Ponto de fusão de um fio de cobre fino

O ponto de fusão do cobre é de cerca de 1000 C. Se você colocar um fio de cobre fino, por exemplo, 50 mícrons ou mais sobre uma chama de fogão a gás, ele quebrará imediatamente. Seu ponto de fusão foi atingido? ou algum outro fenômeno está em ação?

mechanical-engineering thermodynamics

— lkjhg
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Que tipo de combustível esse fogão está queimando?

— Drew_J 20/05

gás doméstico stove- propano butano

— lkjhg

Como você pode dizer que está derretido em vez de quebrado devido a tensão de expansão ou outras causas?

— Carl Witthoft

Respostas:

O ponto de fusão do cobre = 1.085 ° C (1.984 ° F). Temperatura da chama de metano = ~ 1950 ° C (3542 ° F). Portanto, o cobre do seu filamento fino atinge seu ponto de fusão muito rapidamente.

Coloque um centavo na mesma chama e observe quanto tempo leva para derreter. Pode nem derreter se a chama não for aplicada adequadamente porque o cobre é um ótimo dissipador de calor.

— DIYser
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Então, por que o centavo não derrete, mas o fio, ambos são o mesmo material?

— Lkjhg

espessura de transferência de material e calor para suporte estão algumas coisas a considerar

— Mike Solar

se você quiser experimentar isso, cuidado com os centavos modernos que são principalmente de zinco. Para o cobre, você precisa de um dos anos 70 ou mais.

— agentp 21/05

Na verdade, ambos não são o 'mesmo material'. É muito provável que seu fio seja 99,9% + Cu. Moedas de um centavo cunhadas desde 1982 são ~ 97,5% Zn e apenas 2,5% Cu. O Zn puro derrete a 419,5 ° C (787,2 ° F). Antes de 1982, os centavos tinham ~ 95% de Cu com quantidades variadas (ou faltam) de Zn e Sn (estanho). Um centavo de 95% de Cu pode não derreter porque é uma massa maior do que o seu fio de Cu e porque leva mais tempo para aquecer e enquanto aquece, dissipa muito do calor. Realmente depende de quanto calor seu fogão a gás apaga e quão bem você aquece o centavo.

— DIYser # 21/17

Sua frase "Portanto" está incorreta. O que é verdade é que o Cu é exposto a uma temperatura de fonte superior ao seu ponto de fusão. No entanto, o fio (ou outro objeto de Cu) atingirá essa temperatura apenas se não puder dispersar o calor (energia) com rapidez suficiente.

— Carl Witthoft

Sim, a chama do butano está derretendo o fio de cobre. De acordo com a Wikipédia tochas butano pode facilmente atingir temperaturas de . Como você observou na sua pergunta, isso está bem acima do ponto de fusão do cobre. De fato, a temperatura máxima que uma chama de butano pode atingir é quase o dobro do ponto de fusão do cobre, embora isso seja difícil de reproduzir em aplicações do mundo real. $1430\unicode{xb0}C$

A razão pela qual pode parecer estranho que o fio se quebre tão facilmente é que os metais são bons condutores de calor. Se o fio fosse muito mais espesso, o calor da chama passaria pelo fio e seria dissipado na atmosfera. No entanto, com um fio fino, a relação área de superfície / massa é muito grande, de modo que o fio possa aquecer até o ponto de fusão antes que o calor possa percorrer o fio.

— Drew_J
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