Повърхностна и вътрешна енергия на метала

Металните изделия представляват основната база за инфраструктурна поддръжка на инженерни комуникации, които служат като суровини за машиностроенето и строителството. Във всяка от тези области използването на такива елементи е свързано с висока отговорност. Инсталационните и комуникационни структури са засегнати както от химически, така и от механични натоварвания, което налага първичен анализ на свойствата на материала. За да се разберат параметрите на работа, се използва концепция, като енергията на метала, която определя поведението на отделен елемент или структура при различни условия на работа.

Безплатна енергия

Много процеси в структурата на металните продукти се определят от характеристиките на свободната енергия. Наличието в материала на йони с този потенциал води до тяхното прехвърляне към други медии. Например, в хода на взаимодействието с разтвори, съдържащи подобни йони, металните елементи влизат в контактната смес. Но това се случва в случаите, когато свободната енергия на металите надвишава тези в разтвора. В резултат на това може да се образува положително електрическо поле на двойното електрическо поле поради свободните електрони, оставащи близо до металната повърхност. Укрепването на това поле действа и като пречка за преминаването на нови йони - като по този начин създава граница на фазите, която пречи на прехода на елементите. Процесът на такова изместване продължава до достигане на ограничената потенциална разлика в новоформираното поле. Пиковата граница се определя от баланса на потенциалните разлики в разтвора и метала.

Повърхностна енергия

Когато нови молекули удари металната повърхност, се развиват свободни зони. По време на миграцията молекулите заемат повърхността на микрокредитите и областите на отделяне на малки зърна - това са сегментите кристална решетка. При такава схема свободната повърхностна енергия се променя, което намалява. В твърдите тела също е възможно да се наблюдават процеси за улесняване на плазмения поток върху повърхностните участъци. Съответно, повърхностната енергия на металите се определя от силите на привличане на молекулите. Тук си заслужава да се отбележи величината повърхностно напрежение, което зависи от няколко фактора. По-специално, тя се определя от геометрията на молекулите, техните сили и броя на атомите в структурата. Разположението на молекулите в повърхностния слой също е важно.

Повърхностно напрежение

Обикновено процесите на опън се появяват в хетерогенни среди, които се различават в интерфейса на несмесващите се фази. Но трябва да се отбележи, че заедно с напрежението, други свойства на повърхността се проявяват и поради параметрите на тяхното взаимодействие с други системи. Комбинацията от тези свойства определя по-голямата част от технологичните показатели на метала. На свой ред, енергията на метала от гледна точка на повърхностното напрежение може да определи параметрите на коалесценцията на капчиците в сплавите. Технолозите следователно разкриват характеристиките на огнеупорните материали и потоците, както и взаимодействието им с металната среда. В допълнение, повърхностните свойства влияят върху скоростта на термотехнологичните процеси, сред които еволюцията на газовете и образуването на пяна на металите.

Зониране на енергията и свойствата на метала

Вече бе отбелязано, че конфигурацията на разпределението на молекулите по структурата на металната повърхност може да определи индивидуалните характеристики на материала. По-специално, специфичното отражение на много метали, както и тяхната непрозрачност, се дължат на разпределението на енергийните нива. Натрупването на енергия на свободни и заети нива допринася за разпределението на всяка квантова от две енергийни нива. Едната от тях ще бъде разположена във валентната лента, а другата в проводимите региони. Не може да се каже, че енергийното разпределение на електроните в метал е неподвижно и не предполага никаква промяна. Елементите на валентното поле, например, могат да абсорбират квантите на светлината, като мигрират към проводната лента. В резултат на това светлината се абсорбира, не се отразява. Поради тази причина металите имат непрозрачна структура. Що се отнася до яркостта, то се дължи на процеса на излъчване на светлина при връщане на електрони, активирани от радиация, до ниски нива на енергия.

Вътрешна енергия

Този потенциал се формира от енергията на йоните, както и от топлинното движение на проводимите електрони. Непряко, тази стойност се характеризира с вътрешните заряди на метални конструкции. По-специално, за стоманата, която е в контакт с електролитите, собственият й потенциал се настройва автоматично. C промени във вътрешната енергия Много неблагоприятни процеси са свързани. Например, в този индикатор е възможно да се определят явленията на корозия и деформация. В такива случаи вътрешната енергия на метала причинява наличието на микро- и макро-дефекти в структурата. Освен това частичното разсейване на тази енергия под действието на същата корозия също осигурява загуба на определена част от потенциала. В практиката на работа на метални изделия, отрицателните фактори на промяната на вътрешната енергия могат да се проявяват под формата на структурни увреждания и намаляване на еластичността.

Енергията на електрона в метал

Когато се описва съвкупността от частици, които взаимодействат един с друг в твърда, се използват квантови механични концепции за енергията на електроните. Обикновено се използват дискретни стойности, които определят естеството на разпределението на тези елементи над енергийните нива. В съответствие с изискванията на квантовата теория, измерването на електрона енергия се извършва в електроволта. Смята се, че в металите електронен потенциал е с два порядъка по-голям от енергията, която се изчислява от кинетичната теория на газовете при стайна температура. В този случай енергията на електроните от металите и по-специално скоростта на елементите не зависи от температурата.

Йонната енергия в метала

Изчисляването на енергията на йоните дава възможност да се определят характеристиките на метала в процесите на топене, сублимация, деформация и т.н. По-специално, технолозите идентифицират якостта и еластичността на опън. За да направим това, ние въвеждаме концепцията за кристална решетка, в която се намират йоните. Енергийният потенциал на йон обикновено се изчислява, като се вземе предвид неговият потенциал за разрушаване на кристално вещество с образуване на композитни частици. Състоянието на йони може да бъде засегнато кинетична енергия електрони, изхвърлени от метали по време на сблъсък. Тъй като при условията на увеличаване на потенциалната разлика в средата на електродите до хиляди волта скоростта на движението на частиците значително се увеличава, натрупаният потенциал е достатъчен за разделяне на контра молекулите на йони.

Силата на комуникацията

Металите се характеризират със смесени типове връзки. Ковалентните и йонните връзки нямат рязко разграничение и често се припокриват помежду си. По този начин процесът на втвърдяване на метал под действието на допинг и пластична деформация се обяснява само чрез потока на метална връзка в ковалентно взаимодействие. Независимо от типа на данните за връзките, всички те са дефинирани като химични процеси. В същото време всяка връзка има енергия. Например, йонни, електростатични и ковалентни взаимодействия могат да осигурят потенциал от 400 kJ. Специфичната енергия ще зависи от енергията на метала при взаимодействие с различни носители и при механични товари. Металните връзки могат да се характеризират с различни показатели за якост, но при всякакви прояви те няма да бъдат сравними с подобни свойства в ковалентни и йонни среди.

Свойства на металните връзки

Едно от основните качества, които характеризират свързващата енергия, е насищането. Тази характеристика определя състоянието на молекулите и по-специално тяхната структура и състав. В метала частиците съществуват в дискретна форма. Преди да разберете оперативните свойства сложни съединения Използва се теорията за валентните връзки, но през последните години тя е загубила значението си. С всичките си предимства тази концепция не обяснява редица важни свойства. Сред тях може да се отбележи абсорбционните спектри в съединенията, магнитните качества и други характеристики. Но когато се изчислява енергията на повърхността в метали, може да се определи такова свойство като запалимост. Той определя способността на металните повърхности да се възпламенят без детониращи активатори.

Състояние на металите

Повечето метали се характеризират с валентна конфигурация с електронна структура. В зависимост от свойствата на тази структура се определя вътрешното състояние на материала. Въз основа на тези показатели и като се имат предвид връзките, може да се направят изводи за стойностите на температурата на топене на определен метал. Например, меките метали, включително златото и медта, имат по-ниска точка на топене. Това се обяснява с намаляването на броя на несдвоените електрони от атомите. От друга страна, меките метали имат висока топлопроводимост, която от своя страна се дължи на високата мобилност на електроните. Между другото, акумулиращата енергия метал при условия на оптимална проводимост на йони, осигурява висока електрическа проводимост, дължаща се на електрони. Това е една от най-важните характеристики, които се определят от металното състояние.

заключение

Химични свойства на металите в много отношения определят техническите и физическите си качества. Това позволява на специалистите да се съсредоточат върху енергийните характеристики на материала по отношение на възможността за използването му при определени условия. В допълнение, енергията на метала не винаги може да се разглежда като независима. Това означава, че собственият му потенциал може да варира в зависимост от естеството на взаимодействието с други медии. Най-изразителната връзка на металните повърхности с други елементи е примерът на миграционните процеси, когато настъпва напълването на свободните енергийни нива.