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熱は金属に何をしますか?

熱は金属に大きな影響を与え、温度と特定の種類の金属に応じてさまざまな変化を引き起こします。ここにいくつかの重要な効果があります:

物理的な変化:

* 拡張: 熱により金属原子がより迅速に振動し、それらの間の距離が増加します。これにより、熱膨張につながります 、つまり、金属のサイズが拡大します。これが、ブリッジに伸縮継手がある理由であり、温度変化で金属オブジェクトが緩んでまたは緊密になる理由です。

* 相変化: メタルを加熱すると、物質の状態を変えることができます。 たとえば、加熱氷(凍結した水)は液体の水に変わり、鉄を十分に高い温度に加熱すると液体に溶けます。

* 硬度の変化: 多くの金属は、加熱すると柔らかく順応性が高くなります。これが、鍛冶屋が金属を形作る前に金属を加熱する理由です。

* 色の変化: メタルを加熱すると、表面の色が変化する可能性があります。これは、金属が空気中の酸素と反応する酸化によるものです。たとえば、加熱鋼は、赤、オレンジ、または黄色に変わることがあります。

化学変化:

* 酸化: 酸素の存在下で加熱すると、多くの金属が酸化物を形成します。これは、保護層(酸化アルミニウムのような丈夫な外層を形成するなど)であるか、腐食につながる可能性があります。

* 化学反応: 加熱は、鉄と水と錆を形成するなど、金属を含む化学反応を促進する可能性があります。

* 劣化: アルミニウムのような一部の金属は、高温で劣化する可能性があります。これは、金属を弱める可能性のある揮発性化合物の形成によるものです。

その他の効果:

* 融解: 温度が上昇すると、金属は最終的に溶けます。融点は、異なる金属間で大きく異なります。

* 沸騰: さらに高い温度では、金属は沸騰してガスになります。これは、ほとんどの金属にとって非常に高温です。

* 延性と柔軟性: 金属はより延性が高くなり(ワイヤに伸ばすことができます)、加熱すると順応性があり、順応性があります(シートにハンマーできます)。

アプリケーション:

これらの金属特性は、以下を含むさまざまなアプリケーションで使用されています。

* 金属加工: 加熱金属により、プロセスの形成、形成、および結合が可能になります。

* 熱処理: 制御された加熱および冷却プロセスは、硬化や抑制鋼などの金属の特性を変更するために使用されます。

* はんだ付けと溶接: これらのプロセスは熱に依存して金属を溶かし、結合します。

* キャスト: 溶融金属は、特定の形状を作成するために金型に注がれます。

重要な注意: 金属に対する熱の特定の効果は、以下を含む多くの要因に依存します。

* 金属の種類: 異なる金属には異なる特性があります。

* 温度: より高い温度は、より大きな変化につながります。

* 時間: 金属が熱にさらされる時間は、発生する変化に影響します。

* 大気: 酸素または他のガスの存在は、熱の影響に影響を与える可能性があります。

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