Sıcaklık Metali Nasıl Etkiler?

Metaller, hem elektrik hem de ısı için mükemmel iletkenliğe sahip elementler veya bileşiklerdir, bu da onları çok çeşitli pratik amaçlar için faydalı kılar. Periyodik tablo şu anda 91 metal içerir ve her birinin kendine özgü özellikleri vardır. Metallerin elektriksel, manyetik ve yapısal özellikleri sıcaklıkla değişebilmekte ve dolayısıyla teknolojik cihazlar için faydalı özellikler sağlayabilmektedir. Sıcaklığın metallerin özellikleri üzerindeki etkilerini anlamak, modern dünyada neden bu kadar yaygın olarak kullanıldıklarını daha iyi anlamanızı sağlar.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)

TL; doktor

Sıcaklık metali çeşitli şekillerde etkiler. Daha yüksek bir sıcaklık, bir metalin elektrik direncini arttırır ve daha düşük bir sıcaklık onu azaltır. Isıtılmış metal termal genleşmeye uğrar ve hacmi artar. Bir metalin sıcaklığının arttırılması, onu oluşturan atomların yönünü değiştiren ve özelliklerini değiştiren allotropik faz dönüşümüne uğramasına neden olabilir. Son olarak, ferromanyetik metaller ısındıklarında daha az manyetik hale gelirler ve Curie sıcaklığının üzerinde manyetizmalarını kaybederler.

Elektronlar bir metalin kütlesinden akarken birbirlerinden ve ayrıca malzemenin sınırlarının dışına saçılırlar. Bilim adamları bu fenomene "direnç" diyorlar. Sıcaklıktaki bir artış elektronlara daha fazla kinetik enerji vererek hızlarını arttırır. Bu, daha fazla miktarda saçılmaya ve daha yüksek ölçülen bir dirence yol açar. Sıcaklıktaki bir düşüş, elektron hızında bir azalmaya yol açarak saçılma miktarını ve ölçülen direnci azaltır. Günümüz termometreleri, sıcaklıktaki değişiklikleri ölçmek için bir telin elektrik direncindeki değişikliği kullanır.

Sıcaklıktaki bir artış, termal genleşme adı verilen bir metalin uzunluğunda, alanında ve hacminde küçük bir artışa yol açar. Genleşmenin büyüklüğü spesifik metale bağlıdır. Termal genleşme, atomik titreşimlerin sıcaklıkla artmasından kaynaklanır ve çeşitli uygulamalarda termal genleşmenin dikkate alınması önemlidir. Örneğin, banyolarda boru tesisatı tasarlarken, üreticilerin boruların patlamasını önlemek için sıcaklıktaki mevsimsel değişiklikleri dikkate almaları gerekir.

Maddenin üç ana aşaması katı, sıvı ve gaz olarak adlandırılır. Bir katı, allotrop olarak bilinen belirli bir kristal simetriye sahip yoğun bir şekilde paketlenmiş atom dizisidir. Bir metalin ısıtılması veya soğutulması, atomların yöneliminde diğerlerine göre bir değişikliğe yol açabilir. Bu, allotropik faz dönüşümü olarak bilinir. Allotropik faz dönüşümünün iyi bir örneği, oda sıcaklığında alfa fazından 912 santigrat derecede (1.674 derece Fahrenheit) gama fazlı demire giden demirde görülür. Alfa fazından daha fazla karbonu çözebilen demirin gama fazı, paslanmaz çelik imalatını kolaylaştırır.

Kendiliğinden manyetik metallere ferromanyetik malzemeler denir. Oda sıcaklığında üç ferromanyetik metal demir, kobalt ve nikeldir. Ferromanyetik bir metalin ısıtılması, manyetizasyonunu azaltır ve sonunda manyetizmasını tamamen kaybeder. Bir metalin kendiliğinden manyetizasyonunu kaybettiği sıcaklık Curie sıcaklığı olarak bilinir. Nikel, tek elementler arasında en düşük Curie noktasına sahiptir ve 330 santigrat derecede manyetik olmayı bırakır. (626 Fahrenheit derece), kobalt ise 1.100 santigrat dereceye (2.012 derece) kadar manyetik kalır. Fahrenhayt).