大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于金屬板內加金屬板的問題,于是小編就整理了2個相關介紹金屬板內加金屬板的解答,讓我們一起看看吧。
無數鐵原子為什么能組成一塊鐵?那兩塊鐵放在一起為什么不會粘在一塊?
聽說過“破鏡不能重圓”嗎?這涉及分子動理論,分子動理論的基本內容:物體是由大量分子組成的,分子都在不停地做無規則的運動,分子間存在著引力和斥力。
固體能保持一定的體積和形狀,將一部分與另一部分分開,還比較困難,就是因為分子間存在引力。固體和液體很難被壓縮,就是因為分子間存在斥力。分子間的引力和斥力是同時存在的,并且都隨分子間距離的增大而很快減小。當分子間的距離大于分子直徑的10倍以上時,分子間的作用力就變得十分微弱,就近似地認為分子間不存在作用力了。
完整的鏡子,其分子間的距離很小,分子間的作用力很大,所有分子結合成一個整體。當鏡子分裂以后,不同部分放在一起,相鄰部分的絕大多數分子間的距離不可能小到破裂前那樣(幾乎都不能小于分子直徑的10倍),分子間的作用力很小,難以將不同部分結合在一起。
至于鐵塊,大家說呢。
原因就是兩塊鐵即使靠在一起,兩者的距離也超過了分子(原子)間引力的作用范圍,超過了作用范圍,引力也無能為力,所有兩塊鐵無法粘在一起。
四種基本力
自然界中物質之間的相互作用可以概括為四種基本力:從強到弱依次為強相互作用、電磁相互作用、弱相互作用、引力。
分子間的作用力有范德華力、氫鍵和金屬鍵等,鐵原子間的相互作用力為金屬鍵,金屬鍵存在于金屬原子之間,與金屬的諸多性質有關,如導電性、延展性、密度和溶解度等。
圖釋:金屬結構示意圖
金屬鍵和共價鍵的性質相似,屬于化學鍵的一種,在四種基本力中屬于弱相互作用,這個理論雖然有爭議,但我們可以從弱相互作用的角度去理解。
一定條件下兩塊鐵是可以粘到一起的
弱相互作用的特點是作用力弱、作用范圍小,如果使得距離進一步減小是可以使兩塊鐵粘在一起的。在我國沒有焊接技術的古代,鐵匠通過敲擊兩塊鐵來減小原子間距離,將兩塊鐵粘到一起。
圖釋:金屬鍵示意圖
破鏡難重圓的原因
類似的現象還有我們常說的破鏡難重圓,玻璃分子之間的作用力是范德華力,其作用特點是隨著距離減小、引力快速增加,但是距離繼續減小,引力轉化為斥力,且斥力迅速增加。
圖釋:范德華力隨距離變化圖
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答:兩塊鐵的接觸面,晶型之間難以完全契合,當鐵原子之間的距離不夠近時,分子之間的引力非常弱;而且空氣中鐵表面會被氧化,還會存在空氣分子吸附在鐵表面,隔阻了鐵原子間的契合。
兩個表面光滑的鉛塊,在相互壓緊后會粘在一起,這是因為分子間存在引力;在高度真空中,把兩塊光滑的鐵塊用力壓在一起,鐵塊也會被粘在一起,這就是鐵的冷焊現象。
在鐵塊內部,相鄰鐵原子間以金屬鍵連接,相當于共用外層核外電子,形成穩定的晶體結構;原子間在一定范圍內會產生吸引力,小于一定距離后會轉變為排斥力,如果距離大于10倍原子直徑,原子間的吸引力將會非常微弱。
把兩塊鐵合在一起時,鐵塊表面的晶型結構無法完全契合,接觸面之間的分子距離,遠遠達不到吸引力起作用的范圍,所以無法粘在一起。
而且在空氣中,接觸面的鐵原子會被氧化,形成氧化鐵;空氣分子本身也會吸附在鐵的表面,這會進一步阻礙鐵塊之間的接觸。
如果把鐵塊的接觸面處理得非常光滑,然后立刻放到高度真空中,施加一定壓力讓鐵塊接觸,會大大增加鐵塊間鐵原子的接觸面積,就有可能使鐵塊之間的分子引力起作用,從而粘在一起。
或者把鐵表面加熱至熔融狀態,破壞鐵塊表面的晶型結構再合到一起,當鐵塊冷卻時,會形成新的晶型結構,也能使鐵塊粘在一起。
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鐵原子“聚在一塊”形成一個完整的鐵塊,其實質是通過金屬鍵完成的。鐵原子和相鄰的原子形成了金屬鍵,相當于共享了自己的外層電子,通過這種外層電子的共享,實現了相互之間的聯系,從而形成一個完整的鐵塊。也正是因為每個鐵原子外層的電子都是相互共享的,有點類似于大π鍵的感覺,所以金屬里面有很多自由電子,導電性極好。
當然了,金屬原子的排列也并不混亂,而是根具周圍的環境按照一定的晶型排列。我們常做透射電鏡的同學,肯定見過金屬的透射電鏡形貌,并可以清晰地看到它們的晶格間距以及模糊的原子排列樣貌。
雖然鐵原子相互之間可以形成金屬鍵,但是兩塊鐵即便相互靠近,其表面的鐵原子也很難再次相互形成金屬鍵而鏈接在一起。因為不同的鐵塊,其晶型很可能不一樣。即便晶型一樣,那么不同鐵塊的表面鐵原子晶面性質也不可能一樣,相互之間根本就不匹配,所以無法很好地結合在一起再次形成一個規整的晶體。
但是如果把鐵原子表面高溫融化,則就會破壞表面晶型,使之成為無定形,這樣兩塊鐵表面的原子就可以越過金屬鍵形成能壘,相互結合進而變成一個整體。
隨便兩塊鐵放在一起,表面雜質,粗糙度??諝夥肿拥扔绊懯呛茈y黏在一起,但你要是將表面清潔拋光再貼合在一起一段時間便會“粘”在一起。在工業上還有利用這個特性的焊接技術——冷焊。
在平常生活中你要是將兩塊鐵夾在一起,在沒有生銹的情況下,經過幾年他們也是可以“粘”在一起的。
工業界可以將這個“粘”的過程時間大幅縮短,可以很快的“粘”在一起,便是冷焊技術。
比如我對兩個潔凈處理的平面進行加壓處理,就可以進行冷焊。
冷焊有時候還會對一起機器造成危害,其中最主要的危害是航天器。
太空是高真空環境的,金屬表面會相互接觸引起粘合現象,如果表面達到原子清潔程度,真空作用下即引起冷焊。曾經有航天器因為太陽能板支架發生冷焊現象,直接打不開。
在平行板電容器中間插入金屬和電介質之后,電容和場強分別是怎么變化的?
會增大電容,減小場強 。 依據:
1、電容定義式:C=εS/4πkd 插入電介質或金屬板都可以增大相對介電常數ε,使電容器容量增加。
2、真空是最差的電介質,規定真空的相對介電常數為1.其他材料的相對介電常數是真空的數倍。
3、當插入導電金屬板時,其本質是縮小極板間距d(金屬板有厚度),使得電容器的容量相對增加。
4、通用公式C=Q/U平行板電容器專用公式:板間電場強度E=U/d ,電容器電容決定式 C=εS/4πkd
到此,以上就是小編對于金屬板內加金屬板的問題就介紹到這了,希望介紹關于金屬板內加金屬板的2點解答對大家有用。