Visi metalai turi tam tikras fizines ir mechanines savybes, kurios iš tikrųjų lemia jų savitąjį svorį. Norint nustatyti, ar konkretus juodojo ar nerūdijančio plieno lydinys yra tinkamas gamybai, apskaičiuojamas valcuoto metalo savitasis svoris. Visi metalo gaminiai, kurių tūris yra vienodas, bet yra pagaminti iš skirtingų metalų, pavyzdžiui, geležies, žalvario ar aliuminio, turi skirtingą masę, kuri tiesiogiai priklauso nuo jo tūrio. Kitaip tariant, lydinio tūrio ir jo masės santykis – savitasis tankis (kg/m3) yra pastovi reikšmė, kuri bus būdinga konkrečiai medžiagai. Lydinio tankis apskaičiuojamas pagal specialią formulę ir yra tiesiogiai susijęs su metalo savitojo sunkio apskaičiavimu.

Metalo savitasis sunkis yra šios medžiagos vienalyčio kūno masės ir metalo tūrio santykis, t.y. tai tankis, žinynuose jis matuojamas kg/m3 arba g/cm3. Iš čia galite apskaičiuoti metalo svorio nustatymo formulę. Norėdami tai rasti, pamatinę tankio vertę turite padauginti iš tūrio.

Lentelėje pateikti spalvotųjų metalų ir juodosios geležies tankiai. Lentelė suskirstyta į metalų ir lydinių grupes, kur po kiekvienu pavadinimu nurodoma klasė pagal GOST ir atitinkamas tankis g/cm3, priklausomai nuo lydymosi temperatūros. Norint nustatyti savitojo tankio fizikinę vertę kg/m3, reikia lentelėje pateiktą reikšmę g/cm3 padauginti iš 1000. Pavyzdžiui, tokiu būdu galima sužinoti koks yra geležies tankis – 7850 kg/m3.

Tipiškiausias juodasis metalas yra geležis. 7,85 g/cm3 tankio vertę galima laikyti geležies pagrindo juodojo metalo savituoju sunkiu. Lentelėje pateikiami juodieji metalai: geležis, manganas, titanas, nikelis, chromas, vanadis, volframas, molibdenas ir jų pagrindu pagaminti juodųjų metalų lydiniai, pavyzdžiui, nerūdijantis plienas (tankis 7,7-8,0 g/cm3), juodasis plienas (tankis 7,85 g). /cm3) daugiausia naudojamas ketus (tankis 7,0-7,3 g/cm3). Likę metalai laikomi spalvotaisiais, taip pat jų pagrindu pagaminti lydiniai. Lentelėje esantys spalvotieji metalai apima šias rūšis:

− lengvas - magnis, aliuminis;

− taurieji metalai (brangieji) – platina, auksas, sidabras ir pusbrangis varis;

− žemo lydymosi metalai – cinkas, alavas, švinas.

Metalų lydinių savitojo sunkio lentelė

Metalų savitasis svoris dažniausiai nustatomas laboratorinėmis sąlygomis, tačiau gryna forma jie labai retai naudojami statybose. Daug dažniau naudojami spalvotųjų metalų lydiniai ir juodųjų metalų lydiniai, kurie pagal savitąjį svorį skirstomi į lengvuosius ir sunkiuosius.

Lengvieji lydiniai yra aktyviai naudojami šiuolaikinėje pramonėje dėl didelio stiprumo ir gerų mechaninių savybių aukštoje temperatūroje. Pagrindiniai tokių lydinių metalai yra titanas, aliuminis, magnis ir berilis. Tačiau lydiniai, kurių pagrindą sudaro magnis ir aliuminis, negali būti naudojami agresyvioje aplinkoje ir aukštoje temperatūroje.

Sunkieji lydiniai yra pagaminti iš vario, alavo, cinko ir švino. Tarp sunkiųjų lydinių daugelyje pramonės šakų naudojama bronza (vario ir aliuminio lydinys, vario lydinys su alavu, manganu ar geležimi) ir žalvaris (cinko ir vario lydinys). Iš šių lydinių rūšių gaminamos architektūrinės dalys ir sanitarinė įranga.

Žemiau esančioje nuorodų lentelėje parodytos pagrindinės dažniausiai naudojamų metalų lydinių kokybės charakteristikos ir savitasis svoris. Sąraše pateikti duomenys apie pagrindinių metalų lydinių tankį esant 20°C aplinkos temperatūrai.

Lentelėje pateiktas metalų ir lydinių tankis padės apskaičiuoti gaminio svorį. Dalies masės apskaičiavimo metodas yra jos tūrio apskaičiavimas, kuris vėliau padauginamas iš medžiagos, iš kurios ji pagaminta, tankio. Tankis yra vieno kubinio centimetro arba kubinio metro metalo ar lydinio masė. Masės reikšmės, apskaičiuotos skaičiuotuvu pagal formules, nuo realių gali skirtis keliais procentais. Taip yra ne dėl to, kad formulės netikslios, o dėl to, kad gyvenime viskas yra šiek tiek sudėtingiau nei matematikoje: stačiakampiai ne visai teisingi, apskritimai ir sferos nėra idealūs, ruošinio deformacija lenkimo, įspaudimo ir kalimo metu jo storio nelygumus, ir jūs galite išvardyti dar daugybę nukrypimų nuo idealo. Paskutinis smūgis mūsų tikslumo troškimui yra šlifavimas ir poliravimas, dėl kurių nenuspėjamai sumažėja produkto svoris. Todėl gautos vertės turėtų būti laikomos orientacinėmis.

Kūnai, pagaminti iš skirtingų medžiagų, kurių tūris yra vienodas, turi skirtingą masę. Pavyzdžiui, 1 m3 tūrio geležis sveria 7800 kg, o tokio pat tūrio švinas – 13000 kg.

Fizinis dydis, rodantis medžiagos masę tūrio vienete (t. y., pavyzdžiui, viename kubiniame metre arba viename kubiniame centimetre), vadinamas tankis medžiagų.

Norėdami sužinoti, kaip rasti tam tikros medžiagos tankį, apsvarstykite šį pavyzdį. Yra žinoma, kad 2 m 3 tūrio ledo sangrūda sveria 1800 kg. Tada 1 m 3 ledo masė bus 2 kartus mažesnė. 1800 kg padalijus iš 2 m 3, gauname 900 kg/m 3. Tai ledo tankis.

Taigi, Norėdami nustatyti medžiagos tankį, turite padalinti kūno masę iš jo tūrio: Į šią išraišką įtrauktus kiekius pažymėkime raidėmis:

m- kūno svoris, V- kūno apimtis, ρ - kūno tankis ( ρ - graikų raidė „rho“).

Tada tankio skaičiavimo formulę galima parašyti taip: SI tankio vienetas yra kilogramo už kubinį metrą(1 kg/m3). Praktikoje medžiagos tankis taip pat išreiškiamas gramais kubiniame centimetre (g/cm3). Norėdami nustatyti ryšį tarp šių vienetų, atsižvelgiame į tai

1 g = 0,001 kg, 1 cm 3 = 0,000001 m 3.

Štai kodėl Tos pačios medžiagos tankis kietoje, skystoje ir dujinėje būsenoje yra skirtingas. Pavyzdžiui, vandens tankis yra 1000 kg/m3, ledo – 900 kg/m3, o vandens garų (esant 0 0 C ir normaliam atmosferos slėgiui) – 0,59 kg/m3.

3 lentelė

Kai kurių kietųjų medžiagų tankiai

4 lentelė

Kai kurių skysčių tankis

5 lentelė

Kai kurių dujų tankiai

(3-5 lentelėse nurodyti kūnų tankiai apskaičiuojami esant normaliam atmosferos slėgiui ir 0 0 C temperatūroje, skysčiams ir kietosioms medžiagoms esant 20 0 C.)

1. Ką rodo tankis? 2. Ką reikia padaryti norint nustatyti medžiagos tankį, žinant kūno masę ir jos tūrį? 3. Kokius tankio vienetus žinote? Kaip jie susiję vienas su kitu? 4. Trys kubeliai – pagaminti iš marmuro, ledo ir žalvario – yra vienodo tūrio. Kuris turi didžiausią masę, o kuris mažiausiai? 5. Du kubeliai – pagaminti iš aukso ir sidabro – turi vienodą masę. Kurio tūris didesnis? 6. Kurio iš 22 pav. parodytų cilindrų tankis didesnis? 7. Kiekvieno iš 23 paveiksle pavaizduotų kūnų masė yra 1 tona. Kurio iš jų tankis mažesnis?

Pateikiama lentelė apie skysčių tankį esant įvairioms temperatūroms ir atmosferos slėgiui dažniausiai pasitaikantiems skysčiams. Lentelėje pateiktos tankio reikšmės atitinka nurodytas temperatūras, leidžiama interpoliuoti duomenis.

Daugelis medžiagų gali būti skystos būsenos. Skysčiai yra įvairios kilmės ir sudėties medžiagos, kurios, veikiamos tam tikroms jėgoms, gali keisti savo formą. Skysčio tankis yra skysčio masės ir jo užimamo tūrio santykis.

Pažvelkime į kai kurių skysčių tankio pavyzdžius. Pirma medžiaga, kuri ateina į galvą išgirdus žodį „skystas“, yra vanduo. Ir tai visai neatsitiktinai, nes vanduo yra labiausiai paplitusi medžiaga planetoje, todėl jį galima laikyti idealu.

Lygu 1000 kg/m 3 distiliuotam ir 1030 kg/m 3 jūros vandeniui. Kadangi ši vertė yra glaudžiai susijusi su temperatūra, verta paminėti, kad ši „ideali“ vertė buvo gauta esant +3,7 °C. Verdančio vandens tankis bus kiek mažesnis – lygus 958,4 kg/m 3 100°C temperatūroje. Kaitinant skysčius, jų tankis dažniausiai mažėja.

Vandens tankis savo verte panašus į įvairių maisto produktų. Tai tokie produktai kaip: acto tirpalas, vynas, 20 % grietinėlė ir 30 % grietinė. Kai kurie produktai yra tankesni, pavyzdžiui, kiaušinio trynys - jo tankis yra 1042 kg/m 3. Tankesnės už vandenį: ananasų sultys – 1084 kg/m3, vynuogių sultys – iki 1361 kg/m3, apelsinų sultys – 1043 kg/m3, Coca-Cola ir alus – 1030 kg/m3.

Daugelis medžiagų yra mažiau tankios nei vanduo. Pavyzdžiui, alkoholiai yra daug lengvesni už vandenį. Taigi tankis 789 kg/m3, butilo - 810 kg/m3, metilo - 793 kg/m3 (esant 20°C). Tam tikrų rūšių kuro ir alyvos tankis yra dar mažesnis: alyvos - 730-940 kg/m3, benzino - 680-800 kg/m3. Žibalo tankis apie 800 kg/m3, - 879 kg/m3, mazuto - iki 990 kg/m3.

Mažo tankio skysčiai apima: terpentinas 870 kg/m 3,