Щільність алюмінію
В даний час досить складно назвати метал, який за сфері використання зміг би конкурувати з алюмінієм. Він застосовується як в товарах народного споживання, так і у високотехнологічних пристроях: повністю їх перераховувати немає сенсу через повсюдне поширення. Чим же так примітний алюміній?
Насамперед, він є одним з найбільш поширених металів в земній корі, а серед інших елементів займає почесне третє місце (після кремнію і кисню). Однак, як це не дивно, до кінця Х I Х століття він цінувався нарівні з золотом і сріблом. Примітно, що в 1889 році Д. Менделєєву подарували ваги, ємності яких були виконані із золота й алюмінію. Причина цього криється в тому, що на той момент не існувало технології, що дозволяє отримувати даний метал в промислових масштабах. Тільки в 1855 році хімічним способом був отриманий восьмикілограмовий злиток.
Надалі технологія удосконалювалася, проте її суть залишалася колишньою - хімічне витіснення з розчинів. І лише в 1886 році одночасно в Америці і Франції був запропонований електролітичний спосіб, використовуваний в сучасному виробництві. У розплавлений кріоліт (рідкісний природний мінерал) додається глинозем, через масу пропускається постійний струм, в результаті на електродах кристалізується метал. Щільність алюмінію складає всього 2,7 г / см3, що робить його одним з найлегших металів (для порівняння, у заліза щільність істотно більше - 7,9 г / см3). До речі, всі метали згідно своїй щільності поділяються на легкі і важкі. Так як питома вага алюмінію майже в три рази нижче, ніж у міді, а електропровідність поступається їй всього в півтора рази, неважко зрозуміти, чому даний метал широко застосовується в електротехніці.
Дроти, шини та інші елементи електроустановок, зроблені з алюмінію, не тільки дешевше виготовлених зі свого прямого конкурента, міді, але і більш легкі. Щільність алюмінію цілком достатня для створення міцних і в той же час пластичних виробів: кухонного приладдя (Тарілок, виделок, мисок), рулонів фольги для побутового використання тощо. Разом з тим, оскільки алюміній здатний легко утворювати сплави з більшістю інших металів, йому можна надати необхідні властивості. Наприклад, сплав на основі алюмінію і магнію характеризуються високою міцністю (на кожен 1% магнію припадає збільшення міцності на 30 МПа) - змішування ж міді з алюмінієм дозволяє домогтися механічних властивостей, характерних для деяких марок сталі.
Щільність алюмінію (у чистому вигляді) знаходять з таблиць характеристик металів. Як уже зазначалося, вона дорівнює 2,7 г / см3. У деяких випадках виникає необхідність дізнатися щільність алюмінію, скориставшись формулами (наприклад, якщо невідомий матеріал, з якого виготовлено тіло). Існує кілька способів рішення даної задачі, але найбільш точний результат дає поділ маси тіла на займаний ним об'єм. Якщо з масою все зрозуміло, то обсяг негабаритного вироби легко можна дізнатися шляхом заміру витісненої рідини (згадуємо Архімеда з його ванною). Зрозуміло, що не завжди можна виконати безпосереднє зважування, тому такий спосіб не універсальний, хоча саме він дає найточніший результат.
Що цікаво, ті, хто застав часи Радянського Союзу, пам'ятають велика кількість виробів з алюмінію і його сплавів, однак зараз від колишньої величі не залишилося й сліду, так як вартість даного металу істотно виросла. Чому? Це пояснюється тим, що при електролітичному способі для отримання 1 тонни чорнового алюмінію необхідно затратити близько 15-17 000 кіловат-годин електроенергії (постійний струм). Причому в цьому випадку не враховуються витрати рідкого кріоліту, особливо якщо він був синтезований штучно.