Stikls ir amorfa forma matērija. Tas ir ciets. Iespējams, esat dzirdējuši dažādus skaidrojumus par to, vai stikls jāklasificē kā ciets vai šķidrs. Šeit ir apskatīta mūsdienīgā atbilde uz šo jautājumu un tā skaidrojums.
Galvenās izņemtās preces: vai stikls ir šķidrums vai ciets?
- Stikls ir cieta viela. Tam ir noteikta forma un tilpums. Tas neplūst. Konkrēti, tā ir amorfa cieta viela, jo silīcija dioksīda molekulas nav iesaiņotas kristāla režģī.
- Iemesls, kāpēc cilvēki domāja, ka stikls varētu būt šķidrums, bija tāpēc, ka vecie stikla logi apakšā bija biezāki nekā augšpusē. Stikls dažās vietās bija biezāks nekā citās tā izgatavošanas veida dēļ. Tas tika uzstādīts ar biezāku daļu apakšā, jo tas bija stabilāks.
- Ja vēlaties iegūt tehnisku informāciju, stikls var būt šķidrums, kad tas tiek uzkarsēts, līdz tas ir izkusis. Tomēr istabas temperatūrā un spiedienā tas atdziest cietā stāvoklī.
Vai stikls ir šķidrums?
Apsveriet šķidrumu un cietvielu īpašības. Šķidrumiem ir a noteikts apjoms, bet tie iegūst sava konteinera formu. Cietajai vielai ir fiksēta forma, kā arī noteikts tilpums. Tātad, lai stikls būtu šķidrums, tam jāspēj mainīt tā formu vai plūsmu. Vai stikls plūst? Nē, tas nav!
Droši vien ideja, ka stikls ir šķidrums, radās, novērojot veco logu stiklu, kura apakšā ir biezāka nekā augšpusē. Tas rada izskatu, ka gravitācijas dēļ stikls varēja lēnām plūst.
Tomēr stikls to dara nē plūst laika gaitā! Vecāka stikla biezums variē tā izgatavošanas veida dēļ. Pūstajam stiklam trūks vienveidības, jo gaisa burbulis, ko izmanto stikla atšķaidīšanai, vienmērīgi neizplešas caur sākotnējo stikla lodīti. Stiklam, kuru karstā laikā savērpa, arī nav vienāda biezuma, jo sākotnējā stikla bumba nav perfekta lode un negriežas ar perfektu precizitāti. Tika izliets stikls, kad izkausēts vienā galā ir biezāks, bet otrā - plānāks, jo glāze sāka atdzist ielejot. Ir loģiski, ka biezāks stikls vai nu veidosies plāksnes apakšā, vai arī tiks orientēts šādā veidā, lai stikls būtu pēc iespējas stabilāks.
Mūsdienu stikls tiek ražots tādā veidā, lai tam būtu vienmērīgs biezums. Skatoties uz mūsdienu stikla logiem, jūs nekad neredzat, ka stikls apakšā kļūst biezāks. Ir iespējams izmērīt jebkuras izmaiņas stikla biezumā izmantojot lāzeru paņēmieni; šādas izmaiņas nav novērotas.
Pludiņa stikls
Plakano stiklu, ko izmanto mūsdienu logos, ražo, izmantojot pludinātā stikla procesu. Izkausēts stikls peld uz izkausētas skārda vannas. Stikla augšpusē tiek uzklāts spiediens ar slāpekli, lai tas iegūtu spoguļa līdzenumu. Kad atdzesēto stiklu novieto vertikāli, tam ir un vienmērīgs biezums visā tās virsmā.
Amorfs ciets
Kaut arī stikls neplūst kā šķidrums, tas nekad nesasniedz kristālisku struktūru, kuru daudzi cilvēki saista ar cietu vielu. Tomēr jūs zināt no daudzām cietvielām kas nav kristālisks! Piemēri ir koka bloks, ogļu gabals un ķieģelis. Lielāko daļu stikla veido silīcija dioksīds, kas pareizajos apstākļos faktiski veido kristālu. Jūs zināt šis kristāls kā kvarcs.
Stikla fizikālā definīcija
Fizikā stikls ir jebkura cieta viela, kas veidojas, strauji izkausējot kausējumu. Tāpēc stikls pēc definīcijas ir ciets.
Kāpēc stikls būtu šķidrums?
Stiklam trūkst pirmās kārtas fāzes pārejas, kas nozīmē, ka visā stikla pārejas diapazonā tam nav tilpuma, entropijas un entalpijas. Tādējādi stikls atšķiras no tipiskām cietvielām tā, ka šajā ziņā tas atgādina šķidrumu. Stikla atomu struktūra ir līdzīga tai pārdzesēta šķidruma. Stikls uzvedas kā ciets, kad to atdzesē zem tā stikla pārejas temperatūra. Gan stiklā, gan kristālā translācijas un rotācijas kustība ir noteikts. Paliek vibrējoša brīvības pakāpe.