Номер 64, страница 15 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Первоначальные сведения о строении вещества. 4. Строение вещества. Молекулы. Броуновское движение. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Температура. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 64, страница 15.

Решение.

64. Сварка металлов представляет собой процесс создания неразъёмного соединения путём установления прочных межатомных связей между соединяемыми частями. Для достижения этой цели в большинстве методов сварки необходима очень высокая температура по нескольким ключевым физическим причинам:
1. Плавление металла. Основной принцип сварки плавлением заключается в том, чтобы довести кромки свариваемых деталей до жидкого состояния. Металлы — это кристаллические твёрдые тела, обладающие, как правило, высокими температурами плавления (например, для стали это 1400–1500 °C). Чтобы разрушить кристаллическую решётку и перевести металл в жидкое агрегатное состояние, необходимо сообщить его атомам большое количество тепловой энергии. Температура источника нагрева (например, электрической дуги, которая может достигать 6000 °C и выше) должна значительно превышать температуру плавления металла для обеспечения быстрого и локального расплавления.
2. Диффузия и образование общего шва. В расплавленном состоянии (в так называемой сварочной ванне) атомы металла становятся чрезвычайно подвижными. Это позволяет атомам обеих свариваемых деталей, а также присадочного материала (если он используется), активно перемешиваться друг с другом. Этот процесс взаимной диффузии обеспечивает создание гомогенной (однородной) структуры. При последующем остывании и кристаллизации расплава образуется единый сварной шов, который связывает детали в единое целое. Высокая температура ускоряет диффузию, способствуя формированию прочного и качественного соединения.
3. Удаление оксидных плёнок. Поверхность практически любого металла при контакте с кислородом воздуха покрывается тонкой, но очень прочной плёнкой оксидов (например, ржавчина на стали или Al₂O₃ на алюминии). Эти оксидные плёнки имеют температуру плавления значительно выше, чем у самого металла, и они препятствуют непосредственному контакту и слиянию чистых металлических поверхностей. Интенсивный нагрев при сварке помогает разрушить, расплавить или испарить эти плёнки, очищая металл и позволяя ему образовать монолитное соединение.
Таким образом, высокая температура является необходимым условием для преодоления сил межатомного взаимодействия в кристаллической решётке, обеспечения смешения материала на атомном уровне и очистки поверхностей для создания надёжного сварного соединения.

Ответ: Высокая температура при сварке необходима для того, чтобы расплавить металл в месте соединения, что позволяет атомам свариваемых деталей перемешаться и образовать единую прочную структуру после остывания. Также нагрев разрушает тугоплавкие оксидные плёнки на поверхности металла, которые мешают процессу слияния.