Удельный вес

Физическая величина, являющаяся отношением веса материала к занимаемому им объему, называется УВ материала.

Материаловедение ХХI века далеко ушло вперед в и уже освоены технологии, которые каких-то сто лет назад считались фантастикой. Эта наука может предложить современной промышленности сплавы, которые отличаются друг от друга качественными параметрами, но и физико-техническими свойствами.

Для определения того, как некий сплав может быть использован для производства целесообразно определить УВ. Все предметы, изготовленные с равным объемом, но для их производства был использованы разные виды металлов, будут иметь разную массу, она находится в четкой связи с объемом. То есть отношение объема к массе это есть некое постоянное число, характерная для этого сплава.

Для расчета плотности материала применяют специальную формулу, имеющую прямую связь с УВ материала.

Кстати, УВ чугуна, основного материала для создания стальных сплавов, можно определить весом 1 см 3 , отраженного в граммах. Тем больше УВ металла, тем тяжелее будет готовое изделие.

Физические свойства

Благородный металл обладает следующими физическими характеристиками:

  • повышенной прочностью;
  • тепло- и электропроводностью;
  • пластичностью;
  • ярким характерным блеском.

Основная особенность золота – его инертность. Благодаря ей, металл получил призвание благородного. Инертность препятствует окислению, поэтому золотые ювелирные украшения столетиями сохраняют свой первоначальный вид.

Пожалуй, единственным недостатком золота является его мягкость. Она компенсируется за счет добавления в сплавы различных примесей. За счет нее золото становится более твердым, но, вместе с тем, изменяются его основные характеристики: температура плавления и плотность.

Кроме мягкости, золото обладает повышенной тяжестью. Для расчета веса одного куба золота разработаны специальные формулы и таблицы, где представлены такие же показатели для разных металлов.

Благодаря тяжелому удельному весу добыча золота существенно облегчается за счет возможности отмывать крупицы металла от более меньших по массе крупиц песка и глины, которые содержатся в воде.

История производства сплавов с изменением их плотности

Как инструментальный материал железо использовалось еще во времена Шумера и Древнего Египта. Археологические артефакты (украшения, кинжал) были изготовлены из метеоритного сплава, содержащего никель и железо.

Небесное происхождение рудного материала отражено в латинском и греческом языках, где его название обозначает «звездный» («сидер»).

Способ получения стали из черного шлиха описан Аристотелем.

В качестве сырья использовались пески, содержащие магнетит. Изготовленная сталь отличалась превосходными качествами благодаря содержанию в ней титана.
С развитием цивилизаций в мире увеличивались потребности в объеме сырья. Промышленные масштабы переработки руды требовали новых технологий выплавки.

Первым шагом металлургического производства было получение сырья путем восстановления его из окиси. В результате процесса выгорания руды в специально оборудованной печи оставался комок пористого металла, который подвергался обработке путем плавления.

В результате многократного сложения вдвое заготовки с последующей ковкой удалось получить отличную сталь, называемую дамасской.

Но в жидком состоянии химический элемент впервые был получен несколько веков назад. Этот факт обусловил возможность насыщать углеродом расплавленный материал с целью придавать ему новые свойства.

Путем непрерывных экспериментов, поисков новых технологий извлечения ценного компонента из руды, формировался новый состав материала, используемого в современном производстве металлопроката, предметов быта и техники.

В основу разработок было положено улучшение технических параметров материала, изменение его плотности и температуры плавления.

Определение удельного веса металла

Для начала следует определить, что же такое удельный вес. Так легче будет впоследствии разбираться во всех показателях, а также использовать полученные знания при обработке заготовок из, созданных из этого прочного материала.

Удельным весом называют отношение однородного тела из этого вещества к объёму данного материала. Из этого можно сразу выделить интересный момент, заключающийся в том, что по сути удельный вес металла является его плотностью.

Данная величина, то есть удельный вес металла, измеряется в кг/куб. м. Это единица измерения, чаще всего указываемая в различных технических справочниках. Иногда могут указываться и другие единицы измерения, но в отечественных источниках они встречаются гораздо реже.

Если же справочника, содержащего необходимые данные о том или ином металле, под рукой нет, то можно рассчитать удельный вес по известной формуле:

В данной формуле y обозначает удельный вес, который впоследствии придётся рассчитать, Р — это вес, а V — это объём. Использую эту формулу, можно уже при известных данных о весе и объёме выполнить расчёт.

Таблица веса железа

Удельный вес и вес 1 м3 железа в зависимости от единиц измерения

Материал Удельный вес (г/см3) Вес 1 м3 (кг)
Железо 7,874 7874

Удельный вес золота, серебра и платины

От количества и состава примесей в изделии зависит проба. Проба — это количество чистого драгоценного металла в изделии. Например, в 585 пробе золота показатель чистого металла — 58,5%. Остальные 41,5% — примесь из других металлов.

Удельный вес чистого золота — 19,32 г/см3.
Самая распространенная проба золота — 585. Удельный вес золота 585 пробы — колеблется от 12,85 г/см3 до 14,76 г/см3, в зависимости от оттенка и состава примесей. У белого золота плотность еще ниже, потому что благородный белый цвет выводиться благодаря смеси обычного желтого золота с большим количеством серебра.

Температура плавления золота — 1 064°C

Удельный вес чистого серебра — 10,5 г/см3. Серебро тверже золота, но пластичнее — оно легче поддается обработке, что говорит о меньшей износостойкости этого металла. Серебряные украшение легче царапаются и гнуться.
Самая распространенная проба серебра для украшений — 925.

Температура плавления серебра — 961,8°C

Удельный вес чистой платины — 21,45 г/см3. Платина — самый прочный ювелирный металл, поэтому она не нуждается в большом количестве лигатуры.
Самая распространенная проба платины для украшений — 950, то есть практически “чистая”. Ее удельная плотность составляет 21,05г/см3.


Температура плавления платины — 1769° С

Как рассчитать вес арматуры и прутка

Для круга, прутка, гладкой арматуры формула для расчета массы будет такой:

M=(0,02466*D2)/4

  • M — масса 1 погонного метра круга/арматуры/прутка, кг;
  • D — диаметр круга;
  • 0,02466 —коэффициент при плотности стали равной 7,850 г/см3

Для расчета веса рифленой арматуры (А2, А3) можно и нужно использовать эту же формулу! Расхождений с теоретической массой не будет, не смотря на различные рисунки поперечных сечений.

Такую кучу металлолома, конечно, без взвешивания нереально посчитать по формулам

Объём клина и обелиска

Клин в технике часто является пятигранником, в основании которого лежит прямоугольник, а боковые грани являются равнобедренными треугольниками или трапециями. Формула для расчёта объёма клина имеет вид:

, где:

  • а – сторона основания подножия клина;
  • а1 – ширина верхушки клина;
  • b – толщина клина;
  • h – высота клина.

Обелиск – это шестигранник, основанием которого являются прямоугольники, которые расположены в параллельных плоскостях. Противоположные грани при этом симметрично наклонены к основанию обелиска. Объём данного геометрического тела:

, где:

  • а и b – размеры длины и ширины большего основания обелиска;
  • а а1 и b1 – меньшего основания обелиска;
  • h – высота обелиска.
Читайте также  Монтажные провода

к содержанию ↑

Перевозки изделий из металлов

В системе грузоперевозок задействовано такое понятие, как «объёмный вес». Если масса предмета в одном кубическом метре 167 кг, то такой вес считается физическим, а если меньше — объёмным. Например, масса куба стали углеродистой — 7750 кг. Другими словами, объёмный вес стали 7750 кг. Эти расчёты нужны, чтобы определить, какой объем займёт перевозимый груз.

Однако в зависимости от того, какие металлические изделия перевозятся, объем будет меняться. Предположим, что есть несколько различных метизов одной и той же марки стали. По идее, они обладают одинаковой плотностью. Однако слитки, крупносортные изделия и бунты проволоки обладают различным объёмом, а следовательно, при их перевозке займут больше или меньше места на транспорте. Таким образом, они обладают разным объёмным весом. При любых условиях кубометр стали больше 167 кг, следовательно, его не назовёшь объёмным.