금속은 전기와 열 모두에 대해 우수한 전도성을 가진 원소 또는 화합물로, 다양한 실용적 용도에 유용합니다. 주기율표에는 현재 91 개의 금속이 포함되어 있으며 각각 고유 한 특성이 있습니다. 금속의 전기적, 자기 적 및 구조적 특성은 온도에 따라 변할 수 있으므로 기술 장치에 유용한 특성을 제공합니다. 금속의 특성에 대한 온도의 영향을 이해하면 금속이 현대 세계에서 왜 그렇게 널리 사용되는지에 대한 깊은 이해를 얻을 수 있습니다.
TL; DR (너무 김; 읽지 않음)
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온도는 다양한 방식으로 금속에 영향을 미칩니다. 높은 온도는 금속의 전기 저항을 증가시키고 낮은 온도는 그것을 감소시킵니다. 가열 된 금속은 열팽창을 겪고 부피가 증가합니다. 금속의 온도를 높이면 구성 원자의 방향을 바꾸고 속성을 변화시키는 동 소성 상 변형을 일으킬 수 있습니다. 마지막으로, 강자성 금속은 더 뜨거워지고 퀴리 온도 이상으로 자성을 잃을 수있을 때 덜 자성이됩니다.
전자 산란 및 저항
전자가 대량의 금속을 통해 흐르면 서로 흩어지며 물질의 경계에서도 흩어집니다. 과학자들은이 현상을 "저항"이라고 부릅니다. 온도가 증가하면 전자에 더 많은 운동 에너지가 제공되어 속도가 증가합니다. 이것은 더 많은 양의 산란과 더 높은 측정 저항으로 이어집니다. 온도가 감소하면 전자 속도가 감소하고 산란 량과 측정 된 저항이 감소합니다. 오늘날의 온도계는 전선의 전기 저항 변화를 사용하여 온도 변화를 측정합니다.
열 팽창
온도가 상승하면 금속의 길이, 면적 및 부피가 약간 증가하여 열팽창이라고합니다. 팽창의 크기는 특정 금속에 따라 다릅니다. 열팽창은 온도에 따른 원자 진동의 증가로 인해 발생하며 다양한 응용 분야에서 열팽창을 고려하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 욕실에서 배관을 설계 할 때 제조업체는 배관 파열을 방지하기 위해 계절별 온도 변화를 고려해야합니다.
동 소성 위상 변환
물질의 세 가지 주요 단계를 고체, 액체 및 기체라고합니다. 고체는 동소체로 알려진 특정 결정 대칭을 가진 조밀하게 채워진 원자 배열입니다. 금속을 가열하거나 냉각하면 다른 원자에 비해 원자의 방향이 변경 될 수 있습니다. 이것은 동 소성 위상 변환으로 알려져 있습니다. 동 소성 상 변환의 좋은 예는 실온의 알파상에서 섭씨 912도 (화씨 1,674도)의 감마 상 철로 이동하는 철에서 볼 수 있습니다. 알파 상보다 더 많은 탄소를 용해시킬 수있는 철의 감마상은 스테인리스 강 제조를 용이하게합니다.
자기 감소
자발적인 자성 금속을 강자성 물질이라고합니다. 실온에서 세 가지 강자성 금속은 철, 코발트 및 니켈입니다. 강자성 금속을 가열하면 자화가 감소하고 결국 자성을 완전히 잃게됩니다. 금속이 자연 자화를 잃는 온도를 퀴리 온도라고합니다. 니켈은 단일 원소 중 가장 낮은 퀴리 점을 가지며 섭씨 330도에서 자성을 멈 춥니 다. (화씨 626도), 코발트는 섭씨 1,100도 (2,012도)까지 자성을 유지합니다. 화씨).