KWALIFIKACJA ELM3 - TEST WIEDZY NR 1

PYTANIE NR 19.
Poniżej przedstawiono tabelę z właściwościami różnych metali stosowanych w mechatronice:
Metal Gęstość (g/cm3) Temperatura topnienia (°C)
Aluminium 2.7 660
Stal nierdzewna 8.0 1450
Miedź 8.92 1085
Tytan 4.51 1668
Który z tych metali ma najwyższą temperaturę topnienia?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Najwyższą temperaturę topnienia wybiera się przez porównanie wartości w kolumnie "Temperatura topnienia (°C)". W tabeli największa wartość to 1668°C, przypisana do tytanu, więc poprawną odpowiedzią jest "Tytan". Pozostałe metale mają niższe temperatury topnienia.

Pełne wyjaśnienie:

Temperatura topnienia to parametr opisujący, przy jakiej temperaturze materiał przechodzi ze stanu stałego w ciekły (dla metali w praktyce oznacza granicę, powyżej której element nie zachowuje postaci i własności mechanicznych typowych dla stanu stałego). W zadaniu nie trzeba znać wartości "na pamięć", ponieważ wszystkie dane podano w tabeli.

Aby wskazać metal o najwyższej temperaturze topnienia, należy:

  • odszukać w tabeli kolumnę "Temperatura topnienia (°C)",
  • porównać cztery wartości liczbowe,
  • wybrać największą z nich i dopasować do nazwy metalu w tym samym wierszu.

Wartości wynoszą: aluminium 660°C, stal nierdzewna 1450°C, miedź 1085°C, tytan 1668°C. Największa liczba to 1668°C, więc poprawna odpowiedź to "Tytan".

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne:

  • "Aluminium" ma najniższą temperaturę topnienia z zestawienia (660°C), więc nie może być odpowiedzią przy kryterium "najwyższa".
  • "Stal nierdzewna" ma wysoką temperaturę topnienia (1450°C), ale nadal mniejszą niż tytan w tabeli, dlatego odpada po porównaniu.
  • "Miedź" topi się w 1085°C, czyli wyraźnie niżej niż stal nierdzewna i tytan, więc również nie spełnia warunku.

W kontekście mechatroniki taki odczyt danych bywa użyteczny przy wstępnym doborze materiału, np. gdy element może być narażony na nagrzewanie. Trzeba jednak pamiętać, że w praktyce o doborze materiału decydują też inne cechy (wytrzymałość, moduł sprężystości, odporność korozyjna, przewodność, koszt i technologia wytwarzania), a temperatura topnienia jest tylko jednym z parametrów.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Temperatura topnienia to temperatura, przy której metal przechodzi ze stanu stałego w ciekły. W praktyce inżynierskiej pomaga ocenić, czy element nie ulegnie stopieniu przy przegrzaniu, ale o pracy w wysokiej temperaturze decydują też inne parametry (np. pełzanie, utlenianie).
Najpierw wskaż właściwą kolumnę (tu: "Temperatura topnienia"), potem porównaj wszystkie wartości i wybierz największą. Na końcu sprawdź, czy odczyt dotyczy tego samego wiersza, co nazwa metalu. To ogranicza pomyłki wynikające z pośpiechu.
Gęstość mówi, jak "ciężki" jest materiał przy danej objętości, a temperatura topnienia opisuje zachowanie materiału przy nagrzewaniu. To zupełnie różne cechy. Pomyłka często wynika z odczytania złej kolumny w tabeli lub automatycznego skojarzenia "większa liczba = lepiej".
Nie. "Stal nierdzewna" to grupa wielu gatunków, a temperatura topnienia zależy od składu stopu. Tytan (oraz jego stopy) może mieć bardzo wysoką temperaturę topnienia. W zadaniach egzaminacyjnych należy opierać się na danych z tabeli, a nie na intuicji.
Tytan bywa stosowany tam, gdzie liczy się wysoka wytrzymałość w relacji do masy oraz odporność korozyjna (np. elementy konstrukcyjne, części maszyn w środowiskach agresywnych). W praktyce wybór ogranicza cena i trudniejsza obróbka, więc nie zawsze jest materiałem "pierwszego wyboru".
Gdy element może być narażony na nagrzewanie, iskrzenie, tarcie, bliskość źródeł ciepła lub procesy technologiczne (np. spawanie, lutowanie twarde). Wtedy zbyt niska temperatura topnienia zwiększa ryzyko uszkodzeń. Zwykle analizuje się też odporność na utlenianie i utratę wytrzymałości.
To jednostka gęstości: gramy na centymetr sześcienny. Informuje, jaką masę ma 1 cm3 materiału. W mechatronice pomaga porównywać masę elementów o tej samej objętości i oceniać wpływ materiału na bezwładność układu, transport oraz obciążenia konstrukcji.
Najczęstsze błędy to: odczyt niewłaściwej kolumny, pominięcie jednej z wartości, pomylenie wiersza (przepisanie liczby do złego metalu) oraz kierowanie się stereotypem zamiast danymi. Pomaga metoda: zaznacz wartości, porównaj, dopiero potem wybierz nazwę materiału.
Nie. Temperatura topnienia jest tylko jednym z kryteriów. Dla części maszyn ważne są też: wytrzymałość, twardość, odporność na zużycie, podatność na obróbkę, spawalność, rozszerzalność cieplna, przewodność oraz odporność korozyjna. Egzamin często sprawdza umiejętność łączenia kilku parametrów.
Ćwicz odczyt tabel i kart materiałowych oraz kojarzenie parametrów z zastosowaniami (masa, sztywność, praca w temperaturze, przewodnictwo). Powtórz podstawowe pojęcia: gęstość, temperatura topnienia, przewodność, twardość i odporność korozyjna. W zadaniach sprawdzaj jednostki i kolumny przed wyborem odpowiedzi.
info

Statystycznie 90% uczniów zna prawidłową odpowiedź. łatwe

Według specjalistów z branży: "Najwyższą temperaturę topnienia wybiera się przez porównanie wartości w kolumnie "Temperatura topnienia (°C)"."

Źródła:

  • MatWeb: Titanium, commercially pure (CP) – Physical Properties (Melting Point, Density), https://www.matweb.com/ (wyszukiwanie materiału: Titanium CP) - dostęp 2026-03-01
  • MatWeb: Copper, pure – Physical Properties (Melting Point, Density), https://www.matweb.com/ (wyszukiwanie materiału: Copper, pure) - dostęp 2026-03-01
  • MatWeb: Aluminum, pure – Physical Properties (Melting Point, Density), https://www.matweb.com/ (wyszukiwanie materiału: Aluminum, pure) - dostęp 2026-03-01

Materiały:

  • Podręcznik do materiałoznawstwa/metaloznawstwa dla techników
  • Tablice właściwości materiałów konstrukcyjnych (gęstość, temperatura topnienia, przewodność)
  • Karty materiałowe (datasheet) aluminium, miedzi, stali nierdzewnych i tytanu

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego