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。