Часто можно услышать, что стекло - это жидкость. Ключевой аргумент утверждения: в частности, это видно по витражам в старых соборах Европы. Стекло внизу у основания толще, чем на самом верху.
Большинство людей, похоже, хотят в это верить.
Стекло естественно течёт, поэтому является жидкостью верно?
Жидкости текут, потому что нет достаточных сил, чтобы удерживать их молекулы вместе. Молекулы жидкостей могут свободно перемещаться относительно друг друга, так что жидкости могут быть разбрызганы
и разлиты.
Но в отличие от частиц в обычных жидкостях, частицы стекла крепко связаны вместе сильными химическими связями. Поэтому они не могут течь при комнатной температуре. Аналогия несостоятельна с точки зрения текучести.
Есть ещё несколько причин, по которым стекло
не может относится к жидким телам
Вернёмся к старинному стеклу. Действительно некоторые древние стёкла неравномерны по толщине. Однако при этом часто наблюдается,
что стекло может быть толще как наверху, так и внизу. Вероятно, это обусловлено в первую очередь технологией изготовления.
Например, египетские сосуды и римские чаши не становятся бесформенными, после векового лежания в мавзолеях и земле. Хотя эти стёкла на тысячелетия старше окон тех же европейских соборов.
Подсчитано, что пластине стекла высотой в 1 метр и толщиной в 1 см,
в вертикальном положении при комнатной температуре, чтобы сгуститься всего на 1 нанометр внизу потребуется около 10 миллиардов лет. Такие цифры кажутся причудливыми, поэтому необходимо рассматривать ещё один параметр — вязкость.
Вязкость — это мера сопротивления жидкости текучести. Она измеряется
в пуазах. При комнатной температуре вязкость воды составляет около 0.01 пуаза.
При извлечении из печи, обычные стекла постепенно меняют свою консистенцию от густой краски до ириски. Чтобы иметь такую вязкость стекло должно быть очень горячим и светиться тусклым красным цветом.
При более низких температурах (около 500 Кельвин) вязкость стекла составляет порядка 50 миллионов пуазов, а такая температура носит название точки размягчения.
Ниже этих температур стёкла становятся жёсткими. А их вязкость
при комнатных температурах оценивается в 10²⁰ пуазов. В то время как вязкость металлического свинца составляет примерно 10¹¹ пуазов, то есть в миллиард раз текучее, чем стекло.
Можно предположить, что свинцовая оболочка, удерживающая витражное стекло должна течь в 1 млрд раз быстрее него самого. Даже несмотря на то, что свинцовая оболочка изгибается под огромными архитектурными нагрузками, никто никогда не говорит, что свинец это жидкость.
Некоторые вещи не поддаются классификации в упрощённой схеме. Поэтому в физике и материаловедение выделяется отдельный класс некристаллических веществ, объединяющий их под названием аморфные.
Они лишены порядка порядка, характерного для кристаллических тел.
К аморфным материалам относятся полимеры, гели, тонкие плёнки, некоторые металлы, наноструктурированные вещества и как Вы уже догадались, к ним относится стекло.
Обязательно подписывайтесь, Вам также понравится:
• Что такое антиматерия и почему она стоит $62.5 триллиона за грамм?
• 3 человека в истории, с запредельным уровнем удачи
• Можно ли брать в руки метеорит, который только что упал?
• Самый продолжительный научный эксперимент в истории, который длится более 90 лет