Номер 54, страница 12 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Первоначальные сведения о строении вещества. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах - номер 54, страница 12.

Условие.

54. Объясните причину того, что трудно отвинтить гайку, много времени находившуюся в туго завинченном состоянии, хотя болт и гайка изготовлены из нержавеющего материала.

Решение.

Решение

Причина, по которой трудно отвинтить гайку, долгое время находившуюся в туго завинченном состоянии, даже если болт и гайка сделаны из нержавеющего материала, — это явление диффузии в твердых телах. Когда гайка туго затянута, поверхности резьбы болта и гайки плотно прижимаются друг к другу под высоким давлением. На микроскопическом уровне эти поверхности не являются идеально гладкими и соприкасаются в отдельных точках, где давление оказывается чрезвычайно высоким.

В этих точках контакта атомы одного металла (например, болта) проникают в кристаллическую решетку другого металла (гайки), и наоборот. Этот процесс взаимного проникновения частиц называется диффузией. Хотя диффузия в твердых телах протекает очень медленно, за длительный период времени она приводит к образованию прочных связей между поверхностями, по сути, "сваривая" их в местах контакта. Это явление также известно как холодная сварка.

В результате этого процесса сила сцепления между резьбой болта и гайки значительно возрастает. Чтобы открутить такую гайку, необходимо приложить усилие, достаточное для разрыва этих многочисленных микроскопических сварных соединений, что требует значительно большего крутящего момента, чем при отвинчивании недавно закрученной гайки.

Ответ: Трудно отвинтить гайку из-за явления диффузии (взаимного проникновения молекул) материалов болта и гайки в местах их плотного контакта под высоким давлением, что со временем приводит к их "свариванию" на микроскопическом уровне.