Как определить тип металла


Как определить металл

Содержание:

  1. Как определить металл
  2. Способы определения марки стали.
  3. Как отличить латунь от меди.

Как определить, какой металл перед вами? Этот вопрос крайне важен, например, в ситуациях, когда необходимо подобрать марку электрода или присадочного прутка, а тип материала неизвестен. При отсутствии возможности прибегнуть к специальным исследованиям — спектральному анализу или анализу на углерод — первое, что можно сделать, это провести визуальный осмотр. Процесс лучше совместить с такими способами, как высекание искры, закалка, проверка напильником, изучение залома.

Для исследования образца материала и сопоставления результата пригодятся следующие сведения:

  • Черные металлы в процессе резки или при зачистке имеют серебристый цвет. При этом они быстро окисляются под воздействием воздуха и приобретает тусклый серый оттенок. Также черные металлы отличает низкая стойкость к коррозии и моментальная реакция на воздействие магнитного поля.
  • Алюминий и его сплавы не реагируют на воздействие магнита. При срезе можно увидеть блестящий светлый металл, который тускнеет при окислении. У чистого алюминия окисленная поверхность как будто покрывается белым налетом.
  • Бронза обладает желтоватым оттенком. Слабо подвергается окислению, не магнитится.
  • Медь отличается красноватым оттенком, при воздействии воздуха цвет темнеет, а на поверхности образуется зеленоватый налет. Не поддается воздействию магнитного поля. В процессе сгорания пламя приобретает зеленый цвет.
  • Латунь имеет те же отличительные признаки, что и бронза, но гораздо сильнее подвержена окислению.
  • Магний имеет серебристый оттенок, в момент сгорания окрашивает пламя в белый цвет. Не магнитится.

Изображение №1: различия металлов по цвету

Определение марки стали

Стальные заготовки изготавливаются из твердых металлических растворов, в основе которых — углерод и железо. В зависимости от содержания углерода материалы делятся на: низкоуглеродистые (до 0,25%), среднеуглеродистые (до 0,6%), высокоуглеродистые (0,6% и более).

Легирование сталей дополнительными материалами позволяет добиться более качественного состава с уникальными свойствами. Добавлены могут быть: титан, никель, медь, молибден и пр. Выделяют высоколегированные (от 10%), среднелегированные (до 10%) и малолегированные стали (до 2,5%).

Обычно стальные заготовки имеют маркировки, которые позволяют определить марку и другие особенности материала путем визуального осмотра. Но если таких отметок нет, можно использовать следующие способы для получения нужных сведений:

  • Аккуратно срезаем верхний тонкий материала. Получившуюся стружку изучаем на предмет ломкости. Если срезать полноценный завиток невозможно или его легко сломать, значит перед вами высокоуглеродистая сталь. Материал с низким содержанием углерода даст плотную длинную стружку однородной структуры, которую будет легко срезать.
  • При наличии печи можно использовать более энергозатратный метод. На заготовке делаем надрез, после чего подвергаем ее воздействию максимально высокой температуры. После закаливания проводим повторный распил. Если это потребовало небольшого усилия, как и при надрезе холодного материала, то сталь является малоуглеродистой.
  • Берем точильный круг и подготавливаем рабочее место — обеспечиваем хорошее освещение, а сзади устанавливаем темный фон. Наша задача — определить тип стали по особенностям высекаемых искр. Если они яркие и их много, то материал насыщен углеродом. У мягких малоуглеродистых сталей искры тусклые, их частицы небольшие.
  • С помощью точильного круга можно также определить металл по цвету искр. Так, если оттенок звездочек красный, то вы имеете дело с высокоуглеродистой сталью. Светлый сноп с небольшим количеством искр свидетельствует о том, что образец среднеуглеродистый. Если металл мало насыщен углеродом, он будет образовывать лучи соломенного цвета без звездочек на концах.

Изображение №2: определение марки стали по искре

Как отличить латунь от меди

Латунные и медные заготовки имеют визуальное сходство, но и обладают разными свойствами:

  • латунь — мягкая, пластичная, тяжелая, образует спиралевидную стружку, при ударе издает низкий звук;
  • медь — твердая и легкая, образует игольчатую стружку, при ударе издает высокий звук.

Чтобы определить тип материала без использования специальных инструментов, необходимо тщательно очистить изделие от загрязнений и рассмотреть под мощным белым светом. Латунь можно отличить по оранжевому, желтоватому или золотистому оттенку. Оттенок меди — красновато-коричневый. Иногда медные образцы имеют розоватый отлив.

Если исследуемое изделие имеет тонкие стенки, то его состав в некоторых случаях можно определить по степени сопротивляемости механическим нагрузкам. Так, согнуть медную заготовку довольно легко, при этом материал не будет растрескиваться и не сломается. Латунь – твердая и хрупкая, поэтому деформировать изделие будет непросто, но под воздействием больших усилий она может сломаться.

Изображение №3: сравнение цветов меди и латуни

Как определить удельную теплоемкость

ChemTeam: как определить удельную теплоемкость

Как определить удельную теплоемкость вещества

Перейти к определенным задачам нагрева 1-10

Вернуться в меню термохимии


Пример № 1: Мы собираемся определить удельную теплоемкость металлической меди. Сейчас это уже делалось много раз, поэтому значение есть в справочниках. Мы сделаем вид, что это не так.

Очевидно, нам нужна чистая медь, поэтому мы берем ее небольшой кусочек.Допустим, мы используем 15,0 грамма. Форма значения не имеет.

Помещаем металлическую медь в открытый стакан, наполненный кипятком, и даем ему отстояться. Мы даем ему отстояться, пока вся медь не достигнет температуры кипящей воды. Мы знаем, какая температура, не так ли?

Это 100,00 ° C.

Теперь, как долго он находился в кипящей воде, не имеет значения, потому что мы предположим, что он просидел достаточно долго.

Теперь наступает настоящий ключевой шаг. Как можно быстрее вытаскиваем металл из кипящей воды и переносим в стакан на 100.0 мл более холодной воды, скажем, 25,00 ° C. Мы знаем это, потому что измерили температуру термометром.

Горячая медь остывает, а вода нагревается, пока они оба не достигнут одинаковой конечной температуры. Мы записываем это с помощью термометра и находим, что это 26,02 ° C. Теперь мы знаем два разных значения Δt. Один составляет 100,00 минус конечная температура (медь), а другой - конечная температура минус 25,00 (вода).

На этом этапе мы сделаем ключевое предположение, которое упростит нашу задачу.Это означает, что все тепло, теряемое медью, уходит в воду. На самом деле это не так. В реальном эксперименте теплопередача не будет 100%, и вы должны предпринять шаги для компенсации этих потерь. Мы их проигнорируем.

Вышеупомянутый абзац, когда он сформулирован как уравнение термохимии, выглядит следующим образом:

q медь = q вода

Путем подстановки имеем (значения меди слева, значения воды справа):

(масса) (Δt) (C p ) = (масса) (Δt) (C p )

Если подставить числа на место, получим:

(15.0 г) (73,98 ° C) (x) = (100,0 г) (1,02 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )

Решение дает 0,384 Дж ¯ 1 ° C ¯ 1

Обратите внимание на довольно небольшой прирост температуры воды (с 25,00 до 26,02) и большое (для сравнения) изменение температуры (от 100 до 26,02) меди. Это типично для подобных задач.

Обратите внимание, что в приведенном выше расчете используется 100,0 г воды, а далее над текстом указано 100,0 мл воды. Масса присутствующей воды определяется умножением объема на плотность.Поскольку плотность воды составляет 1,00 г / мл ¯ 1 , расчет выглядит следующим образом:

100,0 мл x 1,00 г мл ¯ 1

с ответом 100,0 г.


Пример № 2: Тот же текст, что и выше, только вместо меди на свинец и с другими номерами.

Мы собираемся определить удельную теплоемкость металлического свинца. Сейчас это уже делалось много раз, поэтому значение есть в справочниках. Мы сделаем вид, что это не так.

Очевидно, нам нужен чистый свинец, поэтому мы берем его небольшой кусочек. Допустим, мы используем 49,51 грамма. Форма значения не имеет.

Помещаем провод в открытый стакан, наполненный кипятком, и даем ему отстояться. Даем настояться, пока весь свинец не достигнет температуры кипящей воды. Мы знаем, какая температура, не так ли?

Это 100,00 ° C.

Теперь, как долго он находился в кипящей воде, не имеет значения, потому что мы предположим, что он просидел достаточно долго.

Теперь наступает настоящий ключевой шаг. Как можно быстрее мы извлекаем металл из кипящей воды и переносим его в химический стакан, в котором содержится 50,0 мл более холодной воды, скажем, 24,40 ° C. Мы знаем это, потому что измерили температуру термометром.

Горячий свинец остывает, а вода нагревается, пока они не достигнут одинаковой конечной температуры. Мы записываем это с помощью термометра и находим, что это 27,20 ° C. Теперь мы знаем два разных значения Δt. Один составляет 100,00 минус конечная температура (опережение), а другой - конечная температура минус 24.40 (вода).

На этом этапе мы сделаем ключевое предположение, которое упростит нашу задачу. Это означает, что все тепло, теряемое свинцом, попадает в воду. На самом деле это не так. В реальном эксперименте теплопередача не будет 100%, и вы должны предпринять шаги для компенсации этих потерь. Мы их проигнорируем.

Вышеупомянутый абзац, когда он сформулирован как уравнение термохимии, выглядит следующим образом:

q свинец = q вода

Путем подстановки имеем (значения свинца слева, значения воды справа):

(масса) (Δt) (C p ) = (масса) (Δt) (C p )

Если подставить числа на место, получим:

(49.51 г) (72,8 ° C) (x) = (50,0 г) (2,8 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )

Решение дает 0,1625 Дж ¯ 1 ° C ¯ 1 . Следуя правилу округления до пяти, окончательный ответ будет 0,162 Дж ¯ 1 ° C ¯ 1 .

Обратите внимание на довольно небольшое увеличение температуры воды (от 24,40 до 27,20) и очень большое изменение температуры (от 100 до 27,20) свинца. Это типично для подобных задач.

Обратите внимание, что 50.В приведенном выше расчете используется 0 г воды, а далее в тексте указано 50,0 мл воды. Масса присутствующей воды определяется умножением объема на плотность. Поскольку плотность воды составляет 1,00 г / мл ¯ 1 , расчет выглядит следующим образом:

50,0 мл x 1,00 г мл ¯ 1

с ответом 50,0 г.


Пример № 3: Мы собираемся определить удельную теплоемкость металла, используя экспериментальные данные. В этом эксперименте мы использовали калориметр «кофейная чашка» и собрали следующие данные:

Масса пустого стакана 2.31 г
Масса чашки + вода 180,89 г
Масса чашки + вода + металл 780,89 г
Начальная температура воды 17,0 ° С
Начальная температура металла 52,0 ° С
Конечная температура системы 27,0 ° С

Ключевое уравнение термохимии для решения этой проблемы:

q металл = q вода

Тогда, путем подстановки, мы имеем (значения металлов слева, значения воды справа):

(масса) (Δt) (C p ) = (масса) (Δt) (C p )

Нам нужно работать со значениями из таблицы данных, чтобы получить то, что нам нужно подставить в приведенное выше уравнение.

масса воды: 180,98 - 2,31 = 178,58 г

масса металла: 780,89 - 180,89 = 600,0 г

изменение температуры воды: 27,0 - 17,0 = 10,0 ° C

изменение температуры металла: 52,0 - 17,0 = 25,0 ° C

Если подставить числа на место, получим:

(600,0 г) (25,0 ° C) (x) = (178,58 г) (10,0 ° C) (4,184 Дж · г ¯ 1 ° C ¯ 1 )

Решение дает 0,498 Дж ¯ 1 ° C ¯ 1

Обратите внимание на начальную температуру металла (52.0 ° С). Это необычное значение, поскольку металлический образец обычно нагревают путем погружения в кипящую воду, в результате чего обычная начальная температура металла составляет 100,0 ° C или около нее.

Часто для решения задач такого рода требуется не граммы, а миллилитры воды. Масса присутствующей воды определяется умножением объема на плотность. Поскольку плотность воды составляет 1,00 г / мл ¯ 1 , расчет выглядит следующим образом:

мл x 1,00 г мл ¯ 1

с тем же числовым значением, только в граммах, а не в миллилитрах.


Пример № 4: Кусок металла массой 59,047 г нагревали до 100,0 ° C и затем помещали в 100,0 мл воды (первоначально при 23,7 ° C). Металлу и воде позволяли достичь равновесной температуры, которая составила 27,8 ° C. Предполагая, что в окружающую среду не теряется тепло, рассчитайте удельную теплоемкость металла.

q металл = q вода

(масса) (Δt) (C p ) = (масса) (Δt) (C p )

(59.047 г) (72,2 ° C) (x) = (100,0 г) (4,1 ° C) (4,184 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1 )

x = 0,402 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1


Пример № 5: Кусок металла весом 25,6 г был взят из стакана с кипящей водой при 100,0 ° C и помещен непосредственно в калориметр, содержащий 100,0 мл воды при 25,0 ° C. Теплоемкость калориметра 1,23 Дж / К. Учитывая, что конечная температура при тепловом равновесии составляет 26,2 ° C, определяют удельную теплоемкость металла.

Решение:

1) Мы знаем это:

q потеряно, металл = q получено

2) Однако энергию получают два разных объекта (вода и сам калориметр). Следовательно:

q потеряно, металл = q получено, вода + q получено, калориметр

3) Подставляя, имеем:

(масса) (Δt) (C p, металл ) = (масса) (Δt) (C p, вода ) + (Δt воды) (постоянная калориметра)

4) Расстановка ценностей и решение:

(25.6 г) (73,8 ° C) (x) = (100,0 г) (1,2 ° C) (4,184 Дж / г ° C) + (1,2 ° C) (1,23 Дж / K)

x = 0,266 Дж / г ° C

Комментарий №1: ° C и K отменяются в этом случае, потому что (1) один ° C соответствует размеру одного K и (2) 1,2 ° C - это разница температур, а не температура 1,2 ° C.

Комментарий № 2: мы могли бы предположительно идентифицировать металл как ниобий, основываясь на его удельной теплоемкости. Посмотреть здесь.


Пример № 6: Когда 12,29 г мелкодисперсной латуни при 95.0 ° C быстро размешивают с 40,00 г воды при 22,0 ° C в калориметре, температура воды повышается до 24,0 ° C. Найдите удельную теплоемкость латуни.

Решение:

1) Используем следующую удельную теплоемкость воды:

4186 Дж кг ¯ 1 К ¯ 1

2) Определите энергию для нагрева воды:

q = (масса) (изменение температуры) (удельная теплоемкость)

q = (0,04000 кг) (2,0 K) (4186 Дж кг ¯ 1 K ¯ 1 ) = 334.88 Дж

3) Количество энергии, теряемой латунью при охлаждении, равно количеству, поглощаемому водой:

q = (масса) (изменение температуры) (удельная теплоемкость)

334,88 Дж = (0,01229 кг) (71,0 К) (x)

x = 384 Дж кг ¯ 1 K ¯ 1

или, если хотите, 0,384 Дж г ¯ 1 ° C ¯ 1


Пример № 7: Когда 450 г дроби при температуре 100,0 ° C быстро выливается в отверстие в глыбе льда при температуре 0 ° C.00 ° C, тает 25,0 г льда. Какова удельная теплоемкость металла?

Решение:

Поскольку остается лед, температура жидкой воды остается 0,00 ° C.

(25,0 г) (334,166 Дж / г) = 8354,15 Дж (количество тепла, теряемого металлической дробью)

q = (масса) (Δt) (удельная теплоемкость)

8354,15 Дж = (450. г) (100,0 ° C) (C p )

C p = 0,186 Дж ¯ 1 ° C ¯ 1 (до трех сигнатур)


Перейти к задачам удельной теплоемкости 1-10

Вернуться в меню термохимии

.

2:10 понять, как определить процентное содержание кислорода в воздухе по объему, используя эксперименты, включающие реакции металлов (например, железа) и неметаллов (например, фосфора) с воздухом

Следующие 3 эксперимента могут быть использованы для определения этого кислорода (O 2 ) составляет примерно 20% от объема воздуха.

Медь

Медь в избытке и использует кислород для образования оксида меди (CuO).

Таким образом, весь кислород в воздухе расходуется, и объем воздуха уменьшается примерно на 20% (процентное содержание кислорода в воздухе).

Утюг

Железо реагирует с кислородом воздуха (ржавчина).

Пока железа и воды в избытке, общий объем воздуха, заключенного в аппарате, уменьшается примерно на пятую часть (20%) в течение нескольких дней.

Фосфор

Фосфор зажигается горячей проволокой.

Он вступает в реакцию с кислородом воздуха и вызывает повышение уровня воды в колпаке примерно на 20%.

.

c # - Как определить тип переменной? (не тип объекта)

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд
.

OCaml: как определить тип аргумента функции?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Продукты
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании

Загрузка…

.

Смотрите также