Kila mwanafunzi anayefahamu jedwali la upimaji anajua kwamba kiasi cha metali ndani yake huunda vipengele vingi vya kemikali. Moja ya sifa muhimu za kimwili kwao ni wiani. Zingatia thamani hii katika makala na utoe jedwali la msongamano wa metali na aloi.
Msongamano ni nini
Ukichukua kiasi sawa cha plastiki na chuma, basi cha kwanza kitakuwa rahisi zaidi kuliko cha pili. Kinyume chake, kipande cha plastiki kitakuwa na uzito sawa na kipande cha chuma ikiwa ni kikubwa zaidi kwa kiasi. Sababu ya tofauti hizi ni wingi wa kimwili kama wiani. Njia ya kuihesabu ni kama ifuatavyo:
ρ=m/V.
Hapa m ni uzani wa mwili, V ni ujazo wake. Herufi ya Kigiriki ρ (rho) mara nyingi hutumika kuashiria msongamano. Inafuata kutoka kwa fomula kwamba vitengo vya kipimo katika SI ni kilo kwa kila mita ya ujazo (kg/m3). Vipimo visivyo vya kimfumo vinaweza pia kutumika, kama vile g/cm3 au g/l (kwa vimiminiko).
Madini ni nini
Kabla ya kutoa jedwali la msongamano wa metali, hebu tueleze ni dutu gani tunazungumzia. Nyenzo za metali hutofautiana na zisizo za metali katika conductivity ya juu ya mafuta na umeme na ductility. Hizi ndizo sifa zao kuu za kutofautisha. Pia kuna sifa ndogo, kama vile kuwa na mng'ao wa metali bainifu, kuharibika, na uwezo mdogo wa kielektroniki kwa atomi zao.
Metali zote katika hali ya kawaida zipo katika umbo gumu. Isipokuwa ni zebaki, ambayo halijoto ya fuwele ni -39oC. Metali imara ipo kwa namna ya kimiani ya kioo. Mwisho ni mkusanyiko wa atomi ambazo zimepangwa katika nafasi kwa njia fulani ya kijiometri. Nyenzo yoyote ya metali safi (sehemu moja) inapatikana katika mojawapo ya aina tatu za lati za kioo chini ya hali fulani. Hizi ni gridi zifuatazo:
- Mchemraba Ulio katikati ya Uso (FCC).
- Mchemraba Ulio katikati ya Mwili (BCC).
- Hexagonal imefungwa kwa karibu (hcp).
Ikiwa hali (joto, shinikizo) zitabadilika, basi chuma kinaweza kutoka hali moja hadi nyingine ya fuwele. Mfano wa kawaida ni mpito wa bcc iron hadi fcc halijoto inaposhuka chini ya 1392oC, au inapopanda zaidi ya 911oC.
Jedwali la msongamano wa chuma
Msongamano wa metali huamuliwa na mambo makuu mawili:
- Aina ya kimiani cha fuwele na umbali wa kuingiliana ndani yake.
- Uzito wa atomikipengele cha kemikali.
Jedwali la msongamano wa metali na vipengele vingine limetolewa hapa chini.
Hizi hapa ni takwimu katika g/cm3. Ili meza ya wiani wa chuma ionyeshwa kwa kilo / m3, ni muhimu kuzidisha thamani inayofanana na 1000. Jedwali linaonyesha kuwa metali zina wiani tofauti sana. Zinaweza kuwa nyepesi kuliko maji (sodiamu, lithiamu, potasiamu) au nzito sana (iridiamu, osmium, platinamu, dhahabu).
Msongamano wa aloi
Aloi ni viambajengo vingi, kwa mfano, chuma ni aloi ya chuma na kaboni. Muundo wa kioo wa aloi ni ngumu zaidi kuliko metali safi. Kwa chuma, ambacho kina atomi za chuma na kaboni, kuna uwezekano kadhaa wa mpangilio wao wa pamoja (suluhisho thabiti la kaboni katika bcc au fcc chuma, malezi ya awamu maalum - saruji, malezi ya inclusions ya grafiti, na wengine wengine).
Kuhusu msongamano wa aloi, katika hali nyingi inaweza kukadiriwa kwa kutumia fomula rahisi ifuatayo:
ρ=∑immi/∑iV mimi.
Ambapo mimi ni nambari ya kijenzi kwenye aloi. Ikiwa usemi huu unatumika kwa aloi ya sehemu mbili, basi fomula ifuatayo inaweza kupatikana:
ρ=ρ1ρ2/(ρ1+x(ρ2-ρ1)).
Ambapo ρ1 na ρ2 ni msongamano wa viambajengo vinavyolingana, x ni sehemu kubwa ya kijenzi cha kwanza katika aloi. Inafafanuliwakwa hivyo:
x=m1/(m1+ m2).
Jedwali la msongamano wa baadhi ya aloi katika tani kwa kila mita ya ujazo imetolewa hapa chini.
Kwa kuwa kila aloi ina sehemu kubwa ya sehemu moja (chuma - chuma, shaba - shaba, nikromu - nikeli, na kadhalika), haishangazi kwamba msongamano wake unakaribiana na ule wa metali safi.
