Курс фізікі, ч. II
Памер: 223с.
Мінск 1958
Назва рэчыва Удзельная цеплыня плаўккал лення у J кг Назва рэчыва Удзельная цеплыня плаў„ ккал лення у J кг
Алюміній 92,4 Плаціна 27
Лёд 80 Чыгун шэры .... 23
Нікель 65 Волава 14
Жалеза 66 Свінец 6,3
Медзь 42 Ртуць 2,8
106. Змяненне аб’ёму цел пры плаўленні і зацвердзяванні. Дослед паказвае, што пры плаўленні цела яго аб’ём змяняецца. У большасці рэчываў аб’ём пры плаўленні павялічваецца, пры зацвердзяванні ж гэтых рэчываў аб’ём іх памяншаецца. Але ёсць рэчывы, аб’ём якіх пры плаўленні памяншаецца, а пры зацвердзяванні павялічваецца. Прыкладам такіх рэчываў з'яўляецца лёд, аб'ём якога памяншаецца пры плаўленні прыблізна на 10% (шчыльнасць лёду пры 0°С каля 0,9, вады — каля 1). Як вядома, гэтая ўласцівасць лёду і вады мае вялікае значэнне ў прыродзе і тэхніцы. 3 прычыны меншай шчыльнасці лёду ў параўнанні з вадой лёд плавае на вадзе. Маючы дрэнную цеплаправоднасць, слой лёду ахоўвае масу вады, якая ляжыць пад ім, ад ахаладжэння да тэмпературы зацвердзявання. Таму рыбы і іншыя жывыя істоты, якія знаходзяцца ў вадзе, не гінуць у час маразоў.
Водаправодныя трубы павінны быць ахаваны ад холаду, таму што лёд, які пры гэтым утвараецца, займае аб’ём большы, чым вада, і трубы могуць разарвацца.
Пры змяненні ціску змяняецца і тэмпература плаўлення цел. У рэчываў, аб’ём якіх гіры плаўленні павялічваецца, тэмпература плаўлення з павелічэннем ціску павышаецца; у такіх жа рэчываў, як вада і чыгун, у якіх абём пры плаўленні памяншаецца, тэмпература плаўлення пры павелічэнні ціску паніжаецца.
Пры вялікіх цісках, парадку тысяч атмасфер, рэзка мяняюцца многія ўласцівасці рэчываў.
Многія рэчывы пры дапамозе спецыяльна сканструяваных прэсаў падвяргаліся ціску ў некалькі дзесяткаў і нават соцень тысяч атмасфер. Пры гэтых велізарных цісках у некаторых рэчываў выяўляўся рад незвычайных уласцівасцей. Так, 3
напрыклад, вада, сціснутая да яе аб ёму пры нармальным ціску, зацвердзявае, знаходзячыся ў гарачым стане; медзь пад высскім ціскам цячэ, як мяккае сметанковае масла, а вадарод праходзіць скрозь стальную пласцінку таўшчынёю каля 5 см.
13*
169
107. Ліццё металаў. На ўласцівасці металаў плавіцца і зацвердзяваць грунтуецца ліцейная вытворчасць.
У ліцейнай вытворчасці шляхам запаўнення вадкім металам спецыялыіых форм, у якіх метал зацвердзявае, атрымліваюць розныя дэталі.
Рыс. 17G. Паслядоўныя стадыі адліўкі дэталі.
Літыя дэталі шырока прымяняюцца ў стапках, машынах і механізмах, складаючы ад 50 да 85% іх вагі.
Шляхам адліўкі можна вырабляць дэталі, самыя разнастайныя па форме і размерах. Для дэталей складанай формы адліўка з’яўляецца адзіным спосабам іх вырабу.
Для адліўкі якойнебудзь дэталі спачатку з дрэва або з металу робяць мадэль гэтаіі дэталі. Форма мадэлі А на рыс. 176 адпавядае форме гатовай адліўкі.
170
Паколькі ўсе металы пры ахаладжэнні змяншаюць свае лінейныя размеры, мадэль робіцца большай за адліўку на велічыню ўсадкі. Для розных металаў і сплаваў велічыня ўсадкі складае ад 1 да 2,5°Ь.
Мадэль дэталі А ўстанаўліваецца на так званы падмадэльны шчыток С (рыс. 176, а) і накрываецца апокай В. Апокі ўяўляюць сабою скрынкі без дна і без накрыўкі з чыгуну, сталі або алюмініевых
сплаваў. Па форме яны могуць быць прамавугольнымі, круглымі
або фасоннымі, у залежнасці ад контуру адлівак.
Апоку запаўняюць фармовачнай сумессю, якая складаецца з пяску, гліны і іншых рэчываў. Працэнтныя суадносіны складаючых у сумесі залежаць ад віду ліцця. Фармовачная сумесь павінна быць пластычнай, досыць трывалай, вогнетрывалай і газапранікалыіай.
Пасля таго як мадэль устаноў
Рыс. 177. Схема ліцця пад ціскам.
лена на шчыток і накрыта апокай, апоку запаўняюць фармовачнай сумессю, якую ўшчыльняюць (рыс. 176, б). Лішнюю фармовачную сумесь пасля ўшчыльнення зграбаюць з паверхні апокі лінейкай. Затым апоку пераварочваюць, накладваюць на яе другую (верхнюю) апоку і ўстанаўліваюць мадэль стаяка D (рыс. 176, в), які служыць для ўтварэння адтуліны, праз
якую форма запаўняецца металам.
Рыс. 178. Схема адцэнтрабежнага ліцця.
Другую апоку запаўняюць фармовачнай сумессю і ўшчыльняюць гэтак жа, як і першую. Затым здымаюць верхнюю апоку, вымаюць мадэль стаяка і на плоскасці раз’ёму формы праразаюць кана'лы Е, якія злучаюць стаяк з будучай поласцю формы. Пасля гэтага вымаюць мадэль з формы (рыс. 176, г). Затым ніжнюю палавіну формы накрываюць верхняй (рыс. 176, 5). Верхняя апока змацоўваецца з ніжпяй, на форму накладваюць груз і праз адтуліну А форму заліваюць .металам. На рыс. 176, е паказана адліўка з астаткам металу М, застыўшага ў стаяку; апошні потым адсякаецца.
Для павелічэння трываласці і газапранікальнасці формы перад запаўненнем іх металам прасушваюцца на паветры або ў спецыяльных сушыльных печах.
171
На рыс. 177 паказана схема ліцця пад ціскам. Расплаўлены метал, нагнятаемы спецыяльнай машынай, паступае ў металічную (стальную) форму пад ціскам ад 5 да 60 am. Метал пры гэтым добра запаўняе форму, дакладна ўзнаўляючы яе канфігурацыю. Ліццё пад ціскам прымяняецца ў масавай вытворчасці для каляровых сплаваў з менш высокай тэмпературай плаўлення.
На рыс. 178 паказана схема адцэнтрабежнага ліцця.
Пры адцэнтрабежным ліцці форма, запоўпеная вадкім металам, хутка верціцца; пры гэтым метал шчыльна залівае ўсе выгіны і паглыбленні формы. Паколькі дзеянне сіл, узнікаючых пры вярчэнні, выклікае расслойванне рэчываў па іх шчыльнасці, то газы, якія знаходзяцца ў метале, як больш лёгкія,, выдзяляюцца ва ўнутраную поласць; гэта робіць адліўку свабоднай ад шкодных газавых ракавін.
108. Сплавы і іх прымяненне ў тэхніцы. Расплаўленыя металы можна змешваць адзін з другім. Пасля зацвердзявання гэтых сумесей атрымліваюцца сплавы.
Сплавы шырока прымяняюцца ў тэхніцы. Усім добра вядома сталь, якая з’яўляецца сплавам жалеза з вугляродам.
Фізічныя ўласцівасці сплаваў адрозніваюцца ад фізічных уласцівасцей іх састаўных частак. Сплаў звычайна бывае больш цвёрдым і трывалым, чым яго састаўныя часткі.
Спецыяльныя сарты сталі складаюцца са сплаву жалеза і вугляроду з прымессю некаторых рэдкіх металаў: хрому, нікелю, ванадыю, малібдэну.
Адны з гэтых сплаваў маюць вялікую трываласць, другія — цвёрдасць або асаблівую пругкасць. Нержавеючая сталь, напрыклад, вельмі стойкая ў хімічных адносінах, не ўступае ў хімічныя рэакцыі нават пры судакрананні з кіслотамі.
Да ліку трывалых сплаваў належаць сплавы алюмінію з іншымі металамі. Асаблівую трываласць, напрыклад, мае дзюралюміній, які складаецца з 94°о алюмінію, 5% медзі, О,5?о магнію, 0,5% марганцу. Тэмпература плаўлення яго 650°С. Удзельная вага дзюралюмінію ў тры разы меншая за ўдзельную вагу сталі, а супраціўленне на разрыў такое ж, як у лепшых сартоў сталі. Падобныя ўласцівасці мае кальчугалюміній. Такія сплавы ідуць на вырабы, у якіх трэба спалучаць лёгкасць з трываласцю: напрыклад, на асобныя часткі аўтамабіляў, самалётаў.
Прымяненнем алюмінію і яго сплаваў пры вырабе адказных частак корпуса судна і суднавога рухавіка ўдаецца значна паменшыць вагу суднаў, што дае магчымасць павялічыць іх танаж. 3 кожным годам пашыраецца прымяненне алюмінію і яго сплаваў у разнастайных галінах вытворчасці.
Тэмпература плаўлення сплаваў звычайна бывае ніжэйшая за тэмпературу плаўлення іх галоўных састаўных частак.
Можна атрымаць сплаў з вельмі нізкай тэмпературай плаўлення. Так, напрыклад, сплаў, які складаецца з двух частак вісмуту (Гп, = 27ГС), адной часткі волава (/пл = 232°С) і адной часткі свінцу (%л = 327°С), плавіцца ўжо пры 95°С. Чайная лыжка, зробленая
472
з такога сплаву, расплавіцца ў кіпячай вадзе. 3 такіх сплаваў вырабляюць лёгкаплаўкія засцерагальныя пробкі ў клапанах паравых катлоў. Калі ўзровень вады ў катле панізіцца ніжэй нормы, пробкі аказваюцца вышэй узроўню вады, хутка пераграваюцца і плавяцца. У выніку пара з катла атрымлівае свабодны выхад у топку, тушыць яе, і, такім чынам, выключаецца магчымасць выбуху катла.
Лёгкаплаўкія сплавы прымяняюцца таксама ў многіх засцерагальных проціпажарных прыстасаваннях.
Шырока прымяняемы на практыцы прыпой для пайкі розных вырабаў з металу складаецца з дзвюх частак свінцу і адной часткі волава. Тэмпература плаўлення яго 180"С, г. зн. значна ніжэйшая за тэмпературу плаўлення волава і свінцу.
Лёгкаплаўкія сплавы, так званыя бабіты, прымяняюцца для заліўкі падшыпнікаў. Бабітам заліты, напрыклад, падшыпнікі, у якіх верцяцца валы матораў аўтамабіляў і трактараў. Калі па якой'небудзь прычыне змазка акажацца недастатковай, то з прычыны награвання пры трэнні вала аб падшыпнік расплавіцца бабітавы ўкладыш падшыпніка, а вал захаваецца.
Практыкаванне 30.
1. Якая колькасць цеплыні спатрэбіцца для ператварэння 10 кг лёду ў ваду пры 0°С?
2. Якая колькасць цеплыні спатрэбіцца для ператварэння 150 кг лёду з тэмпературай — 8°С у ваду пры тэмпературы 0°С?
3. Разлічыць колькасць цеплыні, якая патрэбна для ператварэння 20 кг лёду пры — 4°С у ваду пры 100°С.
4. У слоіку змяшчаецца 2 кг вады пры тэмпературы І8°С. Якую колькасць цеплыні аддае вада ахаладжальнай сумесі, у якую апушчан слоік, калі ўся вада ў слоіку ператвараецца ў лёд з тэмпературай 0°С? ,
5. У медны каларыметр вагою ў 200 а наліта 100 г вады пры 16°С. У ваду кінулі кавалачак лёду пры 0°С вагою 9,3 г, які цалкам расплавіўся. Канчатковая тэм'пература вады пасля гэтага ўстанавілася ў 9°С. Вызначыць на аснове гэтых даных удзельную цеплыню плаўлення лёду.
6. Якая колькасць цеплыні патрэбна для расплаўлення 1 кг жалеза, узятага пры тэмпературы 20’С?
109. Выпарэнне. Малекулы вадкасці знаходзяцца ў бесперапынным руху. Велічыня сярэдняй кінетычнай энергіі іх адпавядае тэмпературы вадкасці. Бязладна рухаючыся, малекулы сутыкаюцца адна з другой, у выніку чаго частка з іх набывае энергію, большую за іх сярэднюю кінетычную энергію. Атрымаўшы лішкавую энергію, дастатковую для пераадолення сіл малекулярнага счаплення, і аказаўшыся блізка да паверхневага слоя вадкасці, такія малекулы могуць вылецець з вадкасці. Сукупнасць малекул, вылецеўшых з вадкасці, называюць парай дадзенай вадкасці, а самы працэс пераходу рэчыва з вадкага стану ў газападобны называецца параўтварэннем.
Параўтварэнне, якое адбываецца пры любых тэмпературах з адкрытай паверхні вадкасці, называецца выпарэннем.
КНІГІ ОНЛАЙН
