Значение металлургии в жизни человека кратко и понятно
Обновлено: 05.07.2024
Металл – один из изготавливаемых человеком материалов, который используется практически в любом деле. Металлические детали используются практически в любом занятии. С помощью особых материалов изготавливают предметы от строительных гвоздей, до космических кораблей. Его используют даже для получения энергии и света от лампочки. Мало современных изобретений, которые не имеют даже крошечную часть из металла. Таким образом, становится совершенно понятно, что человек без металлургии практически не сможет сделать качественного творения.
Первым моментом использования металла является строительство. Именно здесь использование металлических составных весьма важно для приобретения строением крепости и долговечности. Некоторые металлы покрывают особым составом, который предотвращает образование ржавчины. Другие используются в ограниченном количестве, поскольку весьма ценны. Металлические украшения давно не новинка. Оцинкованная сталь, сортовая сталь давно являются важными элементами при создании вспомогательных вещей в хозяйстве, которые использует человек. Даже самый захудалый хозяин имеет определенное количество инструмента изготовленного из металла.
Следует заметить, что обработкой металла человек занимается давно. Если бы не умения в использовании металла, некоторые современные технологии так и остались бы неизвестными для современного человека. И уже никто не задумывается о необходимости данного процесса изготовления, но оно продолжает играть важную роль в жизни каждого человека. Даже привычный автомобиль не был бы настолько крепким, и был бы ли он вообще, если бы не было металла и способов его обработки. Таким способом, оказывается, что металлургия, весьма важна в современном мире и без нее нет возможности получать блага современной техники.
Практически вся жизнь человека связана с металлами. Металлы находятся в составе многих окружающих нас предметов, техники, транспорта. А металлы в свободном состоянии могут образовывать соли и даже входить в состав человеческого организма. Да что там могут — они необходимы человеческому организму для нормального функционирования и развития.
Роль металлов в развитии человечества огромна. Прочность, пластичность, непроницаемость, твердость, ковкость — все эти характеристики сделали металлы ключевым материалом для создания орудий труда, оружия, техники. В истории имели место бронзовый и железный век, Серебряный век и т. д., потом началась эпоха электричества, а уже сейчас — эра электроники. Самые близкие перспективы для современного общества — полная автоматизация производства, распространение дронов (роботов), покорение космоса и т. д. И всё это будет происходить при непосредственном участии металлов. Но начнем с начала — с людей.
Металлы в людях
Каждый день мы сталкиваемся с металлами. Например, нажимая выключатель в комнате, мы запускаем процесс, когда электроны начинают свой путь по металлическим проводникам к металлическим деталям лампочки. И в комнате появляется свет! Гуляя по улице, мы видим множество металлических конструкций: мосты, рельсы, дома и т. д. Вокруг перемещаются автомобили и велосипеды, которые также состоят во многом из металлов. Металлы везде!
И даже в нас самих? Да, находясь в свободном состоянии, металлы могут включаться в состав солей, которые, в свою очередь, входят в состав человеческих клеток. Например, ионы калия регулируют белковый и углеводный обмен, а также необходимы для всех мышц, особенно сердечной! Соли магния оказывают антисептическое и сосудорасширяющее действие, соли кальция нужны для нормального роста скелета, а натрий помогает сохранять кислотный баланс в организме.
Таким образом, можно понять, что возможности металлов практически безграничны. Поговорим о конкретных представителях этих веществ и их значении для людей.
Золото
Золото — драгоценный металл, красивый и дорогой. Золото легко обрабатывается, не поддается коррозии. Конечно, в первую очередь это металл, важный для ювелирной индустрии. Но не только. К примеру, эксперты подсчитали, что в одном iPhone содержится 30 мг золота, которое используется при изготовлении плат.
Всё добытое золото сегодня находится в различных государственных и международных финансовых организациях, ювелирных изделиях, продукции электронной промышленности и стоматологии, а также в инвестиционных накоплениях (как известно, золото можно покупать и хранить в слитках).
Если золото смешать с другими металлами, оно не потеряет своих свойств и не впустит их в свою структуру, поэтому золото используют чистым. При этом золото легко выделить из любого вещества, так как оно не переходит из одного состояния в другое. Даже находясь в составе воздуха, золото останется золотом.
Говорят, что золото обладает магической силой и дает ее человеку. При этом поклоняться золоту нельзя, иначе у человека может начаться депрессия и даже болезнь, но если человек не одержим этим металлом, то оно помогает духовному росту. Так гласят легенды.
Серебро
Серебро также является редким металлом, но оно не вызывает в людях помешательства и в целом воспринимается более спокойно и в истории, и в наши дни.
Ценность серебра заключается в том, что оно может очищать — воду, воздух. Так, например, часто используются ионизаторы воздуха с серебряными частичками.
В то же время серебро быстро окисляется, когда взаимодействует с кислородом. Поэтому украшения из него делают реже, чем из золота, и они дешевле. Зато оно активно участвует в создании зеркал, елочных игрушек и т. д.
Говорят, что серебро обладает лечебными свойствами как раз в силу своей способности очищать. Народная медицина гласит: если настоять воду в течение суток на серебре и пить ее, можно очистить организм от шлаков.
Железо
С железом всё понятно: в быту и в жизни без него никуда, нужно железо и организму. При недостатке железа в организме возникает железодефицитная анемия. Препараты с содержанием железа использовали еще в древних Китае, Египте, Греции.
При этом опасен и переизбыток железа. Так, если в питьевой воде повышенное содержание железа, это, напротив, может привести к заболеваниям печени, крови и вызывать аллергические реакции.
Медь
Медь обладает редким свойством, которого нет у других металлов. Она не реагирует на электромагнитные бури, которые вызывают скачки давления. Это свойство легло в основу создания лечебных медных браслетов, которые часто носят люди с гипертонией.
Конечно же, много меди и в различных деталях окружающей нас техники. К примеру, в холодильниках, электродвигателях, газовых плитах содержится примерно по 1 кг меди.
Медь также входит в состав катализаторов окислительных процессов в человеческом организме. Известно более 50 белков и ферментов с содержанием меди. При этом медь и железо в живых организмах тесно связаны. Медь ускоряет окислительные реакции клеток, способствует образованию гемоглобина, накоплению железа впрок.
Чтобы получить достаточное организму количество меди, человеку нужно правильно питаться. К примеру, медь содержится в морепродуктах, в печени палтуса и трески, в гречневой и овсяной каше, в ржаном и пшеничном хлебе и т. д.
Алюминий
Металлы и окружающая среда
Загрязнение металлами особенно возросло с всеобщей индустриализацией и глобализацией.
Из токсинов, попадающих в организм человека, 70% поступает из пищи, 20% — из воздуха, 10% — из воды. Токсины в виде металлов, не нужных организму в своем основном состоянии, как правило, попадают из воздуха в виде мельчайших частичек, образующихся при сгорании угля, нефти, торфа и другого горючего, а также в результате выбросов отдельных производств.
Кроме того, одним из основных источников токсичных загрязнений также является автотранспорт. Автомобили выбрасывают в атмосферу соли свинца, серу, углерод. От отравления свинцом у человека может даже начаться депрессия.
Таким образом, металлы в жизни людей сегодня могут играть различные роли: от важных составляющих конструкций и жизненно необходимой человеку техники до незаметных частиц в рассеянном состоянии, от микроэлементов человеческого организма до токсичных веществ, вызывающих аллергию и болезни. И если в промышленности управление металлами лежит на плечах металлургов, то в природе и живых организмах движение металлов регулируется законами биологии. Возможно, когда речь пойдет об освоении космоса и других планет с другими формами жизни, работа с металлами приобретет какие-то иные, новые образы и смыслы.
Энеолит и бронзовый век — особые периоды в древней истории человечества, часто объединяемые в эпоху раннего металла. Ее начало знаменует финал каменного века, на протяжении которого люди пользовались для изготовления орудий камнем, костью и деревом.
Зона культур эпохи раннего металла охватывала огромное большинство регионов Евразийского континента, а также средиземноморское побережье Африки и долину Нила (вплоть до Судана). И все-таки эпоха раннего металла не имела глобального характера: ее миновало население Экваториальной и Южной Африки, крайнего северо-востока Азии. В этих регионах позднему появлению железа не предшествовало знакомство с медью и бронзой.
Многие исследователи утверждают, что судьбы древних народов определило развитие не только земледелия и скотоводства, но и металлургии. Металл оказался для человека важным прежде всего как материал для изготовления прочных и удобных орудий труда. Открытие меди считается одним из величайших достижений древности. В чем же состояло ее преимущество? Отчего она быстро завоевала признание наших далеких предков?
Благодаря пластичности меди одной ковкой из нее можно было получить очень тонкие и острые лезвия. Поэтому такие необходимые для древнего человека изделия, как иглы, шилья, рыболовные крючки, ножи, изготовленные из металла, оказались более совершенными, чем сделанные из камня и кости. Благодари плавкости меди оказалось возможным придать изделиям такие сложные формы, которые в камне были недостижимы. Открытие процессов плавления и литья привело к созданию многих новых, неизвестных ранее орудий — сложных втульчатых топоров, мотыг, комбинированных топоров-молотков, топоров-тесел. Их высокие рабочие качества определялись не только сложностью формы, но в равной мере и твердостью лезвий. А повышать твердость лезвий металлических орудий человек очень скоро научился путем их преднамеренной проковки (наклепа). Английский ученый Г.Г. Коглен на опыте доказал, что литую медь с исходной твердостью 30-40 ед. по шкале Бринеля можно довести одной ковкой до твердости 130 ед. Эти цифры близки к показателям твердости сыродутного железа. Итак, высокий рабочий эффект меди стал основной причиной ее широкого и быстрого распространения.
Но не только высокий коэффициент полезного действия предоставил металлу столь прочное место в быту древнего человека. Переход к использованию орудий из меди и бронз, кроме общего роста производительности труда, привел к расширению технических возможностей многих отраслей производства. К примеру, более совершенной стала обработка дерева: медные топоры, тесла, долота, а позднее — пилы, гвозди, скобы позволили выполнять такие сложные работы по дереву, которые ранее были просто неосуществимы. Это способствовало улучшению приемов домостроительства, появлению деревянной мебели, освоению новых способов изготовления цельнодеревянных сохи и колеса.
Массовые свидетельства использования колеса и колесного транспорта обнаружены только там, где уже стали доступными орудия из металла. Колесо открыло эру мобильного передвижения и транспортировки. Оно нашло успешное применение в конструкции ворота. И наконец, от открытия колеса был всего один шаг к изобретению гончарного круга.
Трудно переоценить значение металла в развитии земледелия. Синхронность появления медных орудий, с одной стороны, и цельнодеревянных сохи и ярма, с другой, позволяет думать, что становление сложных форм плужного земледелия также находится в связи с открытием меди. С помощью медных и бронзовых топоров быстрее осваивались новые площади под посевы в лесостепной полосе. Таким образом, многие производственные и технические достижения древнего человека могут быть поставлены в связь с открытием металлургии.
Первые медные изделия — украшения, иглы, шильца — появляются еще в неолитическую эпоху. Поэтому возникает вопрос: с какого момента мы вправе говорить о наступлении энеолита, а также последующего века бронзы? Определение границ этих эпох связано с анализом металлургических показателей: степени использования металла, его химического состава, общего комплекса известных металлургических знаний.
Каким образом люди пришли к идее металлургической плавки медных руд? Не исключено, что человека привлек сначала красноватый цвет самородков, которые почти всегда залегают в верхней зоне рудной жилы, или зоне окисления. В ней кроме самородков концентрируются расцвеченные яркими красками окисленные медные минералы: зеленый малахит, лазурный азурит, красный куприт. Окисленные руды и самородную медь человек сначала расценивал как красивые камни, из которых можно было вытачивать бусы и другие украшения. Распознать новые свойства этого материала, скорее всего, помог случай. Возможно, изделия из самородной меди или малахита попали в огонь, расплавились и при остывании приняли новую форму. Как бы то ни было, на Ближнем Востоке зона распространения изделий из самородков, обработанных ковкой (конец VIII- VII тыс. до н.э.), и зона формирования первичных металлургических знаний (VI-V тыс. до н.э.) совпадают.
Итак, первое появление медных изделий в значительной степени было связано с изготовлением украшений из самородков и малахита и поэтому мало влияло на развитие человеческого общества. Застой в металлопроизводстве был преодолен с открытием выплавки меди из руд и становлением культур энеолита и бронзового века. Опережающее развитие южных регионов и запаздывание северных и восточных не позволяют обозначить единую для всего Старого Света хронологию эпохи раннего металла. Она требует индивидуального рассмотрения применительно к археологическим культурам разных географических зон.
Динамика распространения медных и бронзовых изделий в Старом Свете:
1 — VII-VI тыс. до н.э.; 2 — V— 1-я половина IV тыс. до н.э.; 3 — 2-я половина IV — 1-я половина III тыс. до н.э.;
2-я половина III тыс. до н.э. — XVIII/XVII вв. до н.э.; 5 — XVI/XV-IX/VIII вв. до н.э.; 6 — периферийное рассеивание
В Западной и Восточной Европе, в Сибири, в Казахстане, на большей части Средней Азии телли отсутствуют. Периодизация памятников эпохи раннего металла, представленных здесь в основном однослойными поселками и могильниками, строится в большей мере с помощью типологического метода.
Применяя указанные методы исследования, можно не только установить относительную хронологию разных культур конкретного региона, но и представить общую схему развития их общества в эпохи энеолита и бронзы. Однако для отдельных культур даже в пределах намеченной схемы временные колебания могут достигать нескольких столетий. Естественно поэтому, что археологи ищут методы перехода от относительных датировок к абсолютной хронологии.
Целям абсолютного датирования памятников медного и бронзового веков служат, с одной стороны, классические историко-археологические методы, а с другой — естественно-научные методы. Хронология культур III— II тыс. до н.э., т.е. в основном бронзового века, до сих пор в наибольшей мере основана на исторических датах древнейших письменных источников. Для периодов, предшествующих III тыс. до н.э., единственным критерием верной хронологической оценки можно считать даты радиоуглеродных анализов.
Исходя из предложенных принципов, обозначим общие хронологические границы эпохи раннего металла применительно к разным территориям. На Ближнем Востоке это V-II тыс. до н.э., в Средиземноморье — IV—II тыс. до н.э., в Центральной Европе и Центральной Азии — III-II тыс. до н.э.
Указать четкие хронологически рамки энеолита и бронзового века для территории России и бывшего СССР весьма затруднительно. На огромных просторах Евразии обнаруживаются заметные колебания в датах наступления и развития эпохи раннего металла. Поселения энеолитических общностей располагаются близ южных границ бывшего СССР: крайний юго-запад — Молдавия и Западная Украина; степная и часть лесостепной зоны юга России; Закавказье; юг Средней Азии. Здесь энеолитические культуры относятся к V-IV тыс. до н.э. Наряду с этим на российском Северо-Западе, в Прионежье, независимый центр обработки меди возникает в III тыс. до н.э.
Такая же неравномерность дает о себе знать и при попытке обозначить временные границы бронзового века. На Кавказе и на юге Восточной Европы он длится от конца IV до начала I тыс. до н.э., а на севере Восточной Европы и в азиатской части России вписывается во II — начало I тыс. до н.э.
Хозяйственная специфика археологических культур эпохи раннего металла также проявляется по-разному в различных регионах. В южной зоне — на Ближнем Востоке, в Средиземноморье, на юге Европы, в Средней Азии, на Кавказе — мощные центры металлургии и металлообработки, как правило, сопряжены с ярчайшими очагами земледелия и скотоводства. При этом здесь идет процесс формирования специализированных их форм, которые в данной природной среде и при данном уровне развития металлических орудий труда обеспечивают наибольшую продуктивность. К примеру, в аридной, засушливой зоне Ближнего Востока и юга Средней Азии именно в эпоху раннего металла зарождается ирригационное земледелие. В лесостепной зоне Европы распространяется подсечно-огневое и переложное земледелие, а на Кавказе — террасное земледелие.
В значительном многообразии форм выступает скотоводство. В Юго-Восточной Европе отчетливо прослеживаются следы мясомолочного, придомного хозяйства с преобладанием в стаде крупного рогатого скота и свиней. На Кавказе и в Загросской зоне Месопотамии формируется отгонная форма скотоводства на основе разведения овец и коз. Специфическая форма подвижного скотоводства сложилась в степях Восточной Европы. Здесь уже в энеолите сформировалось стадо, в котором были представлены лошадь, крупный и мелкий рогатый скот. В культурах южной зоны с внедрением металла производящее хозяйство получает мощный импульс, который приводит к выработке устойчивых к любым изменениям природной среды моделей развития специализированной земледельческо-скотоводческой экономики.
Иная картина наблюдается в северной части Евразии: появление орудий из металла не вызвало здесь заметных хозяйственных перемен и имело явно меньшее значение, чем на юге. На севере в эпоху раннего металла идет процесс совершенствования и интенсификации традиционных форм присваивающей экономики (охоты и рыболовства) и делаются лишь первые шаги в освоении скотоводства. Развитие земледелия начинается здесь лишь в самом конце бронзового века.
В социально-исторической сфере эпоха раннего металла связана с разложением первобытнообщинных отношений. В южной зоне социальное расслоение наблюдается уже в энеолите. В могильниках этого времени социальные различия просматриваются в количестве и качестве погребальных даров и особенностях самих обрядов. В поселениях выделяются богатые многокомнатные дома с четко продуманной планировкой. В ряде случаев выявлено кустовое, групповое размещение поселений с главным, центральным поселком среди них. Такая структура поселений является отражением сложной иерархии возникающих общественных групп и их отношений друг с другом.
Крупные поселения энеолита со временем перерастают в города бронзового века, которые отличает не только высокая концентрация населения, но и высочайший уровень развития ремесел и торговли, возникновение сложной монументальной архитектуры. Развитие городов сопровождается зарождением письменности, появлением первых в истории цивилизаций бронзового века.
Но и вне этих очагов в бронзовом веке идут активные процессы социальной и имущественной дифференциации и усложнения внутренней структуры общества. Приметами его расслоения и выделения социальной верхушки служат богатейшие могилы Аладжа-Гуюк и Хороз-тепе в Анатолии, Марткопи-Бедени и Сачхере на Кавказе и др. На поселениях возрастает количество драгоценного металла, из которого выделывали массу украшений, сосудов и крупных культовых предметов. И здесь вновь обнаруживается картина неравномерности развития человеческого общества в различных регионах.
Вне зоны великих рек субтропиков Евразии период энеолита с явными приметами первобытнообщинных отношений оказался весьма затяжным. К примеру, трипольское общество (см. ниже) едва вышло за его пределы. И хотя в ареале Триполья (на грани его среднего и позднего периодов) стали возникать поселения-гиганты, часто именуемые протогородами, но городами в полном смысле этого слова они так и не стали. Процессы развития городской жизни более активно протекали в Закавказье, Средней Азии, в обширном регионе между Месопотамией и Индией. Здесь формирование цивилизаций хотя и не завершилось в бронзовом веке в полном виде, но шло более интенсивно под влиянием соседних высокоразвитых обществ.
В Европе процесс разложения первобытнообщинного строя привел к формированию цивилизации лишь в пределах крито-микенского мира. Вне его пределов местом наивысших культурных достижений и социальных сдвигов был юг Европы: Балканский, Апеннинский и Пиренейский полуострова, юг Франции, Нижнее и Среднее Подунавье, степи Восточной Европы. Отсюда экономические и социальные достижения по цепочке передавались далее на север, что способствовало постепенной трансформации первобытности в пределах Верхнего Подунавья, Средней Европы, лесостепной зоны Восточной Европы. Однако у населения этих территорий в начале эпохи раннего металла создаются лишь предпосылки будущего кризиса первобытнообщинных отношений. Само же их разложение приурочено к самому концу эпохи бронзы, а местами приходится и на железный век.
В этот день:
Дни рождения 1795 Родился Иоганн Георг Рамзауэр — чиновник из шахты Гальштата. Известен тем, что обнаружил в 1846 году и вёл там первые раскопки захоронений гальштатской культуры железного века. Дни смерти 1914 Умер Антонио Салинас — итальянский нумизмат, искусствовед и археолог. Профессор и ректор университета Палермо. 1920 Умер Александр Васильевич Адрианов — сибирский просветитель, этнограф, путешественник, археолог.
Научные доклады
Какая роль металлов в жизни человека и природе, Вы узнаете из этой статьи.
Значение металлов в жизни человека и природе
В современном мире роль металлов просто огромна: металлические изделия окружают нас везде. Даже находясь в своей комнате, Вы наверняка обнаружите хотя бы одно изделие из этого материала.
Значение металлов в жизни человека
Еще в Средневековье алхимики утверждали, что поведение и характер человека зависят от того, какое количество металлов содержится в организме. Если в нем преобладает много свинца, то человек угрюмый и предпочитает темные тона в одежде. Если много железа, то он агрессивный и раздражается от красного цвета. А вот если в организме много меди, то человек дружелюбный и мягкий. Доля правды в этом конечно есть: в организме живых существ металлы оказывают влияние на все процессы жизнедеятельности. Например, открытие наличия железа в крови животных в XIX веке потрясло мир. Атомы железа являются составляющей частью гемоглобина, который занимается переносом кислорода, необходимого для протекания окислительно—восстановительных процессов в организме. Железо придает гемоглобину красный цвет, поэтому кровь животных и человека также красного цвета. Данный элемент в организм поступает вместе с продуктами питания – печенью, яблоками, творогами, сливами, дынями, тыквой, помидорами и абрикосами.
Также для организма полезны такие ферменты как марганец, цинк и медь. Недостаточное количество металлов вызывает серьезные последствия. Недостаток кальция приводит к замедлению роста скелета и возникновению кариеса. А вот нехватка магния приводит к судорогам мышц. Для пополнения запасов металлов, например, ставят автоматы с минеральной газированной водой, которая богата на микроэлементы.
Что уж говорить о важности металлургии. Нас просто окружают металлические изделия, которые делают нашу жизнь проще и комфортнее. Металлы широко используются практически во всех сферах промышленности. В природе в свободном состоянии встречаются неактивные металлы – платина, золото, медь и серебро. Чтобы добыть данные металлы, необходимо отделить их от примесей механическим путем. Те минеральные природные соединения, которые добываются в производственных условиях, называются рудами.
Значение металлов в природе
Атомы металла в организме животных играют схожую роль, что и в организме животных: атом металла находится в центре всех сложных соединений, которые связывают кислород. От количества металлов в почве зависит ее плодородие и богатство на органические соединения.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали, какая роль металлов в природе и жизни человека.
Читайте также: