液体金属是谁发明出来的(人类最早使用的金属的化学式)
本篇百科问答的知识要给大家谈谈液体金属是谁发明出来的,以及人类最早使用的金属的化学式对应的知识点,希望对学习有所帮助。
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人类使用金属的历史
分类: 教育/科学 科学技术
解析:
人因为会制造和使用工具而从一般动物中分离出来,而成为唯一的智能群体。在人类文明发展史上,经历了一个由石器时代到金属时代的过渡。金属时代(包括青铜时代和铁器时代)的到来为人类文明带来了新的曙光,人们发现了七种至今仍然广泛应用着的七种金属,它们是金银铜铁锡铅汞。下面讲讲这七种金属的发现过程及对人类发展的影响。
黄金时代
大约在5000多年前,即公元前3000年,四大文明古国的埃及已经建立起来,首都开罗已经是一个繁华的城镇了。每逢赶集的时候,这里的人群熙熙攘攘。一天中午,安静而有序的城镇却出现了骚乱,人们争相涌向一个地方,透过围得密密的人群,人们发现开罗有名的旅行家里希尔正拿着一块黄灿灿的东西,里希尔说这是神赐予人类的宝物,他把它称作黄金。很快,开罗城拥有黄金的人都变得富有起来。人们纷纷去寻找金子,河滩上的沙地里站满了寻找金子的人群,开始只有很少几个幸运儿找到成块的金子,后来人们注意到沙子中混着一些金常嗣蔷头⑾至恕芭程越稹钡姆椒ā:罄慈嗣怯址⑾至似降鼐蚓缮浇鸬姆椒ǎ沟媒鹱拥牟扛罅恕?
就在里希尔发现金块后不久,他又发现了银子。一个寒冷的夜晚,里希尔和同伴围着一堆篝火聊天。第二天,就在他们快要启程的时候,里希尔扒拉一下火堆,他是一个细心的旅行家,每次出发前他总是要检查自己住的地方以免有东西丢失,这次检查他不但没有发现丢失的东西,火堆里的扒拉出来一些亮闪闪的东西却引起了他的注意,一个伟大的发现意外地产生了。里希尔发现这种新的金属与金子的特性十分类似,也是沉重而柔软,用手捏捏就能使它变形,他把这种金属命名为白银。后来人们沿用了里希尔意外发现的这个方法,即用篝火灼烧银矿石而得到银,这实际上是一个简单的化学还原反应,木炭把银矿石中的硫化银还原成银。
青铜时代
1939年正值我国抗日战争最艰苦的一年,这时考古界的一件重要发现在战火中诞生了,在安阳市武官村出土了一个殷代的庞然大物:司母戊大方鼎。这个大家伙重达875公斤,需要十二个强壮的成年男子才能抬得起来,可见当时铸造之不易。司母戊鼎是目前世界上出土的最大的青铜器。经检测,铜占84.11%,锡占11.64%,铅占2.79%。这个青铜器是我国青铜冶铸鼎盛时期的产物,从它的纹饰、构造等都反映了这个时代青铜冶铸的高超技术。
人类对铜的使用并非是从青铜而是从纯铜开始的。考古学家在伊朗西部的一些地区发现了大约公元前7000年前使用的小型铜器件,如小针、小珠和小锥等等。大英博物馆里收藏有5000年前苏美尔人铸造的铜牛头和3500年前埃及人制作的铜镜和铜制工具。在西亚地区,铜矿石裸于地表,人们在铜矿石上燃烧炭火,便会还原出与绿色矿石颜色不同的红色铜来。
由于纯铜硬度低,并不太适合于制作生产工具,后来,人们就有意识地在炼制铜矿石时掺入其他矿石,以制成铜的合金来提高工具的硬度。在我国,先秦的古籍《考工记》中记载了有名的“六齐”规则,即是青铜的六种配方,这套配方规定了铜和锡的不同比例造成的青铜的不同用途,其实质是比例不同硬度不同。据考古推测,这时人们已经能够制得纯铅和纯锡了。从商代的墓葬中先后发现了铅爵、铅戈和铅斛等纯铅制品。
铅属于重金属,因而铅及其化合物都有毒,古人开始因不了解这一点而大吃苦头。古罗马人曾经就喜欢用铅制的水管,考古发现古罗马人的尸骨上常常有黑色的硫化铅斑点,这就是由于使用了铅管里的水而导致的慢性中毒。后来人们渐渐认识到这一点,就不再使用铅制的器具作为饮食用具了。
锡由于其延展性好而易制成薄片,而且在常温下不易氧化,所以自古以来就被用来包裹器具。我国曾出土国几具殷代的虎面铜盔,其中一具很完整,内部红铜相当完好,外面镀了一层很厚的锡,锡层精美,至今仍光亮如新。这说明当时的人们不但认识到锡层美观,而且可以防腐。纯的锡器没有保存下来的,这是因为锡很怕冷,周围温度一旦低于13℃就会发生相变,变成粉末状的灰锡,这种现象被称为“锡疫”。
铁器时代
人类对铁的最早知识来源于从太空降下来的陨铁,埃及人称它为“天铁”,在西亚的一些游牧部落里还有一种有趣的传说,他们说铁既然是从天上降下来的,那么天空一定是个大铁盘。人们发现铁的硬度要比铜或青铜都大得多,尽管四处传说铁只有天上才有,但还是有一些不遵从祖训的年轻人企图在人间发现铁。大约在公元前2200 年,西亚的赫梯人已经会冶炼和使用铁器了。公元前1290年,埃及国王致信赫梯国王要求提供一些铁,赫梯国王回信答应给他提供一把钢剑,但要求用黄金来交换,可见当时铁还是一种贵重的金属。赫梯国王还在信中炫耀说:“在我们的国土上,铁和尘土一样平凡。”
早期的冶铁技术也大多是采用固体还原法,冶炼时,将铁矿石和木炭一层一层地堆放在炼铁炉中,点火燃烧,产生一氧化碳,从而使铁矿石中的氧化铁还原为单质铁。早期的铁由于冶炼温度很低而性能很差,是含大量碳氧杂质的合金,古人称之为“恶金”。我国在解放初期大炼钢铁的时候,由于地方上不少“土高炉”温度上不去,而生产了不少没有价值的 “恶金”。后来人们逐渐发现了升高炉温的方法而炼出了性能较好的生铁,继而发明了用退火的方法“柔化”生铁而得到低碳钢。后来人们进一步发明了熟铁和钢的冶炼方法,铁在生产中从得以广泛应用。
汞和炼金术
七种金属为人类文明带来了新的曙光,但也是这七种金属,使人类陷入了某种神秘的境地,古代的人们天真地认为世界上只有这七种金属。他们认为金属起源于水银(汞的俗名)和硫磺,实际上,水银是一种银白色的液体金属,颜色和外观与银类似,铜铁锡铅都能溶于水银形成与金银类似的合金——汞齐;水银与硫磺化合后会生成黄色的硫化汞,与黄金类似。
基于水银和金属的这些特性,同时人们也认识到水银的化合物并非金银,炼金家们认为应该有一种特别方法可以使便宜的金属铜铁锡等变成贵重金属金银,他们称转变的秘方是一种叫“哲人石”的东西,但千百年来,“哲人石”只是炼金家的一种幻想,谁也没有发现这种东西。俄国学者莫洛佐夫写了一首题名为《七种金属》的诗歌来描述炼金家的这种思想,诗的译文如下:
世界由七种金属造成
宇宙啊,她赋予我们
铜铁银 锡铅金
各种金属之父是硫磺
水银则是他们的母亲
这种被科学史界称为“化学萌芽”的炼金术虽然给化学发展积累了一些资料,但由于他们远离生活和实践,一味地靠逻辑推理,从而导致了这种科学探索的失败。一直到九十年代的今天,在我国仍然有不少人存在着一些关于科学的天真幻想,这就给一些科学骗子以得逞的机会。八十年代的永动机,九十年代的“水变油”,就是很明显的科学骗局。从历史到现实,都很好地说明了,科学不能以幻想为基础,而只能以正确理论指导下的实验为基础。
什么是液态金属
液态金属又称为非晶合金、金属玻璃,它是金属超急冷凝固时原子来不及有序排列结晶,而在室温或低温下保留液态原子无序排列的凝聚状态,这种非晶态原子结构使液态金属具备了许多独特的性能,如优异的耐蚀性、耐磨性、高强度、高硬度等。
相比传统金属,液态金属的优势体现在性能、工艺和成本三方面:
1. 性能上,液态金属被认为是目前最硬的轻合金,且它在散热性、电磁屏蔽性等方面也表现出众。
2. 工艺上,由于液态金属以非晶态冷却,收缩率非常小,可以通过注塑、压铸等工艺得到理想的形状,用液态金属做的零件尺寸精度非常高。
3. 成本方面,液态金属是一种清洁材料,生产过程中原料、产品等无毒副作用,对环境影响小,且液态金属制品基本上是一次性成型,省却大量的后加工,是一种绿色的材料。
来源:《揭秘未来100大潜力新材料(2019年版)》_新材料在线
是谁发明了时间,又是谁发明了温度?
时间和温度的产生源于宇宙大爆炸,当有这个世界的时候,就有了时间和温度,你说的发明只是说他们的度量是谁确定的而已。
时间:秒:铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。[第13届国际计量大会(1967),决议1]
温度:目前国际上用得较多的温标有华氏温标(°F)、摄氏温标(°C)、热力学温标(°K)。
华氏温标:
1714年,德国人华伦海发现液体金属水银比酒精更适宜制造温度计,他发明了水银温度计,并创立了第一个温度标准——华氏温标,使温度计第一次有了统一的标准。华氏最初选定冰和盐混合物凝固时为0度,用酒精温度计分度,结果把人的正常体温测到96度,数值太大了,不能为人们所接受。后来他选用水沸点和冰点这两个恒定温度作固定点,用水银温度计进行分度,把两个温度点之间分成180格,每格定为1华氏度。遗憾的是,他没有把冰点定为0度,而是定为32度,这样到水沸点时,就成了212度。虽然有这样一个缺点,但仍得到了普遍赞同。这种华氏温标(单位符号为F),直到今天欧美国家仍在使用。
摄氏温标:
“摄氏度”是目前世界使用比较广泛的一种温标,它是18世纪瑞典天文学家摄尔维斯提出来的。他把冰点定为一百度,沸点定为零度,其间分成一百等分,一等分为一度。但是,在使用中,人们感到很不方便。摄尔维斯第二年就把该温度表的刻度值颠倒过来使用。又隔两年,著名博物学家林耐也使用了这种把刻度颠倒过来的温度表,并在信中宣称:“我是第一个设计以冰点为零度,以沸点为一百度的温度表的”。这种温度表仍然称为摄氏温标(又叫百分温标)。后人为了纪念摄尔维斯,用他的名字第一个字母“C”来表示。
摄氏温标以水沸点(标准大气压下水和水蒸气之间的平衡温度)为 100度和冰点(标准大气压下冰和被空气饱和的水之间的平衡温度)为零度作为温标的两个固定点。摄氏温标采用玻璃汞温度计作为内插仪器,假定温度和汞柱的高度成正比,即把水沸点与冰点之间的汞柱的高度差等分为100格,1格对应于1度。随着测温技术的发展,人们早就不使用玻璃汞温度计作为定义温标的内插仪器了。但是后来仍有人把水沸点为 100度、冰点为零度的温标都称为摄氏温标。1954年第10届国际计量大会决定采用水三相点一个固定点来定义温度的单位,冰点已不再是温标的定义固定点了。因此,“摄氏温标”这一术语也就不应再继续使用了(见国际实用温标)。
开氏温标:
温度的单位有了新的、更加精确和科学的定义以后,考虑到人们长期以来的使用习惯,仍然保留摄氏温度这一名词,但它有了新的意义。某一热状态的摄氏温度,就是用它与一特定的热状态(比水三相点温度低 0.01K的热状态,即零摄氏度)之间的温度差所表示的温度。这个温度差要用开尔文温度来表示。
开氏温标(Kelvin):以绝对零度为基点的温度标尺。绝对零度即460℉/-273.15℃,在此温度下分子停止运动(0℃=273.15K)。
开氏温标,用符号K表示。是建立在卡诺循环基础上的热力学温标。规定摄氏零度以下273.15℃为零点,称为绝对零点。其分度法与摄氏温标相同(即绝对温标上相差1K时,摄氏温标上也相差1℃);所不同的只是绝对温标上水的冰点定为273.15K,沸点定为373.15K。目前中国已规定采用这种热力学温标。
即摄氏温度就是按下式定义的温度:
℃ = T - 273.15
式中℃就是摄氏温度的符号,它的单位称为摄氏度,常用符式℃表示。
式中T是开尔文温度。
因此,摄氏温度是从开尔文温度导出的,是以零摄氏度作为计算起点的温度。摄氏温度和开尔文温度相差一个常数273.15K,彼此可以互相换算。
热力学温度可以表示成开尔文温度,也可以表示成摄氏温度。
在日常生活和工农业生产中见到的摄氏温度,都是国际实用温标的摄氏温度,即其温度数值是按国际实用温标的定义来确定的,而和摄氏温标的原定义无关。
通过上述对液体金属是谁发明出来的和人类最早使用的金属的化学式的解读,相信您一定有了深入的理解,如果未能解决您的疑问,可在评论区留言哟。
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