URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Николаев О.С. Железо и атом железа. Сжимаемость. Справочник физических параметров
Id: 27832
 
329 руб.

Железо и атом железа. Сжимаемость. Справочник физических параметров

URSS. 2005. 128 с. Мягкая обложка. ISBN 5-9710-0013-6.
Серия: Relata Refero

 Аннотация

Настоящий справочник физических параметров железа и атома железа состоит из двух частей.

В первой части приведены параметры атома железа, железа и его минимальных монокристаллов. В справочнике собраны как известные данные, так и совершенно новые, всего более 100 параметров.

Вторая часть посвящена более подробному исследованию сжимаемости металлов лития, натрия, рубидия и железа в трeх фазовых состояниях. Определены пределы давлений, в которых справедлив тепловой способ определения сжимаемости. Приведены примеры вычисления сжимаемости атомов названных металлов.

Книга может быть полезна студентам младших курсов вузов, преподавателям курсов общей физики, инженерам-металловедам.


 Оглавление первой части

Введение
Глава 1. Физические параметры изолированного атома железа
 1.1.Геометрические параметры ядра и атома
 1.2.Массы и плотности стабильных изотопов железа
 1.3.Физические параметры водородоподобного атома железа
 1.4.Физические параметры К - оболочки
 1.5.Энергетические параметры атома и ядра атома железа
 1.6.Физические свойства внешней электронной оболочки атома
 1.7.Механические свойства атома железа
Глава 2. Макроскопические свойства железа
 2.1.Кристаллические структуры железа и свойства минимальных монокристаллов (ММК)
 2.2.Плотность железа при разных температурах и в разных состояниях
 2.3.Температурные параметры
 2.4.Энергетические параметры
 2.5.Электрические параметры
 2.6.Механические свойства
  Табличные значения
  Расчетные значения
2.7. Основные параметры критического состояния
Приложения
 1.Термоядерные реакции ведущие к образованию ядер железа
 2.Прочность изолированного атома железа
 3.Энергия последовательной полной ионизации атома железа
 4.Физические свойства ММК железа
 5.Давление паров железа при температурах плавления и кипения
 6.Прочность макроскопических образцов железа на разрыв при температурах 0o К и плавления
 7.Модуль Юнга отожженного поликристаллического железа при температурах 0o К и плавления
 8.Тепловой способ определения механических характеристик металлов
 9.Вычисление постоянных "а" и "в" в уравнении Ван-дер-Ваальса
 10.Вычисление теплоты нагрева 1 кг железа от 0o К до температуры плавления
 11.Исследование зависимости величины относительной деформации твердого железа от температуры
 12.Числовые значения используемых в работе физических выражений
Литература
Предметный указатель

 Введение

Впервые люди познакомились с железом содержащемся в камнях, что падали с неба. Одно время его и называли небесным металлом. Вообще же отметим, многие элементы таблицы Д.И.Менделеева имеют небесное или космические происхождение. Исключение составляют те радиоактивные элементы, которые физики получают искусственным путем на Земле.

Когда и где рождаются атомы железа?

Они рождаются в звездах, как многие другие атомы (см. приложение 1). С позиции современных знаний астрофизики так рисуют нам развитие Вселенной от Большого взрыва. На третьей минуте после взрыва было образовано 98% массы Вселенной. Она состояла из смеси ядер водорода, гелия, протонов, электронов и нейтронов. При этом ядер водорода было 75%, а ядер гелия -- 23%. Через 300 000 лет после взрыва родились атомы водорода и гелия [1]. Из этих атомов стали формироваться галактики и звезды. Звезды -- это огромные горячие газовые вращающиеся сферы (космические печи!). которые обеспечивают Вселенную полным набором химических элементов. В самых общих чертах процесс идет следующим образом, (см. приложение 1).

Сначала звезда сжигает водород, преобразуя его в гелий. Сжимаясь, она увеличивает температуру своего ядра и начинает сжигать гелий, преобразуя его в углерод. Сжигая углерод -- преобразует его в кислород. В результате сжигания кислорода образуются ядра неона, магния, серы, алюминия... Когда в результате ряда превращений появляются ядра атомов железа, для звезды наступает момент начала угасания.

Часть ядерных реакций с участием ядер железа эндоэнергетические (Q < 0). Когда температура и давление внутри звезды достаточно велики -- они могут произойти. Однако, они отнимают у нее энергию. В результате чего она сжимается и постепенно гаснет.

Не все звезды имеют такую судьбу. Те из них, что имеют массу, превышающую массу Солнца приблизительно в 8 раз, на определенном этапе развития взрываются [2]. Их называют сверхновыми. Именно они выбрасывают в космос части своего вещества, насыщенного тяжелыми элементами. Из этого вещества могут образоваться другие звезды и планетные системы. Ученые предполагают, что наше Солнце и его планетная система могли образоваться именно таким путем [3]. Таким образом, элементы, которые мы находим на Земле имеют космическое происхождение.

Железо входит в число самых распространенных элементов па Земле. Ими являются: О, Si, Al, Fe, Ca, Na, К, Mg... (до глубины 16 км). Ядро Земли состоит из железа и никеля. Железо и его сплавы сыграли выдающуюся роль в развитии техники и науки на нашей планете. Орудия труда, оружие и научные приборы не обходятся без железа и его сплавов. Недаром историки говорят, что "век железа", насчитывающий более 3500 лет еще не закончился. Он продолжается. Число сплавов на основе железа превышает десять тысяч. Чистое железо в виде монокристалла мягкое, а если оно входит в состав специальных сплавов (сталей), то по твердости соперничает с алмазом. [4]

Очевидно, было бы не разумно, в продолжающийся век железа не иметь сборник физических параметров этого по своему уникального космического элемента. С этой целью и была написана настоящая работа.

В таблице Д.И.Менделеева к настоящему времени (2004 г) насчитывается 12 s-металлов, 10 р-металлов, 28 f-металлов, 37 d-металлов. Имеются сообщения об идентификации.

11О, 111 и 112 d-металлов;

113, 114, 115 и 116 р-металлов.

Железо является d-металлом четвертого периода, занимая достаточно удаленное место от металлов первой группы и неметаллов с завершенной электронной оболочкой. Такое положение железа соответствует его физическим свойствам. Это один из ярких представителей мира металлов.

В справочнике приводятся не все физические параметры железа, а только небольшая часть тех из них, которые так или иначе могли быть использованы для определения механических свойств. Не вошли магнитные, оптические и другие параметры.

В первой главе справочника приводятся параметры изолированного атома железа. Рабочей моделью атома была модель Резерфорда -- Нильса Бора. Информация подается по пунктам. В каждом пункте дается полное название параметра и приводится его буквенное обозначение. Если параметр рассчитывается, то приводится формула. При этом порядок подачи информации в основном следует такому правилу. Параметры приводимые позже, могут быть вычислены с помощью тех, что были приведены раньше.

Некоторые параметры, например, прочность изолированного атома или энергия полной последовательной ионизации атома, прочность железа на разрыв при Т= ОшК и Т=Тпл, могли быть получены после отдельного расчета или обработки экспериментальных данных. Такие расчеты вынесены в приложения, на которые и делаются соответствующие ссылки.

Во второй главе справочника приводятся данные о физических свойствах макроскопических образцов металла. Однако, имеется масса экспериментальных данных свидетельствующих о том, что объединение всего нескольких атомов не обладает привычными физическими свойствами. Известные нам свойства тела проявляю в большей мере тогда, когда состоят из нескольких миллионов атомов [6]. Образцы металла содержащие числа атомов в интервале

10 < Nam < 8,5x1010

названы минимальными монокристаллами (ММК). При этом речь в первую очередь ведется о равноразмерных (кубических) ММК, когда l1 = l2 =l3 = па, где а -- период кристаллической решетки металла. Верхняя граница ММК условна. Свойства ММК железа приведены в отдельном разделе, (более подробно в приложении 4).

Для определения механических свойств железа применяется тепловой способ расчета приведенный в приложении 8.

Сравнительно большой набор физических параметров одного элемента (более 100) позволяет сравнивать одноименные свойства. Например, сравнивать механические свойства атома железа и макроскопических образцов. Можно проводить сравнение одноименных физических свойств для трех состояний металла (плотности, удельные теплоемкости, коэффициенты объемного расширения, сжимаемости и т.д.).

Все параметры приведены в СИ. В некоторых случаях используются единицы, удобные для данной области. Среди них эВ, oС, моль, кг/мм2 и др.

Список использованной литературы приведен в конце работы. Приведенные сведения о физических свойствах железа и атома железа могут быть использованы в качестве дополнительного материала студентами младших курсов при изучении соответствующих разделов курса общей физики, где эта дисциплина является профилирующей.


 Оглавление второй части

Введение
Глава 1. Способы определения сжимаемости
 1.1.Экспериментальный способ
 1.2.Тепловой способ
Глава 2. Сжимаемость металлов и их изолированных атомов
 2.1.Сжимаемость газов
 2.2.Сжимаемость расплавов
 2.3.Сжимаемость твердых металлов
 2.4.Сжимаемость изолированных атомов
Глава 3. Исследование механических свойств металлов и их изолированных атомов
Краткие выводы
Литература

 Об авторе

Николаев Олег Семенович
Инженер-физик. Старший научный сотрудник научно-исследовательского института. Имеет более двадцати опубликованных работ. Среди этих работ несколько монографий по физике металлов.
 
© URSS 2016.

Информация о Продавце