Металлическое Соединение

Reactivity Series

Chemists can list metals according to how quickly they undergo chemical reactions, such as burning or dissolving in acids. The result is called a reactivity series. A metal at the top of the series generally reacts more vigorously than those that are below it in the series, and the Металлическое Соединение more reactive metal can take their place (or displace them) in various compounds or in solution. In some reactions, however, such as reduction reactions, the order of reactivity is reversed.

Metals typically have positive valences in most of their compounds, which means they tend to donate electrons to the atoms Металлическое Соединение to which they bond. Also, metals tend to form basic oxides. Typical nonmetallic elements, such as nitrogen, sulfur, and chlorine, have negative valences in most of their compounds—meaning they tend to accept electrons—and form acidic oxides (see Acids and Bases; Chemical Reaction).

Metals typically have Металлическое Соединение low ionization potentials. This means that metals react easily by loss of electrons to form positive ions, or cations. Thus, metals can form salts (chlorides, sulfides, and carbonates, for example) by serving as reducing agents (electron donors).


In early attempts to explain the electronic configurations of the metals, scientists Металлическое Соединение cited the characteristics of high thermal and electrical conductivity in support of a theory that metals consist of ionized atoms in which the free electrons form a homogeneous sea of negative charge. The electrostatic attraction between the positive metal ions and the free-moving and homogeneous sea of Металлическое Соединение electrons was thought to be responsible for the bonds between the metal atoms. Free movement of the electrons was then held to be responsible for the high thermal and electrical conductivities. The principal objection to this theory was that the metals should then have higher specific heats Металлическое Соединение than they do.

Metallic Bonding

Silver, a typical metal, consists of a regular array of silver atoms that have each lost an electron to form a silver ion. The negative electrons distribute themselves throughout the entire piece of metal and form nondirectional bonds between the positive silver ions. This arrangement Металлическое Соединение, known as metallic bonding, accounts for the characteristic properties of metals: they are good electrical conductors because the electrons are free to move from one place to another, and they are malleable (as shown here) because the positive ions are held together by nondirectional forces.

In 1928 the German physicist Arnold Металлическое Соединение Sommerfeld proposed that the electrons in metals exist in a quantized arrangement in which low energy levels available to the electrons are almost fully occupied (see Atom; Quantum Theory). In the same year the Swiss-American physicist Felix Bloch and later the French physicist Louis Brillouin used this Металлическое Соединение idea of quantization in the currently accepted “band” theory of bonding in metallic solids.

According to the band theory, any given metal atom has only a limited number of valence electrons with which to bond to all of its nearest neighbors. Extensive sharing of electrons among individual atoms is therefore required. This Металлическое Соединение sharing of electrons is accomplished through overlap of equivalent-energy atomic orbitals on the metal atoms that are immediately adjacent to one another. This overlap is delocalized throughout the entire metal sample to form extensive orbitals that span the entire solid rather than being part of individual atoms. Each Металлическое Соединение of these orbitals lies at different energies because the atomic orbitals from which they were constructed were at different energies to begin with. The orbitals, equal in number to the number of individual atomic orbitals that have been combined, each hold two electrons, and are filled in order Металлическое Соединение from lowest to highest energy until the number of available electrons has been used up. Groups of electrons are then said to reside in bands, which are collections of orbitals. Each band has a range of energy values that the electrons must possess to be part of that Металлическое Соединение band; in some metals, there are energy gaps between bands, meaning that there are certain energies that the electrons cannot possess. The highest energy band in a metal is not filled with electrons because metals characteristically possess too few electrons to fill it. The high thermal electrical conductivities Металлическое Соединение of metals is then explained by the notion that electrons may be promoted by absorption of thermal energy into these unfilled energy levels of the band.



Friction, force that opposes the motion of an object when the object is in contact with another object or surface. Friction results from two surfaces rubbing Металлическое Соединение against each other or moving relative to one another. It can hinder the motion of an object or prevent an object from moving at all. The strength of frictional force depends on the nature of the surfaces that are in contact and the force pushing them Металлическое Соединение together. This force is usually related to the weight of the object or objects. In cases involving fluid friction, the force depends upon the shape and speed of an object as it moves through air, water, or other fluid.

Friction occurs to some degree in almost all situations involving physical objects Металлическое Соединение. In many cases, such as in a running automobile engine, it hinders a process. For example, friction between the moving parts of an engine resists the engine’s motion and turns energy into heat, reducing the engine’s efficiency. Friction also makes it difficult to slide a heavy object Металлическое Соединение, such as a refrigerator or bookcase, along the ground. In other cases, friction is helpful. Friction between people’s shoes and the ground allows people to walk by pushing off the ground without slipping. On a slick surface, such as ice, shoes slip and slide instead of gripping because of Металлическое Соединение the lack of friction, making walking difficult. Friction allows car tires to grip and roll along the road without skidding. Friction between nails and beams prevents the nails from sliding out and keeps buildings standing.

When friction affects a moving object, it turns the object’s kinetic Металлическое Соединение energy, or energy of motion, into heat. People welcome the heat caused by friction when rubbing their hands together to stay warm. Frictional heat is not so welcome when it damages machine parts, such as car brakes.


Friction occurs in part because rough surfaces tend to catch on Металлическое Соединение one another as they slide past each other. Even surfaces that are apparently smooth can be rough at the microscopic level. They have many ridges and grooves. The ridges of each surface can get stuck in the grooves of the other, effectively creating a type of mechanical Металлическое Соединение bond, or glue, between the surfaces.

Two surfaces in contact also tend to attract one another at the molecular level, forming chemical bonds. These bonds can prevent an object from moving, even when it is pushed. If an object is in motion, these bonds form and release. Making and breaking Металлическое Соединение the bonds takes energy away from the motion of the object.

Scientists do not yet fully understand the details of how friction works, but through experiments they have found a way to describe frictional forces in a wide variety of situations. The force of friction between an object and a surface Металлическое Соединение is equal to a constant number times the force the object exerts directly on the surface. The constant number is called the coefficient of friction for the two materials and is abbreviated µ. The force the object exerts directly on the surface is called the normal force and is abbreviated Металлическое Соединение N. Friction depends on this force because increasing the amount of force increases the amount of contact that the object has with the surface at the microscopic level. The force of friction between an object and a surface can be calculated from the following formula:

F = µ × N

In this equation Металлическое Соединение, F is the force of friction, µ is the coefficient of friction between the object and the surface, and N is the normal force.

Scientists have measured the coefficient of friction for many combinations of materials. Coefficients of friction depend on whether the objects are initially moving or stationary and Металлическое Соединение on the types of material involved. The coefficient of friction for rubber sliding on concrete is 0.8 (relatively high), while the coefficient for Teflon sliding on steel is 0.04 (relatively low).

The normal force is the force the object exerts perpendicular to the surface. In the case of a level surface Металлическое Соединение, the normal force is equal to the weight of the object. If the surface is inclined, only a fraction of the object’s weight pushes directly into the surface, so the normal force is less than the object’s weight.


Different kinds of motion give rise Металлическое Соединение to different types of friction between objects. Static friction occurs between stationary objects, while sliding friction occurs between objects as they slide against each other. Other types of friction include rolling friction and fluid friction. The coefficient of friction for two materials may differ depending on the type of Металлическое Соединение friction involved.

Static friction prevents an object from moving against a surface. It is the force that keeps a book from sliding off a desk, even when the desk is slightly tilted, and that allows you to pick up an object without the object slipping through your fingers. In Металлическое Соединение order to move something, you must first overcome the force of static friction between the object and the surface on which it is resting. This force depends on the coefficient of static friction (µs) between the object and the surface and the normal force (N) of the Металлическое Соединение object.

A book sliding off a desk or brakes slowing down a wheel are both examples of sliding friction, also called kinetic friction. Sliding friction acts in the direction opposite the direction of motion. It prevents the book or wheel from moving as fast as it would without friction. When Металлическое Соединение sliding friction is acting, another force must be present to keep an object moving. In the case of a book sliding off a desk, this force is gravity. The force of kinetic friction depends on the coefficient of kinetic friction between the object and the surface on which it is moving Металлическое Соединение (µk) and the normal force (N) of the object. For any pair of objects, the coefficient of kinetic friction is usually less than the coefficient of static friction. This means that it takes more force to start a book sliding than it does to keep the Металлическое Соединение book sliding.

Rolling friction hinders the motion of an object rolling along a surface. Rolling friction slows down a ball rolling on a basketball court or softball field, and it slows down the motion of a tire rolling along the ground. Another force must be present to keep an object rolling. For Металлическое Соединение example, a pedaling bicyclist provides the force necessary to the keep a bike in motion. Rolling friction depends on the coefficient of rolling friction between the two materials (µr) and the normal force (N) of the object. The coefficient of rolling friction is usually about t that of sliding Металлическое Соединение friction. Wheels and other round objects will roll along the ground much more easily than they will slide along it.

Objects moving through a fluid experience fluid friction, or drag. Drag acts between the object and the fluid and hinders the motion of the object. The force Металлическое Соединение of drag depends upon the object’s shape, material, and speed, as well as the fluid’s viscosity. Viscosity is a measure of a fluid’s resistance to flow. It results from the friction that occurs between the fluid’s molecules, and it differs depending on the type of Металлическое Соединение fluid. Drag slows down airplanes flying through the air and fish swimming through water. An airplane’s engines help it overcome drag and travel forward, while a fish uses its muscles to overcome drag and swim. Calculating the force of drag is much more complicated than calculating other Металлическое Соединение types of friction.


Friction helps people convert one form of motion into another. For example, when people walk, friction allows them to convert a push backward along the ground into forward motion. Similarly, when car or bicycle tires push backward along the ground, friction with the ground makes the tires Металлическое Соединение roll forward. Friction allows us to push and slide objects along the ground without our shoes slipping along the ground in the opposite direction.

While friction allows us to convert one form of motion to another, it also converts some energy into heat, noise, and wear and Металлическое Соединение tear on material. Losing energy to these effects often reduces the efficiency of a machine. For example, a cyclist uses friction between shoes and pedals, the chain and gears, and the bicycle’s tires and the road to make the bicycle move forward. At the same time, friction Металлическое Соединение between the chain and gears, between the tires and the road, and between the cyclist and the air all resist the cyclist’s motion. As the cyclist pedals, friction converts some of the cyclist’s energy into heat, noise, and wear and tear on the bicycle. This energy loss reduces the efficiency Металлическое Соединение of the bicycle. In automobiles and airplanes, friction converts some of the energy in the fuel into heat, noise, and wear and tear on the engine’s parts. Excess frictional heat can damage an engine and braking system. The wearing away of material in engines makes it necessary Металлическое Соединение to periodically replace some parts.

Sometimes the heat that friction produces is useful. When a person strikes a match against a rough surface, friction produces a large amount of heat on the head of the match and triggers the chemical process of burning. Static friction, which prevents motion Металлическое Соединение, does not create heat.


Reducing the amount of friction in a machine increases the machine’s efficiency. Less friction means less energy lost to heat, noise, and wearing down of material. People normally use two methods to reduce friction. The first method involves reducing the roughness of the surfaces in Металлическое Соединение contact. For example, sanding two pieces of wood lessens the amount of friction that occurs between them when they slide against one another. Teflon creates very little friction because it is so smooth.

Applying a lubricant to a surface can also reduce friction. Common examples of lubricants Металлическое Соединение are oil and grease. They reduce friction by minimizing the contact between rough surfaces. The lubricant’s particles slide easily against each other and cause far less friction than would occur between the surfaces. Lubricants such as machine oil reduce the amount of energy lost to frictional heating and Металлическое Соединение reduce the wear damage to the machine surfaces caused by friction.

Наука и техника Материалов


Наука и техника Материалов, исследование материалов, неметаллических так же как железных, и как они могут быть адаптированы и сделаны, чтоб встретить{выполнить} потребности современной технологии. Используя лабораторные способы и инструменты исследования физики, химии, и Металлическое Соединение металлургии, ученые находят новые методы использовать пластмассы, керамику, и другие неметаллы в заявлениях{применениях}, до этого сохраненных для металлов.

II Недавнешние Действия

Резвое развитие полупроводников (см. Полупроводник) для индустрии электроники, начинающейся сначала 1960-ых, отдало науке материалов ее 1-ый главный стимул. Найдя, что неметаллические материалы, типа кремния были бы изготовлены провести электричество методами Металлическое Соединение, которыми не могли металлы, ученые и инженеры изобрели методы вылепить тыщи крохотных интегральных схем (см. Печатную плату) на небольшом чипе кремния. Это тогда позволяло миниатюризировать составляющие электрических устройств, типа компов.

В конце 1980-ых, исследованию науки материалов давали возобновленный акцент с открытием керамики, которые демонстрируют сверхпроводимость в более больших температурах Металлическое Соединение, чем металлы. Если температура, в какой эти новые материалы становятся суперпроводящими, может быть поднята довольно высоко, новые заявления{применения}, включая поднимающиеся поезда и сверхбыстрые компы, являются вероятными.

Хотя последние действия в науке материалов имели тенденцию концентрироваться на электронных свойствах, механические характеристики имеют также главный, продолжая значимость. Для авиационной Металлическое Соединение индустрии, к примеру, ученые развились, и испытание инженеров, неметаллические сложные материалы, которые легче, более сильны, и легче сделать, чем алюминий и другие металлы в текущее время имели обыкновение сформировывать внешнюю кожу самолета.


Инженеры должны знать, как твердые материалы отвечают на наружные силы, типа напряженности, сжатия, скрученности Металлическое Соединение, извива, и стрижки{сдвига}. Твердые материалы отвечают на эти силы упругой деформацией (другими словами, материал ворачивается к его оригинальному{первоначальному} размеру и форме, когда наружняя сила снята{поднята}), неизменная деформация, либо перелом. Зависимые временем эффекты наружных сил - ползают и вялость, которые определены ниже.

Напряженность - сила натяжения, которая действует в Металлическое Соединение одном руководстве{направлении}; пример - сила в кабеле, держа{проводя} вес. Под напряженностью, материал обычно простирается, ворачиваясь к его оригинальной{первоначальной} длине, если сила не превосходит гибкий предел материала (см. Упругость). Под большенными напряженными отношениями, материал не ворачивается стопроцентно к его оригинальному{первоначальному} условию{состоянию}, и под еще большенными силами Металлическое Соединение вещественные разрывы.

Сжатие - уменьшение в объеме{томе}, который следует из заявления{применения} давления. Когда материал подвергнут извиву, стрижке, либо относящийся к скручиванию (скручивание), сила, и растяжимые и сжимающие силы сразу работает. Когда пруток согнут, к примеру, одна сторона этого протянута и предана напряженной силе, и другая сторона Металлическое Соединение сжата.

Ползайте - медлительно развитие, неизменная деформация, которая следует из устойчивой силы, действующей на материал. Материалы, подвергнутые высочайшим температурам в особенности восприимчивы к этой деформации. Постепенное ослабление болтов, ослабевающие из кабелей длинноватого промежутка, и деформации компонент машин{механизмов} и движков - все важные примеры, ползают. В почти всех случаях останавливается неспешная Металлическое Соединение деформация, так как сила, вызывающая ползание устранена деформацией конкретно. Ползайте расширенные{продленные} за длительное время, в конечном счете приводит к разрыву материала.

Вялость может быть определена как прогрессивный перелом. Это происходит{встречается}, когда механическая часть предана повторному либо повторяющемуся напряжению, типа вибрации. Даже когда наибольшее напряжение никогда не превосходит Металлическое Соединение гибкий предел, отказ{неудача} материала может произойти{встретиться} даже после недлинного времени. С маленьким количеством металлов, типа сплавов титана, вялости реально избежать, держа циклическую силу ниже определенного уровня. Никакая деформация не явна в течение вялости, но мелкие ограниченные трещинкы развиваются и плодятся через материал, пока остающаяся поперечная частная{секционная} область Металлическое Соединение не может поддержать наибольшее напряжение повторяющейся силы. Познание растяжимого напряжения, упругих пределов, и сопротивления материалов, чтоб ползать и изнурять имеет основное{элементарное} значение в разработке. См. также Металлы.



Металлы, группа хим частей, которые демонстрируют все либо большая часть последующих физических свойств: они тверды в обыденных температурах; непрозрачный, не считая Металлическое Соединение в очень тонких фильмах; отличные электронные и термические проводники (см. Проводника, Электронного); блестящий когда полируется; и имейте прозрачную структуру когда в жестком теле. Металлы и неметаллы разделены в повторяющейся таблице диагональной линией частей. Элементы влево от этой диагонали - металлы, и элементы вправо - неметаллы. Элементы, которые составляют этот диагональный бор, кремний Металлическое Соединение, германий, мышьяк, сурьму, теллур, polonium, и astatine-иметь и железные и неметаллические характеристики. Общие{обычные} железные элементы включают последующее: алюминий, барий, бериллий, висмут, кадмий, кальций, церий, хром, кобальт, медь, золото, иридий, железо, лидерство, литий, магний, марганец, ртуть, молибден, никель, осмий, палладий, платина, калий, радий, розовое дерево Металлическое Соединение{родий}, серебро, натрий, тантал, таллий, торий, олово, титан, вольфрам, уран, ванадий, и цинк. Железные элементы могут слиться вместе и с определенным другие элементы, либо как составы, как решения, либо как близкие консистенции. Вещество{сущность}, составленное из 2-ух либо больше металлов, либо вещества{сущности}, составленного из железных и определенных неметаллов, типа углерода Металлическое Соединение именуют сплавами. Сплавы ртути с другими металлическими элементами известны как консистенции.

В границах общих пределов определения металла, характеристики металлов меняются обширно. Большая часть металлов является серым в цвете, но висмут является розоватым, медный красно, и золото желто. Мало металлов демонстрируют больше чем один цвет, явление, названное{вызванное} pleochroism. Точки Металлическое Соединение плавления металлов размещаются примерно от-39 ° C (приблизительно-38 ° F) для ртути к 3410 ° C (6170 ° F) для вольфрама. Осмий и иридий (удельная масса 22.6) - самые плотные металлы, и литий (удельная масса 0.53) менее плотен. Большая часть металлов кристаллизовало в кубической системе, но некие кристаллизовали в шестиугольных и четырёхугольных системах (см. Кристалл). Висмут имеет Металлическое Соединение самую низкую электронную проводимость железных частей, и серебра самое высочайшее в обыденных температурах. (Для проводимости в низких температурах, см. Криогенику; Сверхпроводимость.) Проводимость большинства металлов может быть понижена, сплавляя. Все металлы расширяются когда нагрето и договор когда охлаждено, но определенные сплавы, типа платиновых и иридиевых сплавов, имеют очень низкие коэффициенты расширения.

II Металлическое Соединение ФИЗИЧЕСКИЕ Характеристики

Металлы являются вообщем очень сильными и стойкими к различным{другим} типам усилий. Хотя есть существенное изменение{разновидность} от 1-го металла до последующего, в общих металлах отмечены такими качествами как твердость, сопротивление поверхностной деформации либо трению; предел прочности, сопротивление поломке; упругость, способность ворачиваться к оригинальной{первоначальной} форме после Металлическое Соединение деформации; податливость, способность, которая будет сформирована, стуча; сопротивление вялости, способность сопротивляться повторенным усилиям; и податливость, способность подвергнуться деформации без ломки{нарушения}. См. Науку и технику Материалов.

III Хим Характеристики

Ряд Реактивности

Химики могут перечислить{внести в список} металлы согласно тому, как стремительно они подвергаются хим реакциям, типа горения{сжигания} либо разложения Металлическое Соединение на составляющие в кислотах. Итог именуют рядом реактивности. Металл наверху ряда вообщем реагирует более энергично чем те, которые являются ниже этого в ряду, и поболее реактивный металл может взять их место (либо переместить{заместить} их) в разных составах либо в решении. В неких реакциях, но, типа реакций сокращения, на Металлическое Соединение сто процентов изменен заказ{порядок} реактивности.

Металлы приемлимо имеют положительные валентности в большинстве их составов, что значит, что они имеют тенденцию жертвовать электроны атомам, к которым они подписывают обязательства. Не считая того, металлы имеют тенденцию сформировывать основные{элементарные} окиси. Обычные неметаллические элементы, типа азота, серы, и хлора, имеют Металлическое Соединение отрицательные валентности в большинстве их значения составов, они имеют тенденцию принимать электроны - и сформировывать кислые окиси (см. Кислоты и Основания; Хим Реакция).

Металлы приемлимо имеют низкие потенциалы ионизации. Это значит, что металлы реагируют просто потерей электронов, чтоб сформировать положительные ионы, либо катионы. Таким макаром, металлы могут сформировать соли (хлориды, сульфиды, и Металлическое Соединение карбонаты, к примеру), служа сокращением агентов (электрические дарители{доноры}).

IV Электрическая СТРУКТУРА

В ранешних попытках разъяснять электрические конфигурации металлов, ученые процитировали особенности{характеристики} высочайшей термический и электронной проводимости в поддержку теории, что металлы состоят из ионизированных атомов, в каких свободные электроны сформировывают гомогенное море отрицательного обвинения{нагрузки}. Электростатическая Металлическое Соединение привлекательность меж положительными металлическими ионами и свободно перемещающим и гомогенным морем электронов, как задумывались, была ответственной за облигации{оковы} меж металлическими атомами. Свободное движение электронов было тогда проведено{поддержано}, чтоб быть ответственным за высочайшие термические и электронные проводимости. Основное возражение на эту теорию состояло в том, что металлы Металлическое Соединение должны тогда иметь более высочайшие определенные высочайшие температуры, чем они.

Железное Соединение

Серебро, обычный металл, состоит из регулярного{правильного} огромного количества серебряных атомов, которые каждый утратили электрон, чтоб сформировать серебряный ион. Отрицательные электроны распределяют себя везде по всей части металла и сформировывают ненаправленные облигации{оковы} меж положительными серебряными ионами. Эта договоренность, популярная Металлическое Соединение как железное соединение, составляет{объясняет} соответствующие характеристики металлов: они - отличные электронные проводники, так как электроны свободны переместиться от 1-го места до другого, и они покорливы (как показано тут), так как положительные ионы скрепляются ненаправленными силами.

В 1928 германский физик Арнольд Соммерфелд предложил, чтоб электроны в металлах существовали в квантовавшей договоренности, в Металлическое Соединение какой практически на сто процентов заняты низкие уровни энергии, доступные для электронов (см. Атом; Квантовая Теория). В том же самом году швейцарский-американский физик Феликс Блок и позднее французский физик Луи Брайллоуин использовал эту идею относительно квантизации в в текущее время принимаемой теории "полосы{оркестра}" соединения в железных жестких Металлическое Соединение частичках.

Согласно теории полосы{оркестра}, хоть какой данный железный атом имеет только ограниченное число{номер} электронов валентности, чтоб подписать обязательства ко всем ее самым близким соседям. Пространное разделение электронов посреди личных атомов потому требуется. Это разделение электронов достигнуто через наложение эквивалентной энергии атомный orbitals на железных атомах Металлическое Соединение, которые являются немедля смежными с друг другом. Это наложение делокализовано везде по всему железному эталону, чтоб сформировать необъятные orbitals, которые обхватывают все тело заместо того, чтоб быть частью личных атомов. Любая эта ересь orbitals в различных{других} энергиях, так как атомный orbitals, из которого они были построены, был в Металлическое Соединение различных{других} энергиях для начала. orbitals, равный в числе{номере} к числу{номеру} личных атомных orbitals, которые были объединены, каждый держит{проводит} два электрона, и переполнен, чтоб от самого низкого до самой высочайшей энергии, пока число{номер} доступных электронов не было израсходовано. Группы электронов, как тогда молвят, проживают в полосах{оркестрах Металлическое Соединение}, которые являются собраниями orbitals. Любая полоса{оркестр} имеет спектр ценностей энергии, которыми электроны должны владеть, чтоб быть частью той полосы{оркестра}; в маленьком количестве металлов, есть энерго кризисы меж полосами{оркестрами}, означая, что есть определенные энергии, которыми электроны не могут владеть. Самая высочайшая полоса{оркестр} энергии в металле Металлическое Соединение не переполнена электронами, так как металлы типично владеют очень немногими электронами, чтоб заполнить это. Высочайшие термические электронные проводимости металлов тогда объясняются понятием, что электроны могут быть продвинуты поглощением термический энергии в эти незаполненные уровни энергии полосы{оркестра}.



Трение, сила, которая выступает против движения объекта{цели}, когда объект Металлическое Соединение{цель} находится в контакте с другим объектом{целью} либо поверхностью. Трение следует из 2-ух поверхностей, трущихся друг против друга либо перемещающихся относительно друг дружку. Это может препятствовать движению объекта{цели} либо препятствовать объекту{цели} переместиться вообщем. Сила фрикционной силы находится в зависимости от природы{характера} поверхностей, которые находятся в контакте и силе Металлическое Соединение, выдвигая{подталкивая} их вкупе. Эта сила обычно связывается с весом объекта{цели} либо объектов{целей}. В случаях, вовлекающих жидкое трение, сила находится в зависимости от формы и скорости объекта{цели}, так как это перемещается через воздух, воду, либо другую жидкость.

Трение происходит{встречается} до некой степени во многих Металлическое Соединение ситуациях, вовлекающих физические объекты{цели}. В почти всех случаях, типа в бегущем{работающем} авто движке, это препятствует процессу. К примеру, трение меж перемещающимися частями мотора сопротивляется движению мотора и превращает энергию в высшую температуру, уменьшая{сокращая} эффективность мотора. Трение также мешает двигать тяжкий объект{цель}, типа рефрижератора{холодильника} либо Металлическое Соединение книжного шкафа, по основанию{земле}. В других случаях, трение полезно. Трение меж башмаками людей и основанием{землей} позволяет людям идти, отодвигая основание{землю} без скольжения. На гладкой{ловкой} поверхности, типа льда, башмаки скользят и понижение{слайд} заместо того, чтоб держать из-за нехватки трения, делая ходьбу сложного. Трение позволяет авто Металлическое Соединение шинам держать и катиться по дороге без скольжения. Трение меж гвоздями{ногтями} и лучами{балками} препятствует гвоздям{ногтям} выскользнуть и держит положение построек.

Когда трение затрагивает перемещающийся объект{цель}, это поворачивает кинетическую энергию объекта{цели}, либо энергию движения, в высшую температуру. Люди приветствуют высшую температуру, вызванную трением, при Металлическое Соединение протирке их рук совместно, чтоб остаться теплыми. Фрикционная высочайшая температура не так долгожданна, когда это повреждает части машины{механизма}, типа авто тормозов.

Предпосылки ТРЕНИЯ

Трение происходит{встречается} отчасти, так как грубые поверхности имеют тенденцию завоевывать популярность друг друг, так как они скользят друг мимо друга. Даже поверхности, которые Металлическое Соединение являются разумеется гладкими, могут быть грубыми на микроскопичном уровне. Они имеют много горных хребтов и ложбинок. Горные хребты каждой поверхности могут застрять в ложбинках другого, эффективно{фактически} создавая тип механического обязательства{облигации}, либо клея, меж поверхностями.

Две поверхности в контакте также имеют тенденцию завлекать друг дружку на молекулярном уровне Металлическое Соединение, формируя хим облигации{оковы}. Эти облигации{оковы} могут препятствовать объекту{цели} переместиться, даже когда это выдвинуто. Если объект{цель} находится в движении, этой форме облигаций{оков} и выпуске. Создание и ломка{нарушение} облигаций{оков} убирают энергию из движения объекта{цели}.

Ученые вполне еще не понимают детали того, как трение работает, но Металлическое Соединение через опыты они отыскали метод обрисовать фрикционные силы в широком многообразии ситуаций. Сила трения меж объектом{целью} и поверхностью равна постоянным{неизменным} временам числа{номера} сила, которую объект{цель} проявляет конкретно на поверхности. Постоянное{неизменное} число{номер} именуют коэффициентом трения для этих 2-ух материалов и сокращен µ. Силу, которую объект Металлическое Соединение{цель} проявляет конкретно на поверхности, именуют обычной силой и сокращен N. Трение находится в зависимости от этой силы, так как повышение количества силы наращивает количество контакта, который объект{цель} имеет с поверхностью на микроскопичном уровне. Сила трения меж объектом{целью} и поверхностью может быть вычислена от последующей формулы:

F = µ Ч Металлическое Соединение N

В этом уравнении, F - сила трения, µ - коэффициент трения меж объектом{целью} и поверхностью, и N - обычная сила.

Ученые измерили коэффициент трения для многих композиций материалов. Коэффициенты трения зависят, передвигаются ли объекты{цели} сначало либо неизменные и на типах вовлеченного материала. Коэффициент трения для резинового скольжения на бетоне - 0.8 (относительно Металлическое Соединение высоко), в то время как коэффициент для Тефлона, скользящего на стали - 0.04 (относительно низковато).

Обычная сила - сила, объект{цель} проявляет перпендикуляр к поверхности. В случае поверхности уровня, обычная сила равна весу объекта{цели}. Если поверхность склонна, только фракция{доля} толчков веса объекта{цели} конкретно в поверхность, таким макаром обычная Металлическое Соединение сила - меньше чем вес объекта{цели}.


Различные{Другие} виды движения дают начало различным{другим} типам трения меж объектами{целями}. Статическое трение происходит{встречается} меж неизменными объектами{целями}, в то время как скольжение трения происходит{встречается} меж объектами{целями}, так как они скользят друг против друга. Другие типы трения включают катящееся Металлическое Соединение трение и жидкое трение. Коэффициент трения для 2-ух материалов может отличаться зависимо от типа вовлеченного трения.

Статическое трение препятствует объекту{цели} переместиться против поверхности. Это - сила, которая препятствует книжке скользить от стола, даже когда стол незначительно наклонен, и это позволяет Вам собирать объект{цель} без объекта{цели Металлическое Соединение}, скользящего через ваши пальцы. Чтоб перемещать кое-что, Вы должны поначалу преодолеть силу статического трения меж объектом{целью} и поверхностью, на которой это отдыхает. Эта сила находится в зависимости от коэффициента статического трения (µs) меж объектом{целью} и поверхностью и обычной силой (N) объекта{цели}.

Книжка, скользящая от Металлическое Соединение стола либо тормозов, замедляющих колесо - оба примеры скользящего трения, также нареченного кинетическим трением. Скольжение трения действует в руководстве{направлении} напротив руководства{направления} движения. Это препятствует книжке либо колесу передвигаться с таковой скоростью, как это без трения. Двигая трение действует, другая сила должна находиться, чтоб держать перемещение объекта{цели}. В случае книжки Металлическое Соединение, скользящей от стола, эта сила - серьезность. Сила кинетического трения находится в зависимости от коэффициента кинетического трения меж объектом{целью} и поверхностью, в которую это перемещается (µk) и обычная сила (N) объекта{цели}. Для хоть какой пары объектов{целей}, коэффициент кинетического трения - обычно меньше чем коэффициент статического трения. Это значит Металлическое Соединение, что требуется больше силы, чтоб начать книжку, скользящую, чем это делает, чтоб держать книжное скольжение.

Вращение трения препятствует движению объекта{цели}, катящегося по поверхности. Вращение трения замедляет шар{мяч}, катящийся на суде баскетбола либо области{поле} софтбола, и это замедляет движение шины, катящейся по основанию{земле}. Другая сила должна находиться Металлическое Соединение, чтоб держать вращение объекта{цели}. К примеру, ездивший на велике велосипедист обеспечивает силу, нужную для держания велика в движении. Вращение трения находится в зависимости от коэффициента катящегося трения меж этими 2-мя материалами (µr) и обычной силой (N) объекта{цели}. Коэффициент катящегося трения - обычно о t то Металлическое Соединение из скользящего трения. Колеса и другие круглые объекты{цели} будут катиться по основанию{земле} намного более просто, чем они будут скользить по этому.

Объекты{Цели}, перемещающиеся через жидкое трение воды опыта, либо тянутся. Тяните деяния меж объектом{целью} и жидкостью и препятствует движению объекта{цели}. Сила тянется, находится в зависимости от Металлическое Соединение формы объекта{цели}, материала, и скорости, так же как вязкости воды. Вязкость - мера сопротивления воды, чтоб течь. Это следует из трения, которое происходит{встречается} меж молекулами воды, и это отличается зависимо от типа воды. Тянитесь замедляет самолеты, парящие через воздух и рыбу, плавающую через воду. Движки самолета помогают, это Металлическое Соединение, чтоб преодолеть тянется и путешествие вперед, в то время как рыба употребляет ее мышцы, чтоб преодолеть, тянутся и плавают. Вычисление силы тянется, намного более сложным чем вычисление других типов трения.


Трение помогает людям преобразовывать одну форму движения в другой. К примеру, когда люди идут, трение позволяет им преобразовывать толчок Металлическое Соединение вспять по основанию{земле} в передовое движение. Точно так же, когда автомобиль либо шины велика выдвигают{подталкивают} вспять по основанию{земле}, трение с основанием{землей} делает рулон{ведомость} шин вперед. Трение позволяет нам выдвигать{подталкивать} и двигать объекты{цели} по основанию{земле} без наших башмак, скользящих по Металлическое Соединение основанию{земле} в обратном руководстве{направлении}.

В то время как трение позволяет нам преобразовывать одну форму движения к другому, это также преобразовывает малость энергии в высшую температуру, шум, и износ на материале. Безвыигрышная энергия к этим эффектам нередко уменьшает{сокращает} эффективность машины{механизма}. К примеру, велосипедист употребляет трение Металлическое Соединение меж башмаками и педалями, цепью и механизмами{передачами}, и шинами велика и дорогой, чтоб вынудить велик продвинуться. В то же самое время, трение меж цепью и механизмами{передачами}, меж шинами и дорогой, и меж велосипедистом и воздухом все сопротивляются движению велосипедиста. Как педали велосипедиста, трение преобразовывает часть энергии велосипедиста в высшую температуру Металлическое Соединение, шум, и износ на велике. Эта энергопотеря уменьшает{сокращает} эффективность велика. В автомобилях и самолетах, трение преобразовывает часть энергии в горючем в высшую температуру, шум, и износ на частях мотора. Лишняя фрикционная высочайшая температура может разрушить движок и тормозную систему. Стирание материала в движках принуждает временами подменять некие Металлическое Соединение части.

Время от времени высочайшая температура, которую трение производит, полезна. Когда человек чиркает спичкой против грубой поверхности, трение производит огромное количество высочайшей температуры на голове состязания{спички} и вызывает хим процесс горения{сжигания}. Статическое трение, которое предутверждает движение, не делает высшую температуру.


Сокращение количества трения в машине Металлическое Соединение{механизме} наращивает эффективность машины{механизма}. Меньше трения значит меньше энергии, потерянной, чтоб нагреться, шум, и стирание материала. Люди обычно употребляют два способа, чтоб уменьшить{сократить} трение. 1-ый способ вовлекает сокращение грубости поверхностей в контакте. К примеру, посыпание песком, две части леса{древесины} уменьшают количество трения, которое происходит{встречается} меж Металлическое Соединение ними, когда они скользят против друг дружку. Тефлон делает очень маленькое трение, так как это так гладко.

Применение{Обращение} смазки к поверхности может также уменьшить{сократить} трение. Общие{обычные} примеры смазок - нефть{масло} и жир. Они уменьшают{сокращают} трение, минимизируя контакт меж грубыми поверхностями. Понижение{слайд} частиц смазки просто Металлическое Соединение друг против друга и предпосылки еще меньше трения чем произошло{встретилось} бы меж поверхностями. Смазки, типа нефти{масла} машины{механизма} уменьшают{сокращают} количество энергии, потерянной к фрикционному нагреванию и уменьшают{сокращают} повреждение{ущерб} изнашивания поверхностям машины{механизма}, вызванным трением.