Densitatea oțelului și aluminiului kg m3. Densitatea mercurului și proprietățile sale. Greutatea specifică a metalelor neferoase

Nu există o astfel de persoană care să nu fi văzut metalul galben în toată viața. Există mai multe minerale găsite în natură care aspect similar cu metalul galben. Dar, după cum se spune, „Tot ceea ce strălucește nu este aur”. Pentru a nu confunda metalul prețios cu alte materiale, este necesar să se cunoască densitatea aurului.

Densitatea metalelor nobile

Structura moleculară a aurului.

Una dintre caracteristicile importante ale unui metal prețios este densitatea acestuia. Densitatea aurului se măsoară în kg m3.

Greutatea specifică este o caracteristică foarte semnificativă pentru aur. Acest lucru nu este de obicei luat în considerare, deoarece bijuteriile: inele, cercei, pandantive sunt foarte ușoare. Dar dacă ții în mâini un kilogram din acest metal galben, poți vedea că este foarte greu. Densitatea semnificativă a aurului facilitează extracția acestuia. Deci, spălarea la ecluze oferă nivel inalt extragerea aurului din rocile spălate.

Densitatea aurului este de 19,3 grame pe centimetru cub.

Aceasta înseamnă că, dacă luați un anumit volum de metal prețios, acesta va cântări de aproape 20 de ori mai mult decât același volum de apă plată. O sticlă de plastic de doi litri cu nisip auriu cântărește aproximativ 32 kg. Din 500 de grame de metal prețios, puteți așeza un cub cu o latură de 18,85 mm.

Tabel de densitate a aurului din diverse mostre și culori.

Densitatea aurului original este cu câteva unități mai mică decât cea a metalului deja purificat și poate varia de la 18 la 18,5 grame pe centimetru cub.

Aurul 583 este mai puțin dens, deoarece acest aliaj este format din diferite metale.

Acasă, puteți determina singur densitatea aurului. Pentru a face acest lucru, este necesar să cântăriți produsul din metal prețios pe cântare obișnuite, în care valoarea diviziunii ar trebui să fie de cel puțin 1 gram. După aceea, recipientul cu marcarea volumului trebuie umplut cu un lichid, în acest caz apă, în care bijuteriile trebuie coborâte. Trebuie avut grijă să vă asigurați că lichidul nu începe să se reverse.

După aceea, măsurăm cât de mult s-a schimbat volumul de lichid după ce ați coborât produsul din aur în recipient. După o formulă specială cunoscută de la banca școlii, calculăm densitatea: masa împărțită la volum.

Trebuie amintit că un produs din metal prețios nu constă din aur pur, prin urmare, este necesar să se facă o ajustare pentru densitatea probei de aliaj.

Cum să distingem metalul galben adevărat de un fals

În acest moment, atât pe piețele rusești, cât și pe cele externe există un procent foarte mare de aur contrafăcut. Există un risc uriaș de a achiziționa bijuterii din aur care conțin până la 5% din metalul prețios sau fără el. Regulile de bază atunci când cumpărați aur vă vor ajuta să nu vă simțiți înșelați.

Pentru început, ar trebui să inspectați bine produsul. Trebuie să aibă o mostră pe el. Mai mult, nu ar trebui să conțină numere strâmbe sau o marcă mânjită. În caz contrar, acesta este primul semn al unei contrafăcute.

Un exemplu de semn distinctiv de stat unificat pentru articolele din aur.

Următorul semn al unui fals este partea greșită a bijuteriilor din metal prețios. Trebuie să fie la fel de bine realizat ca și partea din față, altfel este un produs de calitate scăzută. De asemenea, este posibil să se determine calitatea unui produs folosind o astfel de caracteristică precum densitatea aurului, dar este imposibil să se efectueze un astfel de experiment într-un magazin.

Există, de asemenea, o metodă de determinare precum testul de rezistență. Adevărat, nu este întotdeauna posibil să zgârieți un articol de aur în fața vânzătorului, așa că această metodă nu poate fi implementată.

Verificare de iod.

Următoarele metode chimice pot servi drept modalități bune de a determina calitatea unui produs. Puteți scăpa puțin iod pe bijuteriile din metal galben. Dacă pata este de culoare închisă, atunci putem vorbi cu încredere despre calitatea produsului oferit. Oțetul de masă poate ajuta și el. Dacă, după trei minute petrecute în el, metalul prețios s-a întunecat, atunci puteți duce în siguranță produsul la o groapă de gunoi.

Aurul clor poate fi de mare ajutor în determinarea calității. Din cursul chimiei, a devenit cunoscută nu numai densitatea aurului, ci și faptul că nu poate intra în nicio reacție chimică. Prin urmare, dacă, după aplicarea clorului de aur pe metalul prețios, acesta a început să se deterioreze, atunci acesta este un adevărat fals și puneți-l la gunoi.

Una dintre cele mai moduri bune protecția împotriva achiziționării de mărfuri contrafăcute este achiziționarea de produse din metale prețioase în magazine specializate cunoscute.

În acest caz, există o mare probabilitate de a cumpăra un produs cu adevărat de înaltă calitate. Lăsați prețul în ele să fie puțin mai mare decât în ​​diverse magazine și piețe, dar calitatea merită. În caz contrar, puteți cumpăra un produs fals și regretați foarte mult banii economisiți.

gemeni de aur

În natură, există mai multe metale care au aceeași densitate ca și aurul. Acestea sunt uraniul, care este radioactiv, și wolfram. Este mai ieftin decât metalul galben, dar densitatea tungstenului și aurului este aproape aceeași, diferența este de trei zecimi. Ceea ce distinge wolfram de aur este faptul că are o culoare diferită și este mult mai dur decât metalul galben. Aurul pur este foarte moale și poate fi zgâriat ușor cu unghia.

Un lingot de aur fals umplut cu wolfram din interior.

Faptul că densitatea elementelor precum wolfram și aurul este aceeași este foarte atractiv pentru falsificatori. Ele înlocuiesc lingourile de aur cu wolfram de densitate și greutate similare, iar deasupra se acoperă cu un strat subțire de metal prețios. În același timp, costul ridicat al metalului galben face ca tungstenul să fie mai popular în rândul tinerilor. Produsele din tungsten sunt mult mai ieftine și mai rezistente la zgârieturi.

Densitatea plumbului

Cu cât aurul este mai pur, cu atât este mai puțin dur, așa că înainte ca metalul galben să fie mușcat pentru a verifica. Aceasta metoda nesigure. Decorul poate fi din plumb acoperit cu un strat foarte subțire de aur. Și plumbul are și o structură moale. Puteți încerca să zgâriați bijuteriile nu din față, iar metalul de bază poate fi găsit sub un strat foarte subțire de metal prețios.

Densitatea elementului din tabelul periodic - plumb și omologul său - aurul este diferită. Densitatea plumbului este mult mai mică decât aurul și este de 11,34 grame pe centimetru cub. Astfel, dacă luăm metalul galben și plumbul de același volum, atunci masa aurului va fi mult mai mare decât cea a plumbului.

Aurul alb este un aliaj al unui metal prețios galben cu platină sau alte metale care îi conferă o culoare albă, sau mai degrabă plictisită, argintie. Există o opinie în viața de zi cu zi că „aurul alb” este unul dintre numele de platină, dar nu este așa. Acest tip de aur costă puțin mai mult decât de obicei. În aparență, metalul alb este similar cu argintul, care este mult mai ieftin. Densitatea unor astfel de elemente ale tabelului periodic, cum ar fi aurul și argintul, este diferită. Cum să distingem aurul alb de argint? Aceste metale prețioase au densități diferite.

Argintul este cel mai puțin dens material dintre toate cele luate în considerare în articol.

Densitatea aurului este mai mare decât densitatea argintului. Densitatea sa este de 10,49 grame pe centimetru cub. Argintul este mult mai moale decât metalul alb. Prin urmare, dacă țineți un produs de argint pe o foaie albă, atunci va rămâne o urmă. Dacă faci același lucru cu metalul prețios alb, atunci nu va mai fi nicio urmă.

Să punem pe cântar cilindri de fier și aluminiu de același volum (Fig. 122). Echilibrul balanței a fost perturbat. De ce?

Orez. 122

În munca de laborator, ați măsurat greutatea corporală comparând greutatea kettlebell-urilor cu greutatea corporală. Când greutățile erau în echilibru, aceste mase erau egale. Un dezechilibru înseamnă că masele corpurilor nu sunt aceleași. Masa unui cilindru de fier este mai mare decât cea a unuia din aluminiu. Dar volumele cilindrilor sunt egale. Aceasta înseamnă că o unitate de volum (1 cm 3 sau 1 m 3) de fier are o masă mai mare decât aluminiul.

Masa unei substanțe conținută într-o unitate de volum se numește densitatea substanței. Pentru a găsi densitatea, trebuie să împărțiți masa unei substanțe la volumul acesteia. Densitatea este notată cu litera greacă ρ (rho). Apoi

densitate = masa/volum

ρ = m/V.

Unitatea SI de densitate este 1 kg/m 3. Densitățile diferitelor substanțe au fost determinate experimental și sunt prezentate în Tabelul 1. În figura 123 sunt prezentate masele de substanțe cunoscute de dvs. într-un volum V = 1 m 3.

Orez. 123

Densitatea substanțelor solide, lichide și gazoase
(la presiune atmosferică normală)

Cum să înțelegeți că densitatea apei ρ \u003d 1000 kg / m 3? Răspunsul la această întrebare rezultă din formulă. Masa de apă într-un volum V \u003d 1 m 3 este egală cu m \u003d 1000 kg.

Din formula densității, masa unei substanțe

m = ρV.

Dintre două corpuri de volum egal, corpul cu cea mai mare densitate a materiei are masa mai mare.

Comparând densitatea fierului ρ w = 7800 kg / m 3 și a aluminiului ρ al = 2700 kg / m 3, înțelegem de ce în experiment (vezi Fig. 122) masa unui cilindru de fier s-a dovedit a fi mai mare decât masa a unui cilindru de aluminiu de același volum.

Dacă volumul corpului este măsurat în cm 3, atunci pentru a determina masa corpului este convenabil să se folosească valoarea densității ρ, exprimată în g / cm 3.

Formula densității substanței ρ = ​​m/V este utilizată pentru corpuri omogene, adică pentru corpurile formate dintr-o substanță. Acestea sunt corpuri care nu au cavități de aer sau nu conțin impurități ale altor substanțe. Puritatea substanței este judecată după valoarea densității măsurate. Există, de exemplu, vreun metal ieftin adăugat în interiorul unui lingot de aur?

Gândește și răspunde

1. Cum s-ar schimba echilibrul balanței (vezi Fig. 122) dacă, în loc de un cilindru de fier, s-ar pune pe ceașcă un cilindru de lemn de același volum?
2. Ce este densitatea?
3. Densitatea unei substanțe depinde de volumul acesteia? Din masa?
4. În ce unități se măsoară densitatea?
5. Cum se trece de la unitatea de densitate g/cm 3 la unitatea de densitate kg/m 3?

Interesant de știut!

De regulă, o substanță în stare solidă are o densitate mai mare decât în ​​stare lichidă. O excepție de la această regulă sunt gheața și apa, formate din molecule de H 2 O. Densitatea gheții este ρ = 900 kg / m 3, densitatea apei? \u003d 1000 kg / m 3. Densitatea gheții este mai mică decât densitatea apei, ceea ce indică o împachetare mai puțin densă a moleculelor (adică, distanțe mari între ele) în stare solidă a materiei (gheață) decât în ​​stare lichidă (apă). Pe viitor, te vei întâlni cu alte anomalii (anomalii) foarte interesante în proprietățile apei.

Densitatea medie a Pământului este de aproximativ 5,5 g/cm 3 . Aceasta și alte fapte cunoscute științei au făcut posibilă tragerea unor concluzii despre structura Pământului. Grosimea medie a scoarței terestre este de aproximativ 33 km. Scoarța terestră este compusă în principal din sol și roci. Densitatea medie a scoarței terestre este de 2,7 g/cm3, iar densitatea rocilor aflate direct sub scoarța terestră este de 3,3 g/cm3. Dar ambele aceste valori sunt mai mici de 5,5 g/cm 3 , adică mai puțin decât densitatea medie a Pământului. De aici rezultă că densitatea materiei situate în adâncurile globului este mai mare decât densitatea medie a Pământului. Oamenii de știință sugerează că în centrul Pământului densitatea materiei ajunge la 11,5 g/cm 3 , adică se apropie de densitatea plumbului.

Densitatea medie a țesuturilor corpului uman este de 1036 kg / m 3, densitatea sângelui (la t = 20 ° C) este de 1050 kg / m 3.

Lemnul de balsa are o densitate redusa a lemnului (de 2 ori mai putin decat pluta). Din el sunt făcute plute, curele de salvare. În Cuba, crește un copac echinomena cu păr înțepător, al cărui lemn are o densitate de 25 de ori mai mică decât densitatea apei, adică ρ = 0,04 g / cm 3. Arborele șarpelui are o densitate foarte mare a lemnului. Lemnul se scufundă în apă ca o piatră.

Fă-o singur acasă

Măsurați densitatea săpunului. Pentru a face acest lucru, utilizați o bucată de săpun dreptunghiulară. Comparați valoarea densității pe care ați măsurat-o cu valorile obținute de colegii dvs. de clasă. Valorile densității obținute sunt egale? De ce?

Interesant de știut

Deja în timpul vieții celebrului om de știință grec antic Arhimede (Fig. 124), s-au compus legende despre el, motiv pentru care au fost invențiile sale care i-au uimit pe contemporanii săi. Una dintre legende spune că regele siracuza Heron al II-lea i-a cerut gânditorului să stabilească dacă coroana lui era din aur pur sau dacă un bijutier a amestecat o cantitate semnificativă de argint în ea. Desigur, coroana ar fi trebuit să rămână intactă. Nu i-a fost greu lui Arhimede să determine masa coroanei. Era mult mai dificil să măsori cu precizie volumul coroanei pentru a calcula densitatea metalului din care a fost turnată și a determina dacă era aur pur. Dificultatea a fost că avea forma greșită!

Orez. 124

Odată, Arhimede, absorbit de gândurile despre coroană, făcea o baie, unde a avut o idee genială. Volumul unei coroane poate fi determinat prin măsurarea volumului de apă deplasat de aceasta (sunteți familiarizat cu această metodă de măsurare a volumului unui corp de formă neregulată). După ce a determinat volumul coroanei și masa acesteia, Arhimede a calculat densitatea substanței din care bijutierul a făcut coroana.

Potrivit legendei, densitatea materialului coroanei s-a dovedit a fi mai mică decât densitatea aurului pur, iar bijutierul necinstit a fost prins înșelând.

Exerciții

1. Densitatea cuprului este ρ m = 8,9 g / cm 3, iar densitatea aluminiului este ρ al = 2700 kg / m 3. Ce substanță este mai densă și cu cât?
2. Determinați masa unei plăci de beton, al cărei volum este V = 3,0 m 3.
3. Din ce substanță este făcută o minge de volum V = 10 cm 3, dacă masa ei este m = 71 g?
4. Determinați masa unui geam a cărui lungime a = 1,5 m, înălțime b = 80 cm și grosime c = 5,0 mm.
5. Masa totală N = 7 foi identice de fier pentru acoperiș m = 490 kg. Dimensiunea fiecărei foi este de 1 x 1,5 m. Determinați grosimea foii.
6. Cilindrii din oțel și aluminiu au aceleași secțiuni transversale și mase. Care dintre cilindri inaltime mare si de cate ori?

Toate metalele au anumite proprietăți fizice și mecanice, care, de fapt, determină greutatea lor specifică. Pentru a determina dacă un anumit aliaj de oțel negru sau inoxidabil este potrivit pentru producție, se calculează greutatea specifică a metalului laminat. Toate produsele metalice care au același volum, dar sunt fabricate din metale diferite, de exemplu, din fier, alamă sau aluminiu, au o masă diferită, care depinde direct de volumul său. Cu alte cuvinte, raportul dintre volumul aliajului și masa sa - greutatea specifică (kg/m3), este o valoare constantă care va fi caracteristică pentru substanță dată. Densitatea aliajului este calculată folosind o formulă specială și este direct legată de calculul greutății specifice a metalului.

Greutatea specifică a unui metal este raportul dintre greutatea unui corp omogen al acestei substanțe și volumul metalului, adică. aceasta este densitatea, în cărțile de referință se măsoară în kg / m3 sau g / cm3. De aici puteți calcula formula pentru a afla greutatea metalului. Pentru a găsi acest lucru, trebuie să înmulțiți valoarea de referință a densității cu volumul.

Tabelul oferă densitatea metalelor neferoase și de fier negru. Tabelul este împărțit în grupuri de metale și aliaje, unde sub fiecare denumire sunt indicate gradul conform GOST și densitatea corespunzătoare în g / cm3, în funcție de temperatura de topire. Pentru determinare sens fizic gravitație specificăîn kg / m3, trebuie să înmulțiți valoarea tabelară în g / cm3 cu 1000. De exemplu, în acest fel puteți afla care este densitatea fierului - 7850 kg / m3.

Cel mai tipic metal feros este fierul. Valoarea densității - 7,85 g/cm3 poate fi considerată ca greutate specifică a metalului feros pe bază de fier. Metalele feroase din tabel includ fier, mangan, titan, nichel, crom, vanadiu, wolfram, molibden și aliaje feroase pe baza acestora, de exemplu, otel inoxidabil(densitate 7,7-8,0 g/cm3), oțel negru (densitate 7,85 g/cm3), fontă (densitate 7,0-7,3 g/cm3) sunt utilizate în principal. Metalele rămase sunt considerate neferoase, precum și aliajele pe bază de acestea. Metalele neferoase din tabel includ următoarele tipuri:

− lumina - magneziu, aluminiu;

− metale nobile (pretioase) - platina, aur, argint si cupru semipretios;

− metale fuzibile – zinc, staniu, plumb.

Greutatea specifică a metalelor neferoase

Masa. Gravitație specifică metale, proprietăți, denumiri ale metalelor, punctul de topire
Denumirea metalului, denumirea	Greutate atomica	Punct de topire, °C	Greutate specifică, g/cc
Zinc Zn (Zinc)	65,37	419,5	7,13
Aluminiu Al (aluminiu)	26,9815	659	2,69808
Plumb Pb (plumb)	207,19	327,4	11,337
Tin Sn (Stan)	118,69	231,9	7,29
Cupru Cu (Cupru)	63,54	1083	8,96
Titan Ti (titan)	47,90	1668	4,505
Nichel Ni (nichel)	58,71	1455	8,91
Magneziu Mg (Magneziu)	24	650	1,74
Vanadiu V (Vanadiu)	6	1900	6,11
Tungsten W (Wolframium)	184	3422	19,3
Chrome Cr (crom)	51,996	1765	7,19
Molibden Mo (Molibden)	92	2622	10,22
Silver Ag (Argentum)	107,9	1000	10,5
Tantal Ta (Tantal)	180	3269	16,65
Fier Fe (fier)	55,85	1535	7,85
Gold Au (Aurum)	197	1095	19,32
Platinum Pt (Platina)	194,8	1760	21,45

La rularea semifabricatelor din metale neferoase, este încă necesar să se cunoască cu exactitate compoziția lor chimică, deoarece proprietățile lor fizice depind de aceasta.
De exemplu, dacă aluminiul conține impurități (cel puțin în 1%) de siliciu sau fier, atunci caracteristicile plastice ale unui astfel de metal vor fi mult mai rele.
O altă cerință pentru laminarea la cald a metalelor neferoase este controlul extrem de precis al temperaturii metalului. De exemplu, zincul necesită o temperatură de strict 180 de grade în timpul rulării - dacă este puțin mai mare sau puțin mai mică, metalul capricios își va pierde brusc plasticitatea.
Cuprul este mai „loial” temperaturii (poate fi rulat la 850 - 900 de grade), dar necesită o atmosferă oxidantă (cu un conținut ridicat de oxigen) în cuptorul de topire - altfel devine casant.

Tabel cu greutatea specifică a aliajelor metalice

Greutatea specifică a metalelor este cel mai adesea determinată în laborator, dar în forma sa pură sunt foarte rar utilizate în construcții. Mult mai des este utilizarea aliajelor de metale neferoase și a aliajelor de metale feroase, care sunt împărțite în ușoare și grele în funcție de greutatea lor specifică.

Aliajele ușoare sunt utilizate în mod activ de industria modernă datorită rezistenței lor ridicate și proprietăților mecanice bune la temperatură înaltă. Principalele metale ale unor astfel de aliaje sunt titanul, aluminiul, magneziul și beriliul. Dar aliajele pe bază de magneziu și aluminiu nu pot fi folosite în medii agresive și la temperaturi ridicate.

Aliajele grele se bazează pe cupru, staniu, zinc și plumb. Printre aliajele grele din multe industrii se folosește bronzul (un aliaj de cupru cu aluminiu, un aliaj de cupru cu staniu, mangan sau fier) ​​și alama (un aliaj de zinc și cupru). Detaliile arhitecturale și fitingurile sanitare sunt produse din aceste tipuri de aliaje.

Tabelul de referință de mai jos prezintă principalele caracteristici de calitateși greutatea specifică a celor mai comune aliaje metalice. Lista conține date despre densitatea aliajelor metalice principale la o temperatură ambiantă de 20°C.

Lista aliajelor metalice	Densitatea aliajelor (kg / m 3)
Alama Amiralty - Admiralty Brass (30% zinc și 1% staniu)	8525
Bronz aluminiu - Bronz aluminiu (3-10% aluminiu)	7700 - 8700
Babbit - Metal antifricțiune	9130 -10600
Bronz de beriliu (cupru de beriliu) - Cupru de beriliu	8100 - 8250
Delta metal - - qaz.wiki	8600
Alamă galbenă - Alamă galbenă	8470
Bronzuri fosforice - Bronz - fosfor	8780 - 8920
Bronzuri obișnuite - Bronz (8-14% Sn)	7400 - 8900
Inconel - Inconel	8497
Incoloy - Incoloy	8027
Fier Maleabil - Fier Forjat	7750
Alama rosie (putin zinc) - Alama rosie	8746
Alama, turnare - Alama - turnare	8400 - 8700
Alamă , laminate - Alama - laminate si trase	8430 - 8730
Plămânii aliaje aluminiu - Aliaj ușor pe bază de Al	2560 - 2800
Plămânii aliaje magneziu - Aliaj ușor pe bază de Mg	1760 - 1870
Manganese Bronze - Manganese Bronze	8359
Melchior - Cupronickel	8940
Monel - Monel	8360 - 8840
Oțel inoxidabil - Oțel inoxidabil	7480 - 8000
Nichel argint - Nichel argint	8400 - 8900
Lipit 50% staniu/ 50% plumb - Lipire 50/50 Sn Pb	8885
Aliaj antifricțiune de culoare deschisă pentru turnarea rulmenților = mat cu continut de 72-78% Cu - Metal alb	7100
Bronzuri de plumb, Bronz - plumb	7700 - 8700
Oțel carbon - Oțel	7850
Hastelloy - Hastelloy	9245
Fontă - Fontă	6800 - 7800
Electrum (aliaj aur-argint, 20% Au) - Electrum	8400 - 8900

Densitatea metalelor și aliajelor prezentate în tabel vă va ajuta să calculați greutatea produsului. Tehnica de calculare a masei unei piese este de a calcula volumul acesteia, care este apoi înmulțit cu densitatea materialului din care este făcută. Densitatea este masa unui centimetru cub sau a unui metru cub dintr-un metal sau aliaj. Valorile masei calculate pe calculator folosind formule pot diferi de cele reale cu câteva procente. Asta nu pentru că formulele nu sunt exacte, ci pentru că în viață totul este puțin mai complicat decât în ​​matematică: unghiurile drepte nu sunt tocmai corecte, un cerc și o sferă nu sunt ideale, deformarea piesei de prelucrat în timpul îndoirii, urmăririi și perforarii duce la o grosime neuniformă și puteți enumera o grămadă de alte abateri de la ideal. Lovitura finală adusă angajamentului nostru pentru precizie vine din șlefuire și lustruire, ceea ce are ca rezultat o pierdere imprevizibilă în greutate. Prin urmare, valorile obținute trebuie tratate ca orientative.

unitate de măsură

densitatea aluminiuluiși orice alt material - aceasta este o mărime fizică care determină raportul dintre masa materialului și volumul ocupat.

• Unitatea de măsură a densității în sistemul SI este kg/m 3 .
• Pentru densitatea aluminiului, este adesea folosită o dimensiune mai descriptivă g / cm 3.

Densitatea aluminiului în kg/m 3de o mie de ori mai mult decât în ​​g/s m 3.

Gravitație specifică

Pentru a evalua cantitatea de material pe unitatea de volum, este adesea folosită o astfel de unitate de măsură nesistemică, dar mai descriptivă, precum „gravitatea specifică”. Spre deosebire de densitate, greutatea specifică nu este o unitate de măsură absolută. Cert este că depinde de mărimea accelerației gravitaționale g, care variază în funcție de locația de pe Pământ.

Densitate față de temperatură

Densitatea materialului depinde de temperatură. De obicei scade odată cu creșterea temperaturii. Pe de altă parte, volumul specific - volumul pe unitatea de masă - crește odată cu creșterea temperaturii. Acest fenomen se numește dilatare termică. De obicei, este exprimat ca un coeficient de dilatare termică, care dă o modificare a lungimii pe grad de temperatură, de exemplu, mm / mm / ºС. O modificare a lungimii este mai ușor de măsurat și aplicat decât o modificare a volumului.

Volum specific

Volumul specific al unui material este reciproca densității. Arată valoarea volumului pe unitatea de masă și are dimensiunea de m 3 /kg. În funcție de volumul specific al materialului, este convenabil să se observe modificarea densității materialelor în timpul încălzirii-răcirii.

Figura de mai jos arată modificarea volumului specific al diferitelor materiale (metal pur, aliaj și material amorf) odată cu creșterea temperaturii. Secțiunile plane ale graficelor reprezintă dilatarea termică pentru toate tipurile de materiale în stare solidă și lichidă. La topirea unui metal pur, are loc un salt în creșterea volumului specific (scăderea densității), la topirea unui aliaj, acesta crește rapid pe măsură ce se topește în intervalul de temperatură. Materialele amorfe atunci când sunt topite (la temperatura de tranziție sticloasă) își măresc coeficientul de dilatare termică.

densitatea aluminiului

Densitatea teoretică a aluminiului

Densitatea unui element chimic este determinată de numărul său atomic și de alți factori, cum ar fi raza atomică și modul în care atomii sunt împachetati. T Densitatea teoretică a aluminiului la temperatura camerei (20 °C) pe baza parametrilor rețelei atomice este:

• 2698,72 kg/m 3.

Densitatea aluminiului: solid și lichid

Un grafic al densității aluminiului în funcție de temperatură este prezentat în figura de mai jos:

• Pe măsură ce temperatura crește, densitatea aluminiului scade.
• Când aluminiul trece de la starea solidă la starea lichidă, densitatea lui scade brusc de la 2,55 la 2,34 g/cm 3 .

Densitatea aluminiului în stare lichidă - topit 99,996% - la diferite temperaturi este prezentată în tabel.

Aliaje de aluminiu

Efectul dopajului

Diferențele de densitate ale diferitelor aliaje de aluminiu se datorează faptului că acestea conțin diferite elemente de aliere și în cantități diferite. Pe de altă parte, unele elemente de aliere sunt mai ușoare decât aluminiul, în timp ce altele sunt mai grele.

Elemente de aliere mai ușoare decât aluminiul:

• siliciu (2,33 g/cm³),
• magneziu (1,74 g/cm³),
• litiu (0,533 g/cm³).

Elemente de aliere mai grele decât aluminiul:

• fier (7,87 g/cm³),
• mangan (7,40 g/cm³),
• cupru (8,96 g/cm³),
• zinc (7,13 g/cm³).

Efectul elementelor de aliere asupra densității aliajelor de aluminiu arată graficul din figura de mai jos.

Densitatea aliajelor industriale de aluminiu

Densitatea aluminiului și a aliajelor de aluminiu utilizate în industrie sunt prezentate în tabelul de mai jos pentru starea de recoacere (O). Într-o anumită măsură, depinde de starea aliajului, în special pentru aliajele de aluminiu întăribile la căldură.

Aliaje aluminiu-litiu

Celebrele aliaje aluminiu-litiu au cea mai mică densitate.

• Litiul este cel mai ușor element metalic.
• Densitatea litiului la temperatura camerei este de 0,533 g/cm³ - acest metal poate pluti în apă!
• La fiecare 1% litiu în aluminiu reduce densitatea sa cu 3%
• La fiecare 1% litiu crește modulul elastic al aluminiului cu 6%. Acest lucru este foarte important pentru construcția de aeronave și tehnologia spațială.

Aliajele industriale aluminiu-litiu populare sunt aliajele 2090, 2091 și 8090:

• Conținutul nominal de litiu din aliajul 2090 este de 1,3%, iar densitatea nominală este de 2,59 g/cm 3 .
• Aliajul 2091 are un conținut nominal de litiu de 2,2% și o densitate nominală de 2,58 g/cm3.
• Aliajul 8090 cu un conținut de litiu de 2,0% are o densitate de 2,55 g/cm3.

Densitatea metalelor

Densitatea aluminiului în comparație cu densitatea altor metale ușoare:

• aluminiu: 2,70 g/cm 3
• titan: 4,51 g/cm3
• magneziu: 1,74 g/cm3
• beriliu: 1,85 g/cm 3

Surse:
1. Aluminiu și aliaje de aluminiu, ASM International, 1993.
2. FUNDAMENTELE ALE PRODUCȚIEI MODERNE – Materiale, procese și sisteme /Mikell P. Groover – JOHN WILEY & SONS, INC., 2010