Lasi on amorfinen muoto asia. Se on vankka. Olet ehkä kuullut erilaisia selityksiä siitä, pitäisikö lasi luokitella kiinteäksi tai nestemäiseksi. Tässä on katsaus nykyaikaiseen vastaukseen tähän kysymykseen ja selitys sen taustalla.
Avaintyypit: Onko lasi neste tai kiinteä aine?
- Lasi on kiinteä aine. Sillä on selkeä muoto ja tilavuus. Se ei virtaa. Erityisesti se on amorfinen kiinteä aine, koska piidioksidimolekyylejä ei ole pakattu kidehilaan.
- Syynä siihen, että ihmiset ajattelivat, että lasi voi olla neste, oli se, että vanhat lasi-ikkunat olivat pohjassa paksumpia kuin yläosassa. Lasi oli tietyissä paikoissa paksumpi kuin toiset sen valmistustavan vuoksi. Se asennettiin paksummalla osalla alaosaan, koska se oli vakaampi.
- Jos haluat teknistä, lasi voi olla neste, kun sitä kuumennetaan, kunnes se sulaa. Huoneenlämpötilassa ja paineessa se kuitenkin jäähtyy kiinteäksi aineeksi.
Onko Glass nestettä?
Harkitse nesteiden ja kiinteiden aineiden ominaisuuksia. Nesteillä on varma tilavuus, mutta ne ovat astiansa muotoisia. Kiinteällä aineella on kiinteä muoto ja kiinteä tilavuus. Joten lasin on oltava neste, sen on kyettävä muuttamaan muotoaan tai virtaustaan. Virtaako lasi? Ei, se ei!
Luultavasti ajatus siitä, että lasi on nestettä, tuli seuraamalla vanhaa ikkunalasia, joka on pohjassa paksumpi kuin yläreunassa. Tämä antaa vaikutelman, että painovoima on saattanut aiheuttaa lasin virtauksen hitaasti.
Lasi kuitenkin ei virta ajan myötä! Vanhemman lasin paksuus vaihtelee sen valmistustavan vuoksi. Puhalletusta lasista puuttuu tasaisuus, koska lasin ohentamiseksi käytetty ilmakupla ei laajene tasaisesti alkuperäisen lasikuulan läpi. Kuumana kehrätystä lasista puuttuu myös tasainen paksuus, koska alkuperäinen lasipallo ei ole täydellinen pallo eikä se pyöri täydellisellä tarkkuudella. Lasia kaadettiin, kun sula on paksumpi toisesta päästään ja ohuempi toisesta, koska lasi alkoi jäähtyä kaatamisprosessin aikana. On järkevää, että paksumpi lasi joko muodostuisi levyn pohjaan tai olisi suunnattu tällä tavalla, jotta lasi olisi mahdollisimman vakaa.
Nykyaikainen lasi valmistetaan tavalla, jolla on tasainen paksuus. Kun tarkastelet moderneja lasi-ikkunoita, et koskaan näe lasin paksuutuvan alareunassa. Lasin paksuuden muutokset on mahdollista mitata laserilla tekniikat; tällaisia muutoksia ei ole havaittu.
Kelluva lasi
Nykyaikaisissa ikkunoissa käytetty tasolasi valmistetaan float-lasiprosessilla. Sulattu lasi kelluu sulan tinahauteessa. Paineistettu typpi levitetään lasin yläosaan niin, että se saa peilistä sileän pinnan. Kun jäähdytetty lasi asetetaan pystysuoraan, sen paksuus on koko pinnan tasolla ja se ylläpitää tasaista.
Amorfinen kiinteä aine
Vaikka lasi ei valu kuin neste, se ei koskaan saavuta kiteistä rakennetta, jonka monet ihmiset yhdistävät kiinteään aineeseen. Kuitenkin tiedät monista kiintoaineista jotka eivät ole kiteisiä! Esimerkkejä ovat puupala, pala hiiltä ja tiili. Suurin osa lasista koostuu piidioksidista, joka todella muodostaa kiteen oikeissa olosuhteissa. Sinä tiedät tämä kide kvartsina.
Lasin fysiikan määritelmä
Fysiikassa lasin tarkoitetaan mitä tahansa kiinteää ainetta, joka muodostuu nopealla sulatussammutuksella. Siksi lasi on määritelmän mukaan kiinteää.
Miksi lasi olisi neste?
Lasista puuttuu ensimmäisen kertaluvun vaihesiirto, mikä tarkoittaa, että sillä ei ole tilavuutta, entropiaa ja entalpiaa koko lasisiirtymän alueella. Tämä erottaa lasin tyypillisistä kiintoaineista siten, että se muistuttaa tässä suhteessa nestettä. Lasin atomirakenne on samanlainen yli jäähdytettyä nestettä. Lasi käyttäytyy kuin kiinteä aine, kun se jäähdytetään sen alapuolelle lasittumislämpötila. Sekä lasissa että kristallissa translaatio ja kiertoliike on korjattu. Värähtelyvapausaste säilyy.