Cam neden sıvı olarak sınıflandırılır?
Bu aptal macun:
(resim kaynağı: Weird Science: The Silly Putty'nin Tesadüfen İcadı - Kids Discover)
Onunla daha önce oynadıysanız, sıktığınızda aktığını fark edeceksiniz, ancak kısa vadede onu bir top haline getirirseniz zıplatabilirsiniz! Topu bırakırsanız yavaş yavaş oturduğu yüzeyin şeklini alacaktır. Bununla birlikte, çoğu insan aptal macunu katı veya en azından katı-ish olarak tanımlar. Aslında, topun masanın üzerinde kalıplanması nedeniyle biraz akışkan davransa da, aptal bir macun topu makul bir süre içinde çok ince bir film halinde yuvarlanmaya devam etmez. Hayır, masanın üzerinde duran topaklı bir şekil olarak kalır.
Bunun nedeni aptal macunun şekilsiz katılar olarak kabul edilen bir malzeme sınıfından olmasıdır. Jeller, birçok polimer, bazı metaller ve tahmin ettiğiniz gibi cam gibi pek çok şey bu kategoriye girer. Aslında, amorf bir katının ilk arketipi camdı, ancak o zamandan beri cam geçiş sıcaklığı sergileyen amorf bir katının özel bir durumu olarak tanımlandı.
Tamam, peki neden örnek olarak aptal macun getirdim? Görüyorsunuz, bir şeyi sıvı veya katı olarak kategorize etmek aldatıcıdır ve birçok şey için sıvıdan katıya geçişin bir karar verme meselesi olduğu ortaya çıktı. Çeşitli sıvıların farklı viskoziteleri, yani akma veya akmaya zorlanabilme hızları vardır. Su katı mıdır? Çoğu insan, oda sıcaklığında değil, hayır derdi. Bal katı mıdır? Çoğu insan balın daha kalın ama yine de sıvı olduğunu söyler. Pekmez katı mıdır? Isınıyoruz ama pekmez hala çok güzel akıyor. Aptal macun ne olacak? İşte burada işler ilginçleşiyor. Bahsettiğim gibi, kesinlikle hem sıvı hem de katı özelliklerini gösterir. Aptal bir macundan daha viskoz bir şey var mı ki, sıvı mı yoksa katı mı olacağına karar vermekte zorlanacağız.
Değerlendirmeniz için sunuyorum, adım:
(resim kaynağı: Dosya:Bitumen.jpg - Wikimedia Commons)
Yukarıdaki görüntüden, zift kesinlikle bazı parçalara bölünmüş, neredeyse camsı bir katı gibi görünüyor. Çoğu niyet ve amaç için, kesinlikle bir katı gibi ele alınır, çünkü zift asfaltın başka bir adıdır ve asfalt, kaldırım yollarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıvı bir yolda araç kullanmak istemezsiniz, değil mi? Yine de, yeni asfaltlanmış bir yol şeklindeki zift, hava sıcakken içinde tekerlek izleri oluşturabilir ve bu, daha soğuk yol yüzeylerinde daha yavaş da olsa olabilir. Yol, aslında dev bir pirinç çıtır ikramı gibidir; şekilsiz bir şeyle birbirine bağlanmış katı bir kütle.
Şimdi, ziftin oda sıcaklığında bile bazı sıvı benzeri özellikler gösterdiğinden bahsediyorum. Şuna bir bak:
(resim kaynağı: Dosya:Queensland Üniversitesi Pitch drop deneyi-beyaz bg.jpg)
Bu, oldukça ünlü Queensland Üniversitesi Pitch Drop deneyidir. Guinness Rekorlar Kitabı'na dünyanın en uzun süre devam eden bilim deneyi olarak kaydedilmiştir. Deney, 1927'de, bazı malzemelerin yeterli zaman verildiğinde görünüşte katıyken sıvı gibi davranabileceğini göstermenin bir yolu olarak başlatıldı. Deney, sıcak ve sıvı ziftin ağzı kapalı bir huni içerisine konularak 3 yıl süreyle çökeltilmesiyle kurulmuştur. Ardından durdurucu çıkarıldı ve gösterilen kurulumda ziftin serbest akışına izin verildi. Kabaca her 8-13 yılda bir huniden birer birer zift damlası düşer.
Bununla birlikte, oldukça düzenli bir yapıya sahip olan ve neyin katı veya sıvı olduğunun açıkça tanımlanabildiği bazı katılar vardır. Bunlara kristal katılar denir ve onları kristal yapan şey onların çapraz bağlanması ve son derece organize atom modelidir.
Sonunda cama geliyoruz. Cam, bir kısmına kristal denmesine rağmen, şekilsiz bir katıdır. Bir fırında ısıtıldığında açıkça sıvı olan, ancak oda sıcaklığında oldukça katı görünen bir şeye erir. İşin püf noktası, yine de, jüri hala dışarıda. İlk başta bilim adamları, camın oda sıcaklığında çok yüksek bir viskoziteye ve dolayısıyla hatlar boyunca çok yavaş bir akış hızına sahip olmasına rağmen aslında bir sıvı olduğuna dair şüphelerini sonlandırmak için eski cam parçalarının kalınlığını tabanlarında ölçebileceklerini düşündüler. zift. Camların bir kısmının üst kısımlara kıyasla daha kalın alt kısımlara sahip olduğunu bulmuş gibi görünüyorlar, ancak jüri bu keşfin geçerliliği konusunda hâlâ kararsız. Bunun bir nedeni, parıldayan cam bölmeler için eski cam üfleme tekniklerinin büyük bir balonu üflemeyi, onu patlatmayı içermesidir. ve ardından, şekli kesmeden önce patlamış balonun kalıntısını bir kare veya dikdörtgen şeklinde presleyin. Bu, levhaların, gerçek malzeme akışının aksine üretimdeki farklılıklar nedeniyle daha ince olabileceği anlamına gelir.
Camın en zor yanı, kristal bir katı gibi katılaşmaması, ancak katılaşma veya donmaya benzer bir süreç olan vitrifikasyona uğramasıdır, ancak bu işlem, malzemenin viskozite için bir eşik değerini aştığının kontrol edilmesi dışında herhangi bir doğrulama içermez. / sağlamlık.
Görünüşe göre, sıvıdan katıya geçiş, "katı" olan ve olmayan için ayrık değerlere karşı bir spektrum çizgileri boyunca daha fazla çıkıyor. Bu, mavi ve sarı boyaların birbirine karıştırılmasıyla yapılan belirli bir tonu yapıştırmakla hemen hemen aynıdır. Her iki boyanın da değişen miktarlarıyla, bir tonun daha çok mavi yeşil, diğerinin sarı yeşil olduğunu söyleyebilirsiniz, ancak yalnızca tonları birbiriyle karşılaştırırken. Aksi takdirde, hepsine "yeşil" demekle yetinirsiniz. Cam, zift gibi süper viskoz bir sıvı olabilir veya ısı eklemeden akmayabilir. Mesele şu ki, ne siz ne de bu argümanın diğer tarafını tartışan insanlar tamamen doğru değilsiniz, çünkü konunun gri tonları var.
Maddeyi sıvılar, katılar ve gazlar olarak sınıflandırmak iyidir, ancak bazı şeylerin bu kadar basit bir sistemde sınıflandırmaya meydan okuduğunu anlamak en iyisidir.
Dipnotlar
İfadelerEmoticon