WILLOWS FLOW?
Geamul obișnuit în structura sa nu este o substanță cristalină, ci un lichid, foarte vâscos. Numai cu încălzire puternică, sticla începe să curgă în mod vizibil. Temperatura de topire, care caracterizează corpurile structurii cristaline, nu există la sticlă: înmuierea cu creșterea temperaturii are loc treptat. Substanțele cu proprietăți similare se numesc sticlă sau pur și simplu sticlă.
Cu toate acestea, până astăzi, nimeni nu a observat că geamul de sticlă stalo-cal în direcția pervazului ferestrei. Dacă geamul în cea mai mică măsură a fost curge, oamenii nu s-ar putea construi cu timp puternic optice tele-Ospreys, cum ar fi cel mai mare telescop din lume în deșertul chilian Atacama, numit „foarte mare optic.“ Diametrul său oglindă 8,2 m. Precizia de măcinare oglinda este extrem de mare, cea mai mică deformare a sticlei sunt inacceptabile.
Pe de altă parte, în studiul ferestrelor vitrate medievale din sticlă colorată, sa constatat: în partea inferioară sunt mai groase decât în partea superioară. Unii oameni de știință au ajuns la concluzia că aceasta este o consecință a procesului foarte lent, de multe secole, a fluxului de sticlă sub influența propriei greutăți, și chiar a oferit să folosească această proprietate pentru a stabili timpul de fabricare a sticlei antice. Chimiștii aveau convingerea că tuburile și bastoanele de sticlă lungă nu ar putea fi ținute într-o poziție verticală pentru o lungă perioadă de timp, deoarece au dispărut treptat. Acest lucru ar putea fi citit încă de la începutul secolului al XX-lea. în cartea celebrului om de știință german, câștigătorul Premiului Nobel în chimie Wilhelm Ostwald (1853-1932) "Cercetarea fizico-chimică".
Exploratorul englez Robert John Rayleigh (1875-1947), fiul faimosului fizician, laureat al Premiului Nobel, John William Rayleigh, a hotărât să testeze aceste afirmații experimental. Un astfel de test este asociat de obicei cu măsurarea vâscozității: cunoscând vâscozitatea, puteți calcula cantitatea de deformare, de exemplu, timp de 10 sau 100 de ani.
Vâscozitate - o proprietate lichid (sau gaz) pentru a asigura rezistența la deplasarea straturilor individuale în raport cu celălalt, dar, precum și mișcarea primului corp solid plasat în lichid. Sistemul Internațional de Unități (SI) are o viscozitate dimensiune Pa • s, dar în practică este unitatea de sistem comun de viscozitate poise (P): P 1 = 0,1 Pa • s. Este numit după fizicianul francez Jean Louis Poiseuille (1799-1869), care a adus forma lu volum de lichid V, care curge pentru un timp t prin peretele țevii cu buna-mi lungimea l și diametrul R atunci când diferența de presiune la capetele r țeavă: V = prtR ^ 4 / 8hl, unde h este vâscozitatea lichidului.
Cu toate acestea, Rayleigh nu a putut măsura viscozitatea sticlei la temperatura camerei. Estimări pe baza determinării vâscozității încălzitorului la o temperatură mai mare de 500 ° C
sticlă, pentru a da o valoare C 20 ° de 1021 P. Pentru comparație, viscozitatea apei la 20 ° C egală cu 0,01 P, glicerol - 15 n, QS-ly - aproximativ 108 P. Aceasta implică, este că sticla din 10 miliarde. ori mai lichid vâscos decât rășina.
În 1923, Rayleigh a efectuat următorul experiment. El a luat o baghetă de sticlă de aproximativ 1 m în diametru și o lungime de 5 mm, pune-l într-un orizontal-SRI se bazează pe doi pini condus în peretele de cărămidă, astfel încât tija odihnit pe ele doar la capetele sale. La mijlocul tijei a fost atârnată o greutate de 300 de grame (După cum sa dovedit, acest lucru pe foc rata este de aproximativ o treime din valoarea maximă: aceeași tija exactă a rupt în sarcina un pic mai mult de 1 kg.) Tija greutate de gen de marfă CPA-Dhu a cedat până la 28 mm în partea centrală. Și timp de șapte ani această valoare nu sa schimbat. Prin 1930, când experimentul sa încheiat, lăsării sarcinii tija mai crescut cu doar 1 mm, cu această schimbare, în poziția a sarcinii pe perete a avut loc în primii trei ani și a fost cauzat deformarea cea mai probabilă a zidurilor ei.
Atunci când se evaluează rezultatele acestui experiment, nu trebuie să uităm că sarcina era aproape de valoarea limită și zeci de ori mai mare decât greutatea tubului însuși. Și experiența a durat un timp considerabil.
Și cel mai important, experimentele ulterioare au arătat că această deformare nu este rezultatul unui flux vâscos de sticlă.
Acest lucru este dovedit de același Spencer. El se afla pe firele subțiri de sticlă înfășurând pe un tub cu un diametru de 2 cm și le rezista într-o astfel de stare pentru o lungă perioadă de timp cu o ușoară încălzire. Când firul a fost îndepărtat din tub, au fost A transformat curbe arc ochi-lo 60 cm, cu toate acestea, atunci când sunt plasate pe suprafața mercurului, în cazul în care, practic, nu frecare, oțel erectil fir -. Mai întâi rapid, apoi mai lent. Dacă deformările au fost rezultatul fluxului de sticlă, firele nu s-ar îndrepta niciodată!
Cauza deformării reziduale a sticlei a fost găsită abia la începutul anilor '50. Se pare că difuzia lentă a cationilor Na + are loc sub influența încărcării, care este abundentă în sticla obișnuită. După îndepărtarea încărcăturii, aceste cationi se reîntoarce treptat în poziția inițială, iar la sfârșitul capetelor, produsul din sticlă își asumă din nou aceeași formă.
Deci, experimentele au dat un rezultat clar: sticla nu curge sub sarcină și mai ales sub influența propriei greutăți.
De ce, atunci, tuburile de sticlă au într-adevăr o înclinație vizibilă și ochelarii vechi sunt îngroziți în partea inferioară?
Spencer a găsit această explicație destul de plauzibilă. Înainte de începutul anilor '20. XX secol. a fost
Sa introdus metoda mașinii de a trage tuburi de sticlă, această lucrare a fost făcută manual. Dar nici chiar cel mai abilist suflator de sticlă nu a putut obține un tub în mod ideal drept, de până la 1 m sau mai mult în lungime. În laborator, tuburile de sticlă au fost stocate (și chiar acum acum adesea stocate) într-o poziție verticală în standuri speciale undeva în spatele unui dulap în colț. Chimiștii, desigur, au încercat să aleagă conductele pentru ei înșiși mai uniform și astfel a existat o respingere firească a tuburilor curbe. Astfel, a apărut mitul de auto-îndoire a tuburilor (și chiar a intrat în unele manuale).
Acum câteva cuvinte despre vitraliile din secolul al XVII-lea. Aici, motivul pentru grosimea inegală a sticlei este chiar mai interesant și este asociat cu vechea tehnologie de fabricare a geamurilor. Un suflator de sticlă calificat scria un kilogram mare de câte patru bucăți dintr-un pahar înclinat la capătul tubului și sufla din el un balon, care apoi se aplatiza. Acesta a fost, în mod surprinzător, omogen (pentru lucrul manual) cu diametrul discului de un metru și jumătate, cu margine pe margine. Din acest disc și tăiați (de la centru la margini) ochelari înguste pentru vitralii. Pe de o parte (unde era marginea discului), erau puțin mai groase, iar atunci când se instalează o astfel de bucată în fereastra de legare, ea era, de obicei, amestecată cu o parte groasă în jos. Secole mai târziu, când vechea tehnologie de fabricare a stivei de ferestre a fost uitată de mult, ideea a apărut că îngroșarea din partea inferioară a sticlei este rezultatul scurgerii acesteia.
* Topirea este procesul de trecere a unei substanțe solide într-un lichid. Procesul invers se numește cristalizarea din faza lichidă (topitură).
Structura substanțelor cristaline (1) și amorfe (2).
Trimiteți-le prietenilor: