Είναι το γυαλί ένα υγρό ή ένα στερεό;

Το γυαλί είναι μια άμορφη μορφή ύλη. Είναι ένα στερεό. Μπορεί να έχετε ακούσει διαφορετικές εξηγήσεις σχετικά με το εάν το γυαλί πρέπει να ταξινομηθεί ως στερεό ή ως υγρό. Εδώ είναι μια ματιά στη σύγχρονη απάντηση σε αυτό το ερώτημα και την εξήγηση πίσω από αυτό.

Βασικές επιλογές: Το γυαλί είναι υγρό ή στερεό;

Εξετάστε τα χαρακτηριστικά των υγρών και των στερεών. Τα υγρά έχουν α καθορισμένος όγκος, αλλά έχουν τη μορφή του δοχείου τους. Ένα στερεό έχει σταθερό σχήμα καθώς και σταθερό όγκο. Έτσι, για να είναι υγρό το γυαλί θα πρέπει να είναι σε θέση να αλλάξει το σχήμα ή τη ροή του. Ρέει το γυαλί; Όχι, δεν είναι!

Πιθανώς η ιδέα ότι το γυαλί είναι ένα υγρό προήλθε από την παρατήρηση του παλιού γυαλιού παραθύρου, το οποίο είναι παχύτερο στο κάτω μέρος από ό, τι στην κορυφή. Αυτό δίνει την εμφάνιση ότι η βαρύτητα μπορεί να έχει προκαλέσει αργή ροή του γυαλιού.

Ωστόσο, το γυαλί το κάνει δεν ροή με την πάροδο του χρόνου! Το παλαιότερο γυαλί έχει διακυμάνσεις στο πάχος λόγω του τρόπου κατασκευής του. Το γυαλί που ανατινάχτηκε δεν θα έχει ομοιομορφία επειδή η φυσαλίδα αέρα που χρησιμοποιείται για να αραιώσει το γυαλί δεν επεκτείνεται ομοιόμορφα μέσω της αρχικής γυάλινης σφαίρας. Το γυαλί που περιστράφηκε όταν ήταν ζεστό στερείται επίσης ομοιόμορφου πάχους επειδή η αρχική γυάλινη σφαίρα δεν είναι τέλεια σφαίρα και δεν περιστρέφεται με τέλεια ακρίβεια. Το γυαλί χύθηκε όταν το λιωμένο είναι παχύτερο στο ένα άκρο και λεπτότερο στο άλλο επειδή το γυαλί άρχισε να κρυώνει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έκχυσης. Είναι λογικό ότι το παχύτερο γυαλί είτε θα σχηματίζεται στο κάτω μέρος μιας πλάκας είτε θα προσανατολίζεται με αυτόν τον τρόπο, ώστε το γυαλί να είναι όσο το δυνατόν πιο σταθερό.

Το μοντέρνο γυαλί παράγεται με τέτοιο τρόπο που έχει ομοιόμορφο πάχος. Όταν κοιτάζετε τα μοντέρνα γυάλινα παράθυρα, ποτέ δεν βλέπετε το γυαλί να γίνεται παχύτερο στο κάτω μέρος. Είναι δυνατόν να μετρηθεί οποιαδήποτε αλλαγή στο πάχος του γυαλιού χρησιμοποιώντας λέιζερ τεχνικές τέτοιες αλλαγές δεν έχουν παρατηρηθεί.

Το επίπεδο γυαλί που χρησιμοποιείται στα μοντέρνα παράθυρα παράγεται χρησιμοποιώντας τη διαδικασία υαλοπινάκων. Το λιωμένο γυαλί επιπλέει σε λουτρό λιωμένου κασσίτερου. Το άζωτο υπό πίεση εφαρμόζεται στο πάνω μέρος του γυαλιού έτσι ώστε να επιτυγχάνεται ομαλό φινίρισμα. Όταν το ψυγμένο γυαλί τοποθετείται όρθια έχει και διατηρεί ομοιόμορφο πάχος σε ολόκληρη την επιφάνειά του.

Αν και το γυαλί δεν ρέει σαν υγρό, δεν επιτυγχάνει ποτέ μια κρυσταλλική δομή που πολλοί άνθρωποι συνδέουν με ένα στερεό. Ωστόσο, ξέρετε πολλών στερεών που δεν είναι κρυσταλλικά! Παραδείγματα περιλαμβάνουν ένα κομμάτι ξύλου, ένα κομμάτι άνθρακα και ένα τούβλο. Τα περισσότερα γυαλιά αποτελούνται από διοξείδιο του πυριτίου, το οποίο στην πραγματικότητα σχηματίζει κρύσταλλο υπό τις σωστές συνθήκες. Ξέρεις αυτό το κρύσταλλο ως χαλαζία.

Στη φυσική, ένα γυαλί ορίζεται ως οποιοδήποτε στερεό που σχηματίζεται από ταχεία απόσβεση τήγματος. Ως εκ τούτου, το γυαλί είναι συμπαγές εξ ορισμού.

Το γυαλί στερείται μετάβασης φάσης πρώτης τάξης, που σημαίνει ότι δεν έχει όγκο, εντροπία και ενθαλπία σε όλο το εύρος μετάβασης γυαλιού. Αυτό ξεχωρίζει το γυαλί από τα τυπικά στερεά, έτσι ώστε να μοιάζει με ένα υγρό από αυτή την άποψη. Η ατομική δομή του γυαλιού είναι παρόμοια με αυτήν ενός υπερψυκμένου υγρού. Το γυαλί συμπεριφέρεται σαν ένα στερεό όταν ψύχεται κάτω από αυτό Θερμοκρασία μετατροπής γυαλιού. Σε γυαλί και κρύσταλλο, η μετάφραση και περιστροφική κίνηση είναι σταθερό. Παραμένει ένας δονητικός βαθμός ελευθερίας.