Когда мы произносим слово "металл", сознание дорисовывает, что при нормальных условиях это обязательно будет твёрдое тело. Только в знаменитом и легендарном "Терминаторе 2" есть робот, изготовленный из жидкого расплава металла и способный принимать нужные конфигурации и формы.
Однако, при комнатной температуре известная всем ртуть имеет структуру жидкости или находится в жидком агрегатном состоянии. При этом ртуть является металлом и строго отнесена наукой о материалах именно к металлам. И она вовсе не сошла со страниц фантастических книг. Но как так...Металл и вдруг жидкий?
Что именно влияет
Секрет тут в том, что у разных металлов разная температура плавления. Именно при температуре плавления металл переходит из твёрдого состояния в жидкое.
При плавлении кристаллическая решетка начинает переходить из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное. Выстроенные друг за другом частички, организованные в виде некоторой системы, теряют это упорядочивание и располагаются так, как это свойственно для жидкости. Это и есть процесс плавления.
Для чего тут нужна энергия
Процесс плавления требует притока энергии. Энергия нужна для того, чтобы разрушать уже имеющиеся в материале связи между частичками и ломать его кристаллическую решетку.
В случае плавления речь идёт про тепловую энергию. Для того, чтобы передать тепловую энергию, тело нужно нагреть до некоторой температуры любым известным способом.
Сообщаем телу температуру, она начинает переходить во внутреннюю энергию, а это увеличивает интенсивность теплового движения частичек внутри него. Атомы в структуре металла двигаются более интенсивно и тело в итоге плавится. Получается коктейль из расплавленного металла.
Ну а энергия, которая нужна для такого разрушения тела, всегда разная. Зависит она от типа структуры, количества связей и свойств самих атомов.
Что у ртути?
Так уж получилось, что для разрушения кристаллической структуры ртути вполне достаточно даже комнатной температуры. Уже при этой температуре твёрдый металл становится жидким. Это далеко не единственный пример, когда металл так легко плавится.
Возьмем тот же галлий. У него температура плавления, грубо говоря, +30 градусов по шкале Цельсия. Он легко расплавится в даже руках. Температуры тела достаточно, потому что переданной энергии хватает.
Меньше энергии нужно для плавления - до меньших температур нужно греть образец. Температура тут есть мера переданной энергии. Вот и получается, что в случае ртути вполне достаточно небольшого количества тепловой энергии.
А что, если охладить?
При этом если ртуть охладить, то получится самый обычный, привычный всем, твёрдый металл.
Охлаждая ртуть, мы просто перешагиваем температуру плавления и пока она не превышена, ртуть будет иметь кристаллическую структуру и выглядеть именно как твёрдый материал.
Температура плавления ртути -40 градусов по Цельсию и если охладить расплав до этого диапазона температур, то получится железяка. Свойства твердой ртути довольно специфические, но все типично металлические свойства сохраняются.
Вот и получается, что ртуть в градуснике эквивалентна расплаву олова, которое грели на костре. С физической точки зрения и с точки зрения структуры - это одинаковые тела. Вот только для плавления олова нужно было 250 градусов, а для плавления ртути - что-то около -40. Получается, что всё в науке относительно. Так жидкая ртуть, которая воспринимается как жидкость, на самом деле является металлом.
Но что тогда делает из металла именно металл? Почему вещество относят к одному классу или к другому классу. Почему тогда вода - это вода, а жидкая ртуть - это именно металл. Об этом мы расскажем как-нибудь в другой статье на канале! Поэтому, не забываем подписываться :)
------------
Обязательно оцените статью лайком, напишите комментарий и подпишитесь на проект! Это очень важно для развития канала.
-------------
Советую также прочитать на нашем канале:
-----