This post is also available in: Holenderski Angielski Francuski Niemiecki Włoski Portugalski, Portugalia Hiszpański

Szkło jest amorficzną formą materii. To jest solidne. Być może słyszałeś różne wyjaśnienia na temat tego, czy szkło powinno być klasyfikowane jako ciało stałe, czy jako ciecz. Oto spojrzenie na współczesną odpowiedź na to pytanie i wyjaśnienie, które się za nim kryje.

Kluczowe wnioski: Czy szkło jest płynem czy ciałem stałym?

• Szkło jest ciałem stałym. Ma określony kształt i objętość. Nie płynie. W szczególności jest to amorficzne ciało stałe, ponieważ cząsteczki dwutlenku krzemu nie są upakowane w sieć krystaliczną.
• Powodem, dla którego ludzie myśleli, że szkło może być płynem, było to, że stare szklane okna były grubsze na dole niż na górze. Szkło było grubsze w niektórych miejscach niż inne ze względu na sposób, w jaki zostało wykonane. Został zainstalowany z grubszą częścią na dole, ponieważ był bardziej stabilny.
• Jeśli chcesz uzyskać techniczne, szkło może być cieczą, gdy jest podgrzewane, aż się stopi. Jednak w temperaturze pokojowej i ciśnieniu ochładza się w ciało stałe.

Czy szkło jest płynem?

Rozważ charakterystykę cieczy i ciał stałych. Ciecze mają określoną objętość, ale przyjmują kształt pojemnika. Bryła ma stały kształt, a także stałą objętość. Tak więc, aby szkło było cieczą, musiałoby być w stanie zmienić swój kształt lub przepływ. Czy szkło płynie? Nie!

Prawdopodobnie pomysł, że szkło jest cieczą, wziął się z obserwacji starego szkła okiennego, które jest grubsze na dole niż na górze. Daje to wrażenie, że grawitacja mogła spowodować powolny przepływ szkła.

Jednak szkło nie płynie z czasem! Starsze szkło ma różnice w grubości ze względu na sposób, w jaki zostało wykonane. Szkło, które zostało wydmuchane, nie będzie jednorodne, ponieważ pęcherzyk powietrza użyty do rozrzedzenia szkła nie rozszerza się równomiernie przez początkową szklaną kulę. Szkło, które zostało obrócone, gdy jest gorące, również nie ma jednolitej grubości, ponieważ początkowa szklana kula nie jest idealną kulą i nie obraca się z doskonałą precyzją. Szkło zostało wylane, gdy stopione jest grubsze na jednym końcu i cieńsze na drugim, ponieważ szkło zaczęło się ochładzać podczas procesu nalewania. Ma to sens, że grubsze szkło albo tworzyłoby się na dnie płyty, albo byłoby zorientowane w ten sposób, aby szkło było jak najbardziej stabilne.

Nowoczesne szkło jest produkowane w taki sposób, który ma równą grubość. Kiedy patrzysz na nowoczesne szklane okna, nigdy nie widzisz, że szkło staje się grubsze na dole. Możliwe jest zmierzenie dowolnej zmiany grubości szkła za pomocą technik laserowych; takich zmian nie zaobserwowano.

Szkło float

Szkło płaskie stosowane w nowoczesnych oknach produkowane jest w procesie szkła float. Stopione szkło unosi się na kąpieli ze stopionej cyny. Azot pod ciśnieniem nakłada się na górną część szkła, aby uzyskać gładkie lustrzane wykończenie. Gdy schłodzone szkło jest umieszczone w pozycji pionowej, ma i utrzymuje jednolitą grubość na całej swojej powierzchni.

Amorficzne ciało stałe

Chociaż szkło nie płynie jak ciecz, nigdy nie osiąga struktury krystalicznej, którą wiele osób kojarzy z ciałem stałym. Jednak znasz wiele ciał stałych, które nie są krystaliczne! Przykłady obejmują blok drewna, kawałek węgla i cegłę. Większość szkła składa się z dwutlenku krzemu, który faktycznie tworzy kryształ w odpowiednich warunkach. Znacie ten kryształ jako kwarc.

Fizyka Definicja szkła

W fizyce szkło definiuje się jako dowolne ciało stałe, które powstaje w wyniku szybkiego hartowania stopu. Dlatego szkło jest z definicji solidne.

Dlaczego szkło miałoby być płynem?

Szkło nie ma przejścia fazowego pierwszego rzędu, co oznacza, że nie ma objętości, entropii i entalpii w całym zakresie zeszklenia. To odróżnia szkło od typowych ciał stałych, tak że pod tym względem przypomina ciecz. Struktura atomowa szkła jest podobna do struktury przechłodzonej cieczy. Szkło zachowuje się jak ciało stałe, gdy jest chłodzone poniżej temperatury zeszklenia. Zarówno w szkle, jak i krysztale ruch translacyjny i obrotowy jest stały. Pozostaje wibracyjny stopień swobody.

Źródło