Чи рідке скло?

Багато людей навіть не підозрюють про те, що довкола нас є безліч предметів і речей, які мають дивовижні властивості. У цій статті обговоримо твердість деяких матеріалів та цікаві результати, що виходять на основі цих властивостей. 1994 року великий землетрус вдарив поблизу Лос-Анджелеса, вбивши 57 людей, і поранивши понад 5 000. Матеріальна шкода досягла неймовірних 20 мільярдів доларів. Такі землетруси змушують нас замислитись. Наскільки тверда земля під нашими ногами? Що взагалі означає поняття твердості? Кам'яновугільний пек здається твердим, але це не так. Насправді він дуже в'язкою рідиною, тобто. він рідкий. В'язкість - це міра опору розтіканню. Оливкова олія приблизно в 100 разів в'язка води, а мед у 100 разів в'язка олії. В'язкість пеку більша за в'язкість води в 230 мільярдів раз. У Клівлендському університеті над пеком проводиться найтриваліший у світі експеримент. У 1927 році пек був поміщений у вирву. За 90 років із неї впало всього 9 крапель. Ніхто не був присутній при краплі краплі. У 1988 році хранитель експерименту Джон Мейнстон був близький до того, щоб побачити, як падає крапля. Він вийшов із кімнати, щоб налити собі чаю і пропустив заповітний момент. Ви можете спостерігати за цим експериментом онлайн, але оскільки остання крапля впала у 2014 році, то навряд чи Вам вдасться найближчими роками побачити заповітне падіння. Інша речовина, яка є в'язкою рідиною – це скло. Скло незвичайне тим, що воно є аморфним тілом. Молекули діоксиду кремнію не складають упорядковану структуру. Скло охолоджується настільки швидко, що при переході з рідкого в "твердий" стан молекули не мають часу вишикуватися в упорядковану кристалічну структуру. Візуально твердим скло роблять атоми або молекули, які настільки сильно скріплені хімічно один з одним, що вони не можуть прослизати поряд з іншими. Однак відсутність упорядкованої кристалічної структури робить скло все ж таки рідким, навіть коли воно знаходиться у візуально твердому стані. Саме через те, що скло насправді рідке, у віконних рамах у старих будинках, де вікна простояли вже по кілька десятків років, добре помітно, що шибки тонші вгорі ніж унизу. Це пов'язано з тим, що частина скла за довгі роки вже скла зверху вниз. Тому в таких будинках вікна деренчать у рамах, адже вгорі вони вже тонші, ніж підготовлений їм зазор. Іноді цей ефект настільки помітний, що згори утворюється навіть щілина. Йдемо далі. Що ми знаємо про внутрішню частину Землі? Під земною корою знаходиться мантія, яка відповідає за рух тектонічних плит та землетрусу. Тверда вона чи рідка? Ми ніколи не зможемо побачити мантію безпосередньо, але можемо спостерігати лаву, яка є розпеченим каменем. Можна припустити, що мантія дуже схожа на неї. Мантія має бути рідкою, тому що їй потрібно текти, правильно? Насправді ні, тому що мантія є твердим тілом. Хвилі із руховим землетрусом можуть поширюватись крізь мантію, але ці хвилі не можуть пересуватися крізь рідини, що є підтвердженням її твердості. Яким чином твердий камінь тече? Відповідь перебуває у неідеальності кристалів, які можуть бракувати кількох атомів. В'язкість мантії схожа на в'язкість скла, тільки на кілька порядків вище. Мантія стає схожою на рідину, але тільки в геологічні відрізки часу. Пек – це рідина, яка може текти так повільно, що здається твердим тілом. А мантія землі – це тверде тіло, яке поводиться як рідина, якщо почекати досить довго. Твердість і пластичність немає абсолютного значення, лише відносне. І всі тіла насправді водночас рідкі та тверді. Коли справі величезна маса і сила, то різниця втрачає значення. Тверді визначення, які ми для себе створюємо, призводять до неправильних уявлень та в'язких чуток.