[轉錄]Re: [解題] 國中理化化學部份

看板NTHU-MSE12作者tloveb (小路)時間13年前 (2011/01/13 23:33)推噓3(3推 0噓 12→)

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※ [本文轉錄自 tutor 看板 #1CpkH0vE ] 作者: hedonist891 (hedonist) 看板: tutor 標題: Re: [解題] 國中理化化學部份時間: Tue Nov 2 00:01:01 2010 ※ 引述《Ertkkpoo (water)》之銘言： : 1.年級：國二 : 2.科目：理化 : 3.章節：金屬 : 4.題目： : 古代人造劍都會需要一男一女當作犧牲品，請問這是為何？ : 1. 血液中有Fe離子可以讓金屬更有光澤 : 2. 人體中有鈣可以讓金屬劍更硬 : 3. 人體中有碳可以讓金屬更硬 : 4. 靈魂可以讓劍充滿靈氣 : 我是憑印象記的，可能沒有很完整 : 答案為第3 : 5.想法： : 我認為1.有光澤的應該是金屬而非金屬離子 : 2.我認為金屬應該和人體的骨骼不同不能類推 : 3.我想到碳化鎢的例子 : 但總覺得我的想法還是有很大漏洞，尤其是2.3，不知道有沒有更好解釋方法 : 謝謝大家 (修正一下文句@@ 之前的讀起來不太順) 答案是3無誤理由如下： (以下是物理冶金的內容，可以直接看下行結論) 因為金屬加入雜質硬度會上升，所以加C可以使鐵硬度上升，但Ca太大不能加到鐵裡面物理冶金是這樣說的：一般我們不會直接拿一個金屬去做應用，常常是使其與其他金屬或非金屬形成合金(alloy)，增加其硬度。合金就是一種固態溶液？一般我們會覺得溶液不就是液態嗎？其實，C加到鐵裡面形成"固態"溶液，就好比糖加到水形成糖水(液態) ^^ ^^ ^^ ^^ 溶質溶劑溶質溶劑而增加硬度的原因是金屬中的差排(dislocation)更難移動念過材料系的人一定對Fe3C的平衡相圖不陌生，因為它是工業界常用的一種金屬 ^^^^ Fe加C 所以回到題目：首先我們知道鑄劍用的主要原料是鐵所以由上所述，我們人類會藉由加入雜質(impurity)來提升金屬提升硬度那答案剩下2.3 那為什麼2，加入Ca不行呢？由於Ca原子跟C原子尺寸大小不同根據Hume-Rothery rule：溶質原子的直徑要小於59%溶劑原子的直徑 (抱歉手上沒有Ca的數據，但我猜測Ca不行是因為Ca稍大) 而C原子因為夠小，所以可以卡在鐵原子群的縫隙間，形成填隙型固態溶液(interstitial solid solution) 而C原子進而阻止差排移動，則提升鐵的硬度。所以本題答案為3 Ref: Physical Metallurgy Principles, 4ed, Reed-Hill Ch9. Solid Solution Ch13. Interstital Diffusion *ps: p262, Sec 9.3提到 The four most important interstitial solute atoms are carbon, nitrogen, oxygen, and hydrogen, all of which are small in size. ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 剛好這題跟本人所學(材料系)有關，所以特別翻一下書來解答希望對你有幫助！有錯誤請指證 :) 不過要跟國中生講這個...可能有點難 XD" ※ 編輯: tloveb 來自: 140.114.202.76 (01/13 23:33)

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tloveb

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Mchord

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mse9731109

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