Всем привет, с Вами как всегда Ольга, возможно Вам будет необходима информация для хранения продуктов и различных вещей и расскажу Вам о Сжатие при нагревании: почему такое возможно. Может быть какие-то детали могут отличаться, как это было именно с Вами. Внимание, всегда читайте инструкции тех вещей, что покупаете для уборки в доме или химии, которая помогает их хранить. Отвечаю на самые простые вопросы. Пишите свои вопросы/пожелания и секреты в комменты, совместными усилиями улучшим и дополним качество предоставляемого материала.
Большинство материалов расширяются при нагревании, но существуют несколько уникальных веществ, которые ведут.
Большинство материалов расширяются при нагревании, но существуют несколько уникальных веществ, которые ведут себя по-другому. Инженеры Калифорнийского технологического института впервые выяснили, каким образом один из этих любопытных материалов, трифторид скандия (ScF3), сжимается при нагревании.
Это открытие приведет к более глубокому пониманию поведения всех видов веществ, а также позволит создавать новые материалы с уникальными свойствами. Материалы, которые не расширяются при нагревании, — не просто научная диковинка. Они полезны в самых разных сферах, например, в высокоточных механизмах вроде часов, которые должны сохранять высокую точность хода даже при колебаниях температуры.
Когда нагревают твердые материалы, большая часть тепла уходит на колебания атомов. В обычных материалах эти колебания «раздвигают» атомы, в результате чего материал расширяется. Однако некоторые вещества имеют уникальные кристаллические структуры, которые заставляют их сокращаться при нагревании. Это свойство называется отрицательным тепловым расширением. К сожалению, эти кристаллические структуры очень сложны, и ученые до сих пор были не в состоянии увидеть, каким образом колебания атомов приводят к сокращению размеров материала.
Ситуация изменилась благодаря открытию в 2010 году отрицательного теплового расширения у ScF3, порошкообразного вещества с относительно простой кристаллической структурой. Чтобы выяснить, как его атомы вибрируют под воздействием высокой температуры, американские ученые использовали компьютер для моделирования поведения каждого атома. Также свойства материала изучались в нейтронной лаборатории комплекса ORNL в штате Теннеси.
Результаты исследования впервые дали четкую картину того, как сжимается материал. Для того чтобы понять этот процесс, нужно представить атомы скандия и фтора шарами, соединенными друг с другом пружинами. Более легкий атом фтора связан с двумя более тяжелыми атомами скандия. При повышении температуры все атомы начинают раскачиваться в нескольких направлениях, но из-за линейного расположения атома фтора и двух атомов скандия первый больше вибрирует в направлениях, перпендикулярных пружинам. С каждым колебанием фтор притягивает атомы скандия друг к другу. Поскольку это происходит по всему материалу, он сокращается в размерах.
Наибольшее удивление вызвал тот факт, что при сильных колебаниях энергия атома фтора пропорциональна четвертой степени перемещения (колебание четвертой степени или биквадратное колебание). При этом для большинства материалов характерны гармонические (квадратичные) колебания, такие как возвратно-поступательное движение пружин и маятников.
По заявлению авторов открытия, практически чистый квантовый оссцилятор четвертой степени никогда до этого не был зафиксирован в кристаллах. Это означает, что изучение ScF3 в перспективе позволит создать материалы с уникальными тепловыми свойствами.
Когда нагревают твердые материалы, большая часть тепла уходит на колебания атомов. В обычных материалах эти колебания «раздвигают» атомы, в результате чего материал расширяется. Однако некоторые вещества имеют уникальные кристаллические структуры, которые заставляют их сокращаться при нагревании. Это свойство называется отрицательным тепловым расширением. К сожалению, эти кристаллические структуры очень сложны, и ученые до сих пор были не в состоянии увидеть, каким образом колебания атомов приводят к сокращению размеров материала.
Левый столбец — компьютерные модели «звездчатого» материала, справа — фотографии экспериментальных образцов
Qiming Wang et al. / PRL, 2016
Физики из США и Сингапура напечатали на 3D-принтере каркас звездчатого многогранника, способного уменьшать свой объем при нагревании. При этом пластик, из которого был напечатан материал, вел себя как большинство известных веществ — расширялся. Ученые надеются, что исследования подобных сложных конструкций помогут в будущем создать материал, не меняющий своего объема при нагревании. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.
Большинство известных материалов, за редкими исключениями, при нагревании увеличивают свой объем — это касается стали и других металлов, асфальтобетона, различных полупроводников. Такое поведение связано с тем, что с ростом температуры молекулы в кристаллической решетке начинают интенсивнее колебаться, занимая больше места в пространстве. В результате увеличивается и объем, занимаемый материалом.
Тепловое расширение нередко осложняет создание различных объектов. Механическое напряжение, возникающее при нагреве рельсов, дорожного покрытия или даже кремниевых подложек для микроэлектроники, может привести к образованию трещин или сильно деформировать объекты.
В некоторых материалах может наблюдаться обратное явление — уменьшение объема с ростом температуры. Самый известный пример такого поведения — вода при температурах от 0 до +3,98 градуса Цельсия. Как правило, отрицательные коэффициенты теплового расширения существуют в узких диапазонах температур.
Результаты эксперимента по нагреву «звездчатого» материала. Справа — изменение объема в зависимости от температуры. Слева — компьютерная модель материала и его поведение при нагреве.
Qiming Wang et al. / PRL, 2016
В новой работе физики создали трехмерный материал, способный к сжатию при увеличении температуры в большом интервале — от 100 до 250 градусов Цельсия. Он состоит из звездчатых многогранников, скрепленных в трехмерную решетку. Выбор таких многогранников обосновали ранее теоретики. Согласно моделированию, за счет полостей в материале можно обеспечить его сжатие тогда, когда отдельные его элементы растягиваются.
Для ребер многогранников авторы выбрали два материала с сильно отличающимися коэффициентами теплового растяжения. В их основе лежал один и тот же полимер, но в один из материалов были добавлены наночастицы меди, сильно уменьшившие его тепловое растяжение. Для сборки звездчатых многогранников ученые использовали методику проекционной микростереолитографической 3D-печати. Она использует ультрафиолетовый проектор для отверждения материала в заданной области.
Эксперимент показал, что сжатие в «звездчатых» материалах начинается примерно при 100 градусах Цельсия. Максимальное уменьшение объема, зафиксированное авторами при 250 градусах Цельсия, составило около одного процента. Эта величина сильно зависела от доли медных наночастиц в материалах ребер, что позволяет подбирать свойства в широких пределах. Для сравнения, в случае железа такой же рост температуры обеспечил бы увеличение объема на полпроцента.
Отрицательный коэффициент теплового расширения может быть вызван различными причинами. К примеру, в случае кварца или вольфрамата циркония за поведение ответственны необычные колебания кристаллической решетки — последний материал непрерывно сжимается в диапазоне температур от 0,3 до 1050 кельвинов. Некоторые полимеры способны сжиматься при небольшом повышении температур — это связано с тем, что их молекулы при нагреве получают больше «свободы» движения и из растянутого состояния сворачиваются в клубки. В случае трифторида скандия, о котором мы писали ранее, всему виной оказалась «нерешительность» материала совершить фазовый переход.
Эксперимент показал, что сжатие в «звездчатых» материалах начинается примерно при 100 градусах Цельсия. Максимальное уменьшение объема, зафиксированное авторами при 250 градусах Цельсия, составило около одного процента. Эта величина сильно зависела от доли медных наночастиц в материалах ребер, что позволяет подбирать свойства в широких пределах. Для сравнения, в случае железа такой же рост температуры обеспечил бы увеличение объема на полпроцента.
Плюсы и минусы пластика
Пластик является дешевым и легким материалом. Из него производят большое разнообразие контейнеров и ёмкостей. В качестве сырья для их изготовления используют полиэтилентерефталат. Его могут применять производители тары вторично. Он считается безопасным для здоровья.
Пластиковые бутылки используются для лимонадов, соков и воды. Однако важно помнить:
- использовать тару из-под сока или воды повторно нельзя. В такую бутылку не следует наливать теплые и горячие напитки. Стенки поверхности пластика при нагревании начинают выделять вредные вещества;
- нельзя длительно хранить воду в пластиковых бутылках и бутылях. Качество жидкости ухудшается.
Для изготовления пластиковых упаковок иногда используют другой вид пластмассы — поливинилхлорид. Последние исследования показали, что подобный вид содержит вредный канцероген. Он может проникать в продукты. При утилизации данный материал выделяет опасные ядовитые вещества — диоксины.
Прежде, чем приобретать удобные контейнеры, стоит знать, что со временем пластиковая тара:
- утрачивает свою первоначальную форму и деформируется;
- может потрескаться;
- приобретает неприятный специфический запах;
- теряет герметичность.
Вы до сих пор размышляете, какие преимущества и недостатки у пластика и стекла? Но, при многолетней эксплуатации большинство контейнеров теряют свои свойства. Поэтому, когда покупаете набор пластиковых ёмкостей, скоро придется его менять на новый комплект.
Многие хозяйки всё же предпочитают хранить продукты в пластиковых ёмкостях. При выборе подобных наборов следует принюхаться к ним. Качественный пластик почти не имеет запаха и аромата. Если контейнер обладает резким запашком, то его лучше оставить на полке магазина. Он указывает на использование низкокачественного сырья при изготовлении изделия.
Приветствую вас, дорогие друзья! Сегодня открываем новую рубрику. Она называется « Храните в банках ». В ней расскажем о способах хранения и консервирования продуктов, при которых необходимо использовать стеклянную посуду. Я думаю, что это будет интересно и актуально. Ведь мы пользуемся разнообразной тарой для хранения пищевых припасов. Первая публикация — «Пластик или стекло: что лучше для хранения продуктов?»
Ведь чаще всего используем пластиковые или стеклянные емкости. Какие у них преимущества и недостатки? Из этих материалов изготавливаются контейнеры, банки и бутылки. Но, от их выбора зависит наше здоровье и сохранность съестных припасов. Итак, храните в банках не только деньги!
Плюсы и минусы стеклянной тары
Несомненно, человечество пока не изобрело лучшего материала для изготовления тары, чем стекло.
Во-первых, безопасно хранить в стеклянных бутылях и бутылках воду. Жидкость не вступает в химическое взаимодействие с инертным материалом. В былые времена для упаковок различных напитков использовалось только стекло.
Во-вторых, бутылки из-под лимонада, кефира и молока сдавались в специальные пункты. Это было экономически выгодно.
Для хранения сыпучих продуктов также следует выбирать стеклянные емкости. Прозрачный контейнер безопасен и удобен. Вы можете приобрести набор стеклянных банок, которые имеют крышки со специальными прижимными механизмами. Подобные контейнеры легко закрываются и открываются. Итак, преимущества стеклянной тары:
- отлично сохраняют аромат специй, кофе и чая;
- при длительной эксплуатации не теряют форму и не деформируются;
- не впитывают неприятных запахов и легко очищаются при мытье от посторонних ароматов;
- устойчивы к загрязнению — материал легко очищается при мытье водой и моющим средством;
- не впитывают запах продуктов.
Крышки современных стеклянных банок для хранения имеют силиконовые прокладки. Безусловно, они обеспечивают герметичность при укупоривании тары. Подобная емкость идеально подходит для многих видов продуктов.
Важно! Каждой домохозяйке необходимо знать, что герметично закрытая банка из стекла не подойдет для хранения сухофруктов. Они могут заплесневеть. Также не стоит брать стеклянные емкости для продуктов, при хранении которых требуется вентиляция воздуха.
Но, некоторым продуктам для хранения требуется не холод, а отсутствие дневного света. Стеклянная банка удобно поместиться на полке кладовки или шкафа. Изящные баночки пригодятся для хранения специй, круп и муки.
Из минусов стоит отметить тот известный факт, что стекло хрупкое и может разбиться. Поэтому выбирайте для своей кухни тару из ударопрочного толстого стекла. Стоят подобные изделия дороже.
Напоследок
Вы до сих пор размышляете? Пластик или стекло: что лучше для хранения продуктов ? Отдайте предпочтение более безопасному для здоровья — стеклу.
- Во-первых, экологический материал прост в уходе.
- Во-вторых, не пропускает вредную влагу.
- В-третьих, не впитывает запахи.
Стеклянные контейнеры идеально подходят для длительного хранения круп. А также, гороха, сахара и других сыпучих продуктов. Современная стеклянная тара выглядит эстетично и привлекательно. Она займет достойное место на вашей кухне. Однако помните, что обращение со стеклянной банкой должно быть всегда аккуратным. Гарантирую: хранить в банках — это удобно, просто и практично! Стоит попробовать!
В заключении, детская песенка «Баночка варенья» в исполнении ансамбля «Кукутики «.
Спасибо вам за внимание, дорогие читатели! Если вы хотите узнать больше интересного о способах хранения и консервирования продуктов, то подписывайтесь на обновление статей в рубрике » Храните в банках «. А еще лучше, присылайте свои советы и делитесь с нами. Не забывайте рекомендовать статьи своим друзьям в социальных сетях!
Многие хозяйки всё же предпочитают хранить продукты в пластиковых ёмкостях. При выборе подобных наборов следует принюхаться к ним. Качественный пластик почти не имеет запаха и аромата. Если контейнер обладает резким запашком, то его лучше оставить на полке магазина. Он указывает на использование низкокачественного сырья при изготовлении изделия.
Тепловое расширение — пластмасса
Тепловое расширение пластмасс и резин при нагревании и У. В табл. приводятся значения коэфф. [1]
Коэффициент теплового расширения пластмасс в 10 раз выше, чем черных металлов, так что в пластмассовой передаче для компенсации этого расширения необходимо увеличение бокового и радиального зазоров. [2]
Поэтому стараются уменьшить коэффициент теплового расширения пластмасс путем введения минеральных наполнителей или подбирают специальные покрытия. Наиболее удачные решения позволяют получить изделия, которые выдерживают попеременное окунание в горячую и холодную воду несколько сот раз без появления дефектов. [4]
Причиной повреждения труб является относительно высокий коэффициент теплового расширения пластмасс , который у большинства термопластиков в 5 раз, а у некоторых даже в 15 раз выше, чем у стали. Стыкуют трубы с помощью фитингов, изготовляемых из тех же пластмассовых материалов, что и трубы, или путем сварки. Срок разрушения труб из пластмассовых материалов изменяется в зависимости от нагрузки. Чем меньше нагрузка, под которой находится труба, тем дольше она может служить. [5]
Причиной повреждения труб является относительно высокий коэффициент теплового расширения пластмасс , который у большинства термопластиков в 5 раз, а у некоторых даже в 15 pas выше, чем у стали. Стыкуют трубы с помощью фитингов, изготовляемых из тех же пластмассовых материалов, что и трубы, или путем сварки. Срок разрушения труб из пластмассовых материалов изменяется в зависимости от нагрузки. Чем меньше нагрузка, под которой находится труба, тем дольше она может служить. [6]
Стойкость металлизированных пластмасс к колебаниям температуры зависит от разности коэффициентов теплового расширения пластмассы и металлического покрытия, от соотношения толщины детали и покрытия, от прочности сцепления и структуры промежуточного слоя, а также от внутренних напряжений в металлическом покрытии. Поэтому коэффициент теплового расширения пластмасс стараются уменьшить путем введения минеральных наполнителей. Наиболее удачные решения позволяют получить изделия, выдерживающие несколько сот попеременных окунаний в горячую и холодную воду без появления дефектов. [7]
При выборе места монтажа арматуры необходимо учитывать усадку прессмате-риала и разность коэффициентов теплового расширения пластмассы и материала арматуры. [8]
На рис. 72, а показан вариант крепления венца посредством выступов в виде ласточкина хвоста с посадкой их в выточки ступицы, в осевом направлении венец фиксируется действием усадки материала, возникающей в процессе формообразования венца, и разности коэффициентов теплового расширения пластмассы и металла. Конструкцию, представленную на рис. 72, б, применяют в тех случаях, когда колесо должно работать при повышенных температурах. В ступице выполняют отверстия, которые при отливке венца заполняются пластмассой; венец фиксируется как в осевом, так и в радиальном направлениях. Конструкция, представленная на рис. 72, б, предназначена для работы при нормальных условиях. По наружному диаметру ступицы выполнены полукольцевые выточки. [9]
На рис. 72, а показан вариант крепления венца посредством выступов в виде ласточкина хвоста с посадкой их в выточки ступицы, в осевом направлении венец фиксируется действием усадки материала, возникающей в процессе формообразования венца, и разности коэффициентов теплового расширения пластмассы и металла. Конструкцию, представленную на рис. 72, б, применяют в тех случаях, когда колесо должно работать при повышенных температурах. В ступице выполняют отверстия, которые при отливке венца заполняются пластмассой; венец фиксируется как в осевом, так и в радиальном направлениях. Конструкция, представленная на рис. 72, в, предназначена для работы при нормальных условиях. По наружному диаметру ступицы выполнены полукольцевые выточки. [10]
Стойкость металлизированных пластмасс к колебаниям температуры зависит от разности коэффициентов теплового расширения пластмассы и металлического покрытия, от соотношения толщины детали и покрытия, от прочности сцепления и структуры промежуточного слоя, а также от внутренних напряжений в металлическом покрытии. Поэтому коэффициент теплового расширения пластмасс стараются уменьшить путем введения минеральных наполнителей. Наиболее удачные решения позволяют получить изделия, выдерживающие несколько сот попеременных окунаний в горячую и холодную воду без появления дефектов. [11]
Боковой зазор между зубьями в зацеплении пластмассовых зубчатых колес, изготовляемых любым способом, должен быть больше, чем для металлических зубчатых колес тех же размеров. Объясняется это большим коэффициентом теплового расширения пластмасс и их большими деформациями. При недостаточном боковом зазоре может произойти заклинивание зубчатой передачи. [13]
Стойкость металлизированных пластмасс к колебаниям температуры зависит от разности коэффициентов линейного теплового расширения пластмассы и металлического покрытия, от соотношения толщин детали и покрытия, от прочности сцепления и структуры промежуточного слоя, а также от внутренних напряжений в покрытии. Поэтому стараются уменьшить коэффициент теплового расширения пластмасс путем введения минеральных наполнителей или подбирают специальные покрытия. Наиболее удачные решения позволяют получить изделия, которые выдерживают попеременное окунание в горячую и холодную воду несколько сот раз без появления дефектов. [15]
Поэтому стараются уменьшить коэффициент теплового расширения пластмасс путем введения минеральных наполнителей или подбирают специальные покрытия. Наиболее удачные решения позволяют получить изделия, которые выдерживают попеременное окунание в горячую и холодную воду несколько сот раз без появления дефектов. [4]
Народ, что-то меня заклинило )
Есть кусок металла, толщина пусть будет 50 мм.
Поо центру есть отверстие 6 мм. Начинаю строительным феном прогревать отверстие. Вокруг отверстия металл уже горячий, по краям еще холодный. Металл расширяется.
Вопрос, как будет изменятся диаметр отверстия ?
Короче, поневоле пришлось эксперимент делать. Подклинивал ГЦС в пробках. Поршень пластиковый у него.
Короче, грею феном, грею (снаружи). И поршень заклинивает. Т.е. отверстие уменьшается в диаметре ! По мере остывания ГЦС, поршень высвобождается !
Отверстие расширится. Лишний металл уйдет в деформацию шайбы «пузом».
Отверстие расширяется в том случае, если нагреть весь материал
А вы пробовали нагреть деталь размером 50 мм с одной стороны до 300 градусов чтоб другая была холодная)))))
То, что ты затеваешь, называется «прессовая посадка».При такой посадке расширение диаметра вала не учитывается, ведётся расчёт диаметра отверстия шкива: на сколько оно должно быть меньше диаметра вала, чтобы создать необходимый натяг. Ни один технолог не даст тебе правильный совет так, как для этого не хватает некоторых данных, таких как: материал шкива (сталь, чугун, алюминий и т. д.), площадь контактных поверхностей, а главное — усилие передаваемое этим прессовым соединением. Набери в поисковике «прессовые посадки» и постарайся сам разобраться — что тебе надо.
Я абсолютно ничего не затеваю. Я просто спросил что спросил: что будет с отверстием при нагреве.
Ну, из ответов выше, ты наверное уже понял, что отверстие расшириться, а то, что я написал, это ответ на вопрос Fndrei-w116, это он затевает насадить шкив на вал и задаёт вопросы.
То, что ты затеваешь, называется «прессовая посадка».При такой посадке расширение диаметра вала не учитывается, ведётся расчёт диаметра отверстия шкива: на сколько оно должно быть меньше диаметра вала, чтобы создать необходимый натяг. Ни один технолог не даст тебе правильный совет так, как для этого не хватает некоторых данных, таких как: материал шкива (сталь, чугун, алюминий и т. д.), площадь контактных поверхностей, а главное — усилие передаваемое этим прессовым соединением. Набери в поисковике «прессовые посадки» и постарайся сам разобраться — что тебе надо.
Это скорее посадка на горячую))) прессовая идёт без нагрева. Есть так же горяче- прессовая)) посадка подбирается не столько по материалу сколько по диаметру и требованиям эксплуатации данного узла. Если уж и гуглить то есть две системы посадок, система вала и система отверстия)
Строительный фен 300 градусов где то. Ну предположим наружка в 50 мм расшириться на 4-7 соток отверстие 1-ну 2-ве сотки максимум. Технологи поправьте если чё. Вроде так. Блин самому на днях это понадобиться Вал на 25 мм надо насадить шкив на 300 мм . На сколько делать натяг? Греть буду 350-400 градусов.
А где Вы видели металл, имеющий такую чёткую границу между нагретым и холодным. Одно из характерных свойств любого металла — теплопроводность.
Ну извините, что полную палитру цветов не нарисовал с полутонами. Ну ведь и ежу понятно что рисунок схематический, а не 1:1 достоверный по температурной шкале.
Ежу однозначно понятно. Непонятки не у него )))
То, что ты затеваешь, называется «прессовая посадка».При такой посадке расширение диаметра вала не учитывается, ведётся расчёт диаметра отверстия шкива: на сколько оно должно быть меньше диаметра вала, чтобы создать необходимый натяг. Ни один технолог не даст тебе правильный совет так, как для этого не хватает некоторых данных, таких как: материал шкива (сталь, чугун, алюминий и т. д.), площадь контактных поверхностей, а главное — усилие передаваемое этим прессовым соединением. Набери в поисковике «прессовые посадки» и постарайся сам разобраться — что тебе надо.
Давайте будем совместно делать уникальный материал еще лучше, и после его прочтения, просим Вас сделать репост в удобную для Вас соц. сеть.