一般的な効果:
* 拡張: 加熱すると金属が膨張します。これは、原子の運動エネルギーの増加によるものであり、より多くの振動を引き起こし、さらに離れて移動します。このプロパティは、サーモスタットで使用されるバイメタリックストリップなど、多くのアプリケーションで使用されています。
* 電気抵抗の増加: 金属が熱くなると、電気抵抗が増加します。これは、原子の振動の増加により、電子が材料を流れるのが難しくなるためです。
* 色の変更: 銅や金などの一部の金属は、加熱すると色を変えます。これは、金属の電子が光と相互作用する方法の変化によるものです。
* 融解: 金属が特定の温度に加熱されると、その結晶構造は崩壊し、液体状態に移行します。これが起こる温度は、融点と呼ばれます。
* 沸騰: 金属をさらに加熱すると、液体からガスに移行し、蒸発する可能性があります。これが起こる温度は、沸点と呼ばれます。
特定の反応:
* 酸化: 多くの金属は、加熱すると空気中の酸素と反応し、酸化物を形成します。このプロセスは酸化と呼ばれ、金属の表面に腐食の層が形成される可能性があります。
* 化学反応: 一部の金属は、加熱すると他の元素または化合物と反応します。たとえば、鉄は硫黄と反応して硫化鉄を形成します。
例:
* 鉄: 加熱すると鉄が膨張します。高温では、それは赤く暑くなり、最終的に溶けることがあります。また、酸素の存在下で加熱すると容易に酸化します。
* 銅: 銅は加熱すると拡大し、その色は赤茶色に変わります。非常に高い温度では、溶けることができます。
* 金: 金は酸化に対して非常に耐性があるため、加熱しても光沢のある外観を保持します。また、非常に高い融点があります。
アプリケーション:
熱に関する金属の特性は、さまざまなアプリケーションで利用されます。
* 鍛造: 金属は加熱されて、形を整えることができるように順応性があります。
* 溶接: 金属コンポーネントは、融点に加熱され、結合されます。
* 熱処理: 特定の方法で加熱および冷却金属は、硬度やその他の機械的特性を変えることができます。
* サーモスタット: 膨張速度が異なる2つの異なる金属で構成されるバイメタルストリップは、温度を制御するためにサーモスタットで使用されます。
熱に対する金属の反応を理解することは、エンジニアリング、冶金、およびその他の分野のさまざまな用途にとって非常に重要です。