محتويات
كم يساوي معامل تمدد الحديد؟
يبلغ المُعامل الحراري للحديد 0.0000012 لكل درجةٍ مئوية، إذ إن التغير في طول المادة في أحد الأبعاد أو جميعها هو إحدى خصائص المواد الفيزيائية، بحيث يُعبر التغير في طول المادة عند تعرضها للحرارة بالنسبة للطول الأصلي بما يسمى بالتمدد الحراري،[١] ويعتمد معامل التمدد على ثلاثة عوامل رئيسية وهي؛ فرق درجة الحرارة، وطول المادة، ونوعها.[٢]
كيفية حدوث تمدد الحديد
يحدث تمدد الحديد عند تعريض المادة للحرارة سواء كانت صلبة أو سائلة، فعندها تقوم ذاراتها بالتباعد وذلك يعني المزيد من التباعد فيما بينها مشكلةً تغيراً في طول المادة في أحد أبعادها لذلك يتغير حجم المادة أيضاً، بحيث أن حساب حجم المادة يعتمد بشكلٍ أساسي على أبعادها،[١] لكن يختلف مدى تأثّر المادة مع ارتفاع درجات الحرارة من مادة لأخرى.[٣]
خصائص الحديد
الحديد هو أحد المعادن الطبيعية، حيث يتم التنقيب والحصول عليه من الطبيعة، لكن ما نراه في التطبيقات العملية في حياتنا ليست مادة الحديد التي تم استخراجها من الأرض، إذ يتم إضافه الكربون أو أيّة مواد أخرى لتكسبه تلك الصلابة المعروفة للحديد، فعنصر الحديد الخام له العديد من الخصائص، ومن أبرزها ما يأتي:[٤]
- من الممكن تشكيله وقطعة بسهولةٍ بالغة باستخدام الأدوات اللازمة.
- يمتلك الحديد القدرة على نقل الحرارة والتيار الكهربائي بشكلٍ جيد.
- يعد من المواد التي تتأثر بالمجال المغناطيسي بحيث يمكن جذبه من قبل المغناطيس.
- يمكن تقسيم الحديد كيميائياً إلى مركبين رئيسين هما؛ الحديد الثنائي، والحديد الثلاثي.
- يتفاعل الحديد بسهولةٍ مع الهواء الرطب مكوّناً طبقة تسمى بالصدأ.
أنواع الحديد
يتواجد الحديد بثلاثة أنواع رئيسة هي؛ الحديد الخام، وحديد الزهر، والحديد المطاوع، بحيث يتم تشكيل الحديد الخام على شكل سبائك كبيرة يتم استخدامها لاحقاً أو يتم إعادة تشكيلها. بينما يتشابه كل من حديد الزهر والحديد المطاوع في كثير من المكونات باختلاف نسبة الكربون فيما بينها، فالحديد المطاوع يمتلك أقل نسبة من عنصر الكربون، ومن الممكن إضافة بعض المواد الأخرى وتقليل نسب الكربون في الحديد لإنتاج ما يسمى بالحديد الصلب المعروف بالفولاذ.[٤]
الخلاصة:
تختلف قيمة معامل التمدد للمواد باختلاف كل من: درجة الحرارة، طول المادة ونوع المادة، حيث إن السبب الرئيسي في حدوث تمدد المادة هو تعرضها لدرجات حرارة عالية، ويبلغ معامل التمدد للحديد 0.0000012 لكل درجة حرارة مئوية أي ما يعادل (12× (10-7) / درجة مئوية).
المراجع
- ^ أ ب "Thermal expansion PHYSICS", www.britannica.com, Retrieved 6-10-2018. Edited.
- ↑ "التمدد الحراري"، www.uobabylon.edu.iq، اطّلع عليه بتاريخ 6-10-2018. بتصرّف.
- ↑ "Thermal Expansion Coefficients at 20 C", hyperphysics.phy-astr.gsu.edu, Retrieved 6-10-2018. Edited.
- ^ أ ب "Iron and steel", www.explainthatstuff.com, Retrieved 6-10-2018. Edited.
