за объединением элемента, можно определить валентность.

Следовательно, это способы или методы, которые используются для вычисления валентности.

.

Кто изобрел колесо?

А, колесо. Инструмент, лежащий в основе современного транспорта, и многое другое. Изобретение колеса стало культурным стереотипом, относящимся к доисторическим временам, но действительно ли у колеса был изобретатель?

У нас действительно есть определенное «самое старое колесо», но то, для чего оно использовалось, может вас удивить ... Первое колесо, которое у нас есть археологические свидетельства, было обнаружено в Месопотамии и датируется примерно 5500 годами. Однако он не использовался в качестве транспорта, которому уже 5 500 лет, а скорее использовался для изготовления керамики.

Ранние колеса и их инновации

Считается, что месопотамские культуры были первыми изобретателями колес, хотя это предположение основано исключительно на существующих археологических свидетельствах. Месопотамская цивилизация использовала эти ранние круги для создания гончарных изделий. Прошло еще 2000 лет или около того, прежде чем древние греки развили идею колеса в достаточной степени, чтобы использовать их для перевозки грузов.

Эти первые колеса и осевые тележки, разработанные древними греками, были очень простыми в конструкции.По сути, они состояли всего из двух стержней с колесом и осью на конце. Их можно было использовать для перевозки больших грузов по полям. Когда были изобретены колеса? Как мы упоминали выше, колеса впервые были изобретены около 3500 г. до н. Э.

Это означает, что их изобретение появилось после изобретения сельского хозяйства, лодок и тканых тканей. С точки зрения того времени, это помещает изобретение колес где-то между неолитом и бронзовым веком.

Почему колесо является таким важным изобретением

Одна из причин, по которой на изобретение колеса могло потребоваться так много времени, заключается в том, что колеса и оси не встречаются в природе.Такие инструменты, как рычаги или вилы, основаны на естественных вещах, например, на раздвоенных палках. Хотя перекати-поле и навозные жуки используют катание, катание без оси практически бесполезно.

Сложность колеса заключается в том, что он не представляет себе цилиндр, катящийся по краю. Он выясняет, как соединить устойчивую стационарную платформу с этим цилиндром, не мешая движению цилиндра.

Более пристальный взгляд на изобретение колеса и оси

Примерно в 1975 году археологи обнаружили горшок Броночице, керамическую вазу, обнаруженную в деревне эпохи неолита в Польше.Считается, что он датируется периодом от 3635 до 3370 до н.э., и на нем есть самое раннее известное изображение того, что, вероятно, является колесным транспортным средством. Если быть точным, это означает, что использование колеса и оси, возможно, впервые появилось где-то в евразийских степях. На самом деле, многие слова, связанные с колесами и повозками, происходят из языка трипольцев, которые жили на территории современной Украины.

СВЯЗАННЫЕ С: ИСТОРИЯ И ЭВОЛЮЦИЯ КОЛЕСА

Первые тележки с колесами и осями имели фиксированную конструкцию колеса и оси, в которой колесо и ось вращались вместе.По сути, колышки использовались, чтобы удерживать колесо и ось на месте, и все движения выполнялись этим комбинированным осью-колесом. Лишь позднее в истории колес были разработаны тележки, в которых для удержания осей на месте использовались отверстия, а не колышки.

Источник: Pxhere / Public Domain

Это сложнее, потому что для создания фиксированной оси с вращающимися колесами концы оси и отверстия в центре колес должны быть почти идеально гладкими и круглыми.В противном случае трение не позволит колесам вращаться.

Оси также должны были плотно входить в отверстия в колесах, но оставаться достаточно свободными, чтобы они могли свободно вращаться. Вот почему разработка оси, вероятно, произошла только после 3500 г. до н. Э. когда были созданы первые медные долота и калибры, чтобы можно было расточить точно подогнанные отверстия и оси.

К этому моменту колесо по существу превратилось в то, чем оно является сегодня, за исключением того, что эти колеса были сделаны из дерева, а не из резины и металла.

Современное колесо

Сегодняшние колеса практически не имеют ничего общего с ранними конструкциями колес. Хотя они, в частности, все еще круглые, во всем остальном они принципиально разные. Все это связано с инновациями в материаловедении и развитием машиностроения, позволяющими создавать более сложные, но эффективные колесные узлы.

Изобретение колеса открыло доступ к множеству других инструментов, включая колесницы, тачки, мельницы; а также шестерни и целый ряд устройств, от пароходов до велосипедов и часов, которые используют шестерни.

Колеса были одним из самых важных открытий в истории человечества. Это было также одним из самых сложных, требующих одновременного выполнения ряда различных разработок. На самом деле изобретение колеса было настолько сложной задачей, что некоторые археологи выдвинули гипотезу о том, что это, вероятно, произошло только один раз в одном месте. Отсюда он распространился так быстро, что сегодня практически невозможно точно определить, где он возник.

.

Смотрите также