Гадны нөлөөнд өртөх үед аморф бие илэрдэг. Аморф биетүүд – Мэдлэгийн гипермаркет

Хатуу бодисыг молекулын бүтэц, физик шинж чанараараа аморф ба талст гэж хуваадаг.

Кристалуудаас ялгаатай нь аморф хатуу бодисын молекул, атомууд нь тор үүсгэдэггүй бөгөөд тэдгээрийн хоорондын зай нь боломжит зайн тодорхой хязгаарт хэлбэлздэг. Өөрөөр хэлбэл, талстуудад атомууд эсвэл молекулууд бие биендээ үүссэн бүтэц нь биеийн бүх эзлэхүүнд давтагдахуйц байдлаар бие биендээ байрладаг бөгөөд үүнийг урт хугацааны дараалал гэж нэрлэдэг. Аморф биетүүдийн хувьд молекулын бүтэц нь зөвхөн ийм молекул тус бүртэй харьцуулахад хадгалагддаг бөгөөд зөвхөн хөрш зэргэлдээх молекулуудын тархалтад хэв маяг ажиглагддаг - богино зайн дараалал. Тодорхой жишээг доор үзүүлэв.

Аморф биетүүд нь шил болон бусад шилэн төлөвт бодисууд, жилий, давирхай, хув, лацдан холболтын лав, битум, лав, ба органик бодис: резин, арьс шир, целлюлоз, полиэтилен гэх мэт.

Аморф биетүүдийн шинж чанарууд

Аморф хатуу бодисын бүтцийн онцлог нь тэдэнд бие даасан шинж чанарыг өгдөг.

1. Сул шингэн нь ийм биетүүдийн хамгийн алдартай шинж чанаруудын нэг юм. Жишээ нь цонхны хүрээн дээр удаан хугацаагаар сууж байсан шилэн дусал байж болно.
2. Аморф хатуу бодисХалаах явцад шингэн төлөвт шилжих нь биеийг зөөлрүүлэх замаар аажмаар явагддаг тул тодорхой хайлах цэг байдаггүй. Ийм учраас ийм биед зөөлрүүлэх температурын хязгаарыг ашигладаг.

1. Бүтцийн хувьд ийм биетүүд изотроп, өөрөөр хэлбэл тэдгээр нь байдаг физик шинж чанарчиглэлийн сонголтоос хамаарахгүй.
2. Аморф төлөвт байгаа бодис нь талст төлөвтэй харьцуулахад илүү их дотоод энергитэй байдаг. Ийм учраас аморф биетүүд бие даан талст төлөвт хувирч чаддаг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам шил үүлэрхэг болсны үр дүнд энэ үзэгдлийг ажиглаж болно.

Шилэн байдал

Байгалийн хувьд эдгээр бодисуудын молекулуудын нарийн төвөгтэй байдал нь ердийн болор тор үүсгэх боломжийг олгодоггүй тул хөргөх замаар талст төлөвт хувирах бараг боломжгүй шингэн байдаг. Ийм шингэнд зарим органик полимерийн молекулууд орно.

Гэсэн хэдий ч гүн гүнзгий, хурдан хөргөлтийн тусламжтайгаар бараг ямар ч бодис шил хэлбэртэй болж хувирдаг. Энэ бол ийм зүйл юм аморф төлөв, ямар ч тодорхойгүй болор тор, гэхдээ жижиг кластеруудын хэмжээнд хэсэгчлэн талсжих боломжтой. Материйн энэ төлөв метастабил, өөрөөр хэлбэл шаардлагатай термодинамикийн тодорхой нөхцөлд хадгалагдана.

Хөргөх технологийг тодорхой хурдтайгаар ашигласнаар бодис талсжих хугацаа байхгүй бөгөөд шил болж хувирна. Өөрөөр хэлбэл, материалын хөргөлтийн хурд өндөр байх тусам талсжих магадлал бага байдаг. Жишээлбэл, металл шил үйлдвэрлэхэд секундэд 100,000 - 1,000,000 Келвин хөргөх шаардлагатай болно.

Байгальд энэ бодис нь шилэн хэлбэрээр оршдог бөгөөд шингэн галт уулын магмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь хүйтэн ус эсвэл агаартай харилцан үйлчилж, хурдан хөрдөг. Энэ тохиолдолд бодисыг галт уулын шил гэж нэрлэдэг. Та мөн агаар мандалтай харилцан үйлчилж буй унасан солирын хайлалтын үр дүнд үүссэн шилийг ажиглаж болно - солирын шил эсвэл молдавит.

Хатуу бодисыг молекулын бүтэц, физик шинж чанараараа аморф ба талст гэж хуваадаг.

Кристалуудаас ялгаатай нь аморф хатуу бодисын молекул, атомууд нь тор үүсгэдэггүй бөгөөд тэдгээрийн хоорондын зай нь боломжит зайн тодорхой хязгаарт хэлбэлздэг. Өөрөөр хэлбэл, талстуудад атомууд эсвэл молекулууд бие биендээ үүссэн бүтэц нь биеийн бүх эзлэхүүнд давтагдахуйц байдлаар бие биендээ байрладаг бөгөөд үүнийг урт хугацааны дараалал гэж нэрлэдэг. Аморф биетүүдийн хувьд молекулын бүтэц нь зөвхөн ийм молекул тус бүртэй харьцуулахад хадгалагддаг бөгөөд зөвхөн хөрш зэргэлдээх молекулуудын тархалтад хэв маяг ажиглагддаг - богино зайн дараалал. Тодорхой жишээг доор үзүүлэв.

Аморф биетүүд нь шилэн болон бусад шилэн төлөвт бодисууд, жилий, давирхай, хув, лацдан холболтын лав, битум, лав, түүнчлэн органик бодисууд: резин, арьс шир, целлюлоз, полиэтилен гэх мэт.

Аморф биетүүдийн шинж чанарууд

Аморф хатуу бодисын бүтцийн онцлог нь тэдэнд бие даасан шинж чанарыг өгдөг.

1. Сул шингэн нь ийм биетүүдийн хамгийн алдартай шинж чанаруудын нэг юм. Жишээ нь цонхны хүрээн дээр удаан хугацаагаар сууж байсан шилэн дусал байж болно.
2. Аморф хатуу бодисууд нь тодорхой хайлах цэггүй байдаг, учир нь халаах явцад шингэн төлөвт шилжих нь биеийг зөөлрүүлэх замаар аажмаар явагддаг. Энэ шалтгааны улмаас ийм биед зөөлрүүлэх температурын хязгаарыг ашигладаг.

1. Бүтцийн хувьд ийм биетүүд изотроп шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл физик шинж чанар нь чиглэлийн сонголтоос хамаардаггүй.
2. Аморф төлөвт байгаа бодис нь талст төлөвтэй харьцуулахад илүү их дотоод энергитэй байдаг. Ийм учраас аморф биетүүд бие даан талст төлөвт хувирч чаддаг. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам шил үүлэрхэг болсны үр дүнд энэ үзэгдлийг ажиглаж болно.

Шилэн байдал

Байгалийн хувьд эдгээр бодисуудын молекулуудын нарийн төвөгтэй байдал нь ердийн болор тор үүсгэх боломжийг олгодоггүй тул хөргөх замаар талст төлөвт хувирах бараг боломжгүй шингэн байдаг. Ийм шингэнд зарим органик полимерийн молекулууд орно.

Гэсэн хэдий ч гүн гүнзгий, хурдан хөргөлтийн тусламжтайгаар бараг ямар ч бодис шил хэлбэртэй болж хувирдаг. Энэ бол тунгалаг болор торгүй аморф төлөв боловч жижиг кластеруудын хэмжээнд хэсэгчлэн талсжих боломжтой. Материйн энэ төлөв метастабил, өөрөөр хэлбэл шаардлагатай термодинамикийн тодорхой нөхцөлд хадгалагдана.

Хөргөх технологийг тодорхой хурдтайгаар ашигласнаар бодис талсжих хугацаа байхгүй бөгөөд шил болж хувирна. Өөрөөр хэлбэл, материалын хөргөлтийн хурд өндөр байх тусам талсжих магадлал бага байдаг. Жишээлбэл, металл шил үйлдвэрлэхэд секундэд 100,000 - 1,000,000 Келвин хөргөх шаардлагатай болно.

Байгальд энэ бодис нь шилэн хэлбэрээр оршдог бөгөөд шингэн галт уулын магмаас үүсдэг бөгөөд энэ нь хүйтэн ус эсвэл агаартай харилцан үйлчилж, хурдан хөрдөг. Энэ тохиолдолд бодисыг галт уулын шил гэж нэрлэдэг. Та мөн агаар мандалтай харилцан үйлчилж буй унасан солирын хайлалтын үр дүнд үүссэн шилийг ажиглаж болно - солирын шил эсвэл молдавит.

HyperComments-ээр дэмжигдсэн сэтгэгдэл

Аморф биетүүдийн товч тайлбар

-аас сургуулийн курсАморф бодисууд нь тэдгээрийн атомууд эмх замбараагүй дарааллаар байрладаг бүтэцтэй байдаг гэдгийг физикчид санаж байна. Зөвхөн ийм зохицуулалтыг албадан хийдэг хөрш зэргэлдээх байгууламжууд нь тодорхой байршилтай байж болно. Гэсэн хэдий ч талстуудтай зүйрлэвэл аморф биетүүдэд молекул, атомын хатуу дараалал байдаггүй (физикийн хувьд энэ шинж чанарыг "алсын зайн дараалал" гэж нэрлэдэг). Судалгааны үр дүнд эдгээр бодисууд нь шингэнтэй төстэй бүтэцтэй болохыг тогтоожээ.

Зарим бие (жишээлбэл, SiO 2 томьёотой цахиурын давхар ислийг авч болно) нэгэн зэрэг аморф төлөвт байж, талст бүтэцтэй байж болно. Эхний хувилбарт кварц нь жигд бус торны бүтэцтэй, хоёр дахь нь ердийн зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг

Өмч No1

Дээр дурдсанчлан аморф биетүүдэд болор тор байдаггүй. Тэдгээрийн атом, молекулууд нь богино хэмжээний зохион байгуулалттай байдаг бөгөөд энэ нь эдгээр бодисын анхны өвөрмөц шинж чанар болно.

Өмч No2

Эдгээр бие нь шингэний дутагдалд ордог. Бодисын хоёр дахь шинж чанарыг илүү сайн тайлбарлахын тулд бид лавын жишээг ашиглан үүнийг хийж болно. Хэрэв та юүлүүрт ус асгавал энэ нь зүгээр л асгарах нь нууц биш юм. Бусад шингэн бодисуудтай ижил зүйл тохиолдох болно. Гэхдээ аморф биетүүдийн шинж чанар нь ийм "заль мэх" хийхийг зөвшөөрдөггүй. Хэрэв лавыг юүлүүрт байрлуулсан бол эхлээд гадаргуу дээгүүр тархаж, дараа нь түүнээс урсаж эхэлнэ. Энэ нь бодис дахь молекулууд анхдагч байрлалгүйгээр нэг тэнцвэрийн байрлалаас огт өөр байрлал руу үсэрч байгаатай холбоотой юм

Өмч No3

Хайлах үйл явцын талаар ярих цаг болжээ. Аморф бодис нь хайлж эхэлдэг тодорхой температургүй гэдгийг санах нь зүйтэй. Температур нэмэгдэхийн хэрээр бие нь аажмаар зөөлөрч, дараа нь шингэн болж хувирдаг. Физикчид өгөгдсөн үйл явц эхэлсэн температурт бус харин хайлах температурын харгалзах мужид анхаарлаа хандуулдаг.

Өмч No4

Үүнийг дээр аль хэдийн дурдсан. Аморф биетүүд изотроп шинж чанартай байдаг. Өөрөөр хэлбэл, тухайн газарт оршин суух нөхцөл өөр байсан ч тэдний шинж чанар нь ямар ч чиглэлд өөрчлөгддөггүй.

Өмч No5

Дор хаяж нэг удаа хүн бүр тодорхой хугацааны дараа шил нь үүлэрхэг болж байгааг ажигласан. Аморф биетүүдийн энэ шинж чанар нь дотоод энерги нэмэгдсэнтэй холбоотой (энэ нь талстуудынхаас хэд дахин их). Ийм учраас эдгээр бодисууд бие даан талст төлөвт амархан ордог.”>

Кристал төлөвт шилжих

Тодорхой хугацааны дараа аливаа аморф бие нь талст төлөвт шилждэг. Үүнийг ажиглаж болно ердийн амьдралхүн. Жишээлбэл, хэрэв та чихэр эсвэл зөгийн балыг хэдэн сарын турш орхивол хоёулаа тунгалаг байдлаа алдсаныг анзаарч магадгүй юм. Энгийн хүн зүгээр л элсэн чихэрээр бүрсэн гэж хэлэх болно. Үнэн хэрэгтээ, хэрэв та биеийг хугалвал чихрийн талст байгааг анзаарах болно.

Тэгэхээр энэ тухай ярихдаа аморф бодис тогтворгүй байдгаас болж аяндаа өөр төлөвт шилждэг гэдгийг тодруулах шаардлагатай. Тэдгээрийг талстуудтай харьцуулбал сүүлийнх нь хэд дахин илүү "хүчирхэг" гэдгийг ойлгож болно. Энэ баримтыг молекул хоорондын онолыг ашиглан тайлбарлаж болно. Үүний дагуу молекулууд нэг газраас нөгөө рүү байнга үсэрч, улмаар хоосон зайг дүүргэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд тогтвортой болор тор үүсдэг.

Аморф биетүүдийн хайлах

Аморф биетүүдийн хайлах үйл явц нь температур нэмэгдэхийн хэрээр атомуудын хоорондох бүх холбоо устах үе юм. Энэ үед бодис шингэн болж хувирдаг. Хэрэв хайлах нөхцөл нь бүх хугацаанд ижил даралттай байвал температурыг мөн засах шаардлагатай

Шингэн талстууд

Байгальд шингэн талст бүтэцтэй биетүүд байдаг. Дүрмээр бол тэдгээр нь органик бодисын жагсаалтад багтдаг бөгөөд тэдгээрийн молекулууд нь утас хэлбэртэй байдаг. Тэдгээрийн талаар бид ярьж байна, шингэн ба талстуудын шинж чанартай, тухайлбал шингэн ба анизотропи.

Ийм бодисуудад молекулууд хоорондоо зэрэгцээ байрладаг боловч тэдгээрийн хооронд тогтмол зай байдаггүй. Тэд байнга хөдөлдөг боловч чиг баримжаагаа өөрчлөх хүсэлгүй байдаг тул тэд байнга нэг байрлалд байдаг.

Аморф металлууд

Аморф металлыг жирийн хүмүүст металл шил гэж илүү сайн мэддэг.

Эрт дээр үеэс 1940 онд эрдэмтэд эдгээр биетүүд байдаг тухай ярьж эхэлсэн. Тэр ч байтугай вакуум хуримтлалаар тусгайлан гаргаж авсан металлууд нь болор торгүй байдаг нь мэдэгдэж байсан. Зөвхөн 20 жилийн дараа ийм төрлийн анхны шил үйлдвэрлэв. Энэ нь эрдэмтдийн анхаарлыг тийм ч их татсангүй; 10 гаруй жилийн дараа л Америк, Японы мэргэжилтнүүд, дараа нь Солонгос, Европын мэргэжилтнүүд түүний тухай ярьж эхлэв.

Аморф металлууд нь зуурамтгай чанараараа тодорхойлогддог өндөр түвшинхүч чадал ба зэврэлтэнд тэсвэртэй.

Аморф хатуу биетүүд нь олон шинж чанар, голчлон бичил бүтцийн хувьд маш өндөр зуурамтгай чанар бүхий өндөр хөргөлттэй шингэн гэж үзэх ёстой. Ийм биетүүдийн бүтэц нь бөөмсийн зохион байгуулалтад зөвхөн богино зайн дарааллаар тодорхойлогддог. Эдгээр бодисуудын зарим нь талстжих чадваргүй байдаг: лав, лацдан холболтын лав, давирхай. Бусад нь тодорхой хөргөлтийн горимын дагуу талст бүтэц үүсгэдэг боловч хурдан хөргөх үед зуурамтгай чанар нэмэгдэх нь бөөмсийн зохион байгуулалтанд ороход саад болдог. Талсжих процесс явагдахаас өмнө бодис хатуурдаг. Ийм биеийг шилэн гэж нэрлэдэг: шил, мөс. Ийм бодис дахь талсжих үйл явц нь хатуурсны дараа ч тохиолдож болно (шилэн үүлэрхэг). Аморф бодисуудад мөн хатуу органик бодисууд орно: резин, мод, арьс шир, хуванцар, ноос, хөвөн, торгон утас. Ийм бодисыг шингэн фазаас хатуу фаз руу шилжүүлэх үйл явцыг Зураг дээр үзүүлэв. - муруй I.

Аморф биетүүдэд хатуурах (хайлах) температур байдаггүй. T = f(t) график дээр гулзайлтын цэг байгаа бөгөөд үүнийг зөөлрүүлэх температур гэж нэрлэдэг. Температурын бууралт нь зуурамтгай чанарыг аажмаар нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хатуу төлөвт шилжих энэ шинж чанар нь аморф бодис дахь хайлуулах тусгай дулаан байхгүй болоход хүргэдэг. Урвуу шилжилт, дулааныг хангах үед жигд зөөлрөх нь шингэн төлөвт ордог.

БОЛОР ХАТУУД.

Кристалуудын бичил бүтцийн онцлог шинж чанар нь тэдгээрийн дотоод цахилгаан талбайн орон зайн үечилсэн байдал, талст үүсгэгч бөөмс - атом, ион, молекулуудын байрлал дахь давтагдах чадвар (урт хугацааны дараалал) юм. Бөөмүүд шулуун шугамын дагуу тодорхой дарааллаар ээлжлэн оршдог бөгөөд үүнийг зангилааны шугам гэж нэрлэдэг. Кристалын аль ч хавтгай хэсэгт огтлолцсон ийм шугамын хоёр систем нь огтлолын хавтгайг цоорхойгүй нягт бүрхсэн ижил төстэй параллелограммуудын багцыг үүсгэдэг. Сансар огторгуйд ийм шугамын нэгдмэл бус гурван системийн огтлолцол нь болорыг бүрэн ижил параллелепипедүүдийн багц болгон хуваах орон зайн сүлжээг үүсгэдэг. Кристал торыг бүрдүүлж буй шугамуудын огтлолцох цэгүүдийг зангилаа гэж нэрлэдэг. Тодорхой чиглэлийн дагуух зангилааны хоорондох зайг орчуулга эсвэл торны үе гэж нэрлэдэг. Гурван хосгүй орчуулга дээр баригдсан параллелепипедийг нэгж нүд эсвэл торны давтагдах параллелепипед гэж нэрлэдэг. Кристал торны хамгийн чухал геометрийн шинж чанар нь тодорхой чиглэл, хавтгайтай харьцуулахад бөөмсийн байрлал дахь тэгш хэм юм. Энэ шалтгааны улмаас өгөгдсөн болор бүтцэд нэгж нүдийг сонгох хэд хэдэн арга байдаг ч энэ нь торны тэгш хэмтэй тохирч байхаар сонгогддог.

Талст хатуу биетүүдийг нэг талст ба поликристал гэсэн хоёр бүлэгт хувааж болно. Нэг талстуудын хувьд нэг талст тор нь бүх биед ажиглагддаг. Тэгээд ч гадаад хэлбэрижил төрлийн дан талстууд өөр байж болно, харгалзах нүүрний хоорондох өнцөг нь үргэлж ижил байх болно. Нэг талстуудын онцлог шинж чанар нь механик, дулааны, цахилгаан, оптик болон бусад шинж чанаруудын анизотропи юм.

Ганц талстууд ихэвчлэн байгалиасаа байгалиасаа байдаг. Жишээлбэл, ихэнх ашигт малтмал нь болор, маргад, бадмаараг юм. Одоогийн байдлаар үйлдвэрлэлийн зориулалтаар олон дан талстыг уусмал, хайлмалаас зохиомлоор ургуулж байна - бадмаараг, германий, цахиур, галлийн арсенид.

Үүнтэй адил химийн элементгеометрийн хувьд ялгаатай хэд хэдэн болор бүтэц үүсгэж болно. Энэ үзэгдлийг полиморфизм гэж нэрлэдэг. Жишээлбэл, нүүрстөрөгч - бал чулуу ба алмаз; мөсөн таван өөрчлөлт гэх мэт.

Талст биетүүдэд дүрмээр бол шинж чанаруудын гадаад төрх байдал, анизотропи харагдахгүй. Учир нь талст хатуу биетүүд нь ихэвчлэн санамсаргүй байдлаар чиглэсэн олон жижиг талстуудаас тогтдог. Ийм хатуу бодисыг поликристалл гэж нэрлэдэг. Энэ нь талстжих механизмтай холбоотой юм: энэ үйл явцад шаардлагатай нөхцөл бүрдсэн үед талстжих төвүүд эхний үе шатанд олон газарт нэгэн зэрэг гарч ирдэг. Шинээр үүссэн талстууд нь бие биенээсээ бүрэн санамсаргүй байдлаар байрладаг бөгөөд чиглэсэн байдаг. Энэ шалтгааны улмаас үйл явцын төгсгөлд бид хайлсан жижиг талстуудын конгломерат хэлбэрээр хатуу бодисыг олж авдаг - талстууд.

Эрчим хүчний үүднээс авч үзвэл талст ба аморф хатуу биетүүдийн ялгаа нь хатуурах, хайлах явцад тодорхой харагдаж байна. Кристал биет нь хайлах цэгтэй байдаг - бодис нь хатуу ба шингэн гэсэн хоёр үе шаттайгаар тогтвортой орших температур юм (Зураг 2-ын муруй). Хатуу молекул шингэн болж шилжинэ гэдэг нь хөрвүүлэх хөдөлгөөний нэмэлт гурван градусын эрх чөлөөг олж авдаг гэсэн үг юм. Тэр. T pl дахь бодисын массын нэгж. шингэн фазын доторх энерги нь хатуу фазын ижил массаас их байдаг. Үүнээс гадна бөөмс хоорондын зай өөрчлөгддөг. Тиймээс ерөнхийдөө талст бодисын нэгж массыг шингэн болгон хувиргахад шаардагдах дулааны хэмжээ нь:

λ = (U f -U cr) + P (V f -V cr),

хаана λ - тодорхой дулаанхайлах (талсжилт), (U l -U cr) - шингэн ба талст фазын дотоод энергийн ялгаа, P - гадаад даралт, (V l -V cr) - тодорхой эзэлхүүний зөрүү. Клапейрон-Клаузиусын тэгшитгэлийн дагуу хайлах температур нь даралтаас хамаарна.

Эндээс харахад (V f -V cr)> 0 байвал > 0, өөрөөр хэлбэл. Даралт нэмэгдэхийн хэрээр хайлах цэг нэмэгддэг. Хайлах явцад бодисын хэмжээ багасвал (V f -V cr)< 0 (вода, висмут), то рост давления приводит к понижению Т пл.

Аморф биетүүдэд хайлуулах дулаан байдаггүй. Халаалт нь дулааны хөдөлгөөний хурдыг аажмаар нэмэгдүүлж, зуурамтгай чанар буурахад хүргэдэг. Процессын график дээр (Зураг) гулзайлтын цэг байдаг бөгөөд үүнийг уламжлалт байдлаар зөөлрүүлэх температур гэж нэрлэдэг.

ХАТУУ БАЙДАЛЫН ДУЛААНЫ ШИНЖ

Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн улмаас талст дахь дулааны хөдөлгөөн нь зөвхөн болор торны зангилааны ойролцоох бөөмсийн чичиргээгээр хязгаарлагддаг. Эдгээр хэлбэлзлийн далайц нь ихэвчлэн 10 -11 м хүрдэггүй, өөрөөр хэлбэл. харгалзах чиглэлийн дагуу торны үеийн зөвхөн 5-7% байна. Эдгээр хэлбэлзлийн мөн чанар нь маш нарийн төвөгтэй байдаг, учир нь энэ нь хэлбэлзэгч бөөмийн бүх хөршүүдтэй харилцан үйлчлэх хүчээр тодорхойлогддог.

Температурын өсөлт нь бөөмийн хөдөлгөөний энергийг нэмэгдүүлдэг гэсэн үг юм. Энэ нь эргээд бөөмийн чичиргээний далайц ихсэх гэсэн үг бөгөөд халах үед талст хатуу биетүүдийн тэлэлтийг тайлбарладаг.

лт = л 0 (1 + αt 0),

Хаана лт ба л 0 – t 0 ба 0 0 С температурт биеийн шугаман хэмжээс, α – шугаман тэлэлтийн коэффициент. Хатуу бодисын хувьд α нь 10 -5 – 10 -6 К -1 дарааллаар байна. Шугаман тэлэлтийн үр дүнд биеийн эзэлхүүн нэмэгддэг.

V t = V 0 (1 + βt 0),

энд β нь эзэлхүүний тэлэлтийн коэффициент юм. Изотроп тэлэлтийн үед β = 3α. Монокристал биетүүд нь анизотроп тул α-ийн гурван өөр утгатай байдаг.

Чичиргээт бөөмс бүр нь гурван зэрэг хэлбэлзлийн хөдөлгөөний эрх чөлөөтэй байдаг. Бөөмүүд кинетик энергиээс гадна потенциал энергитэй байдаг тул хатуу биетүүдийн бөөмсийн чөлөөт байдлын нэг зэрэгт ε = kT энергийг хуваарилах ёстой. Одоо мэнгэний дотоод энергийн хувьд бид дараахь зүйлийг авах болно.

U μ = 3N A kT = 3RT,

ба молийн дулаан багтаамжийн хувьд:

Тэдгээр. Химийн энгийн талст биетүүдийн молийн дулаан багтаамж нь ижил бөгөөд температураас хамаардаггүй. Энэ бол Дулонг-Петитийн хууль юм.

Туршилтаас харахад өрөөний температураас эхлээд энэ хууль маш сайн хангагдсан байна. Дулонг-Петитийн хуулиас бага температурт хазайх тухай тайлбарыг Эйнштейн, Дебай нар дулааны багтаамжийн квант онолд өгсөн. Эрх чөлөөний зэрэгт ногдох энерги нь тогтмол утга биш, харин температур, хэлбэлзлийн давтамжаас хамаардаг болохыг харуулсан.

Жинхэнэ талстууд. БОЛОРЫН ГОГООЛ

Бодит талстууд нь хамгийн тохиромжтой бүтцийн хэд хэдэн зөрчилтэй байдаг бөгөөд тэдгээрийг болор согог гэж нэрлэдэг.

а) цэгийн согогууд -

Schottky-ийн согогууд (бөөмийн эзэлдэггүй нэгж);

Frenkel-ийн согогууд (зангилаанаас бөөмсийг нүүлгэн шилжүүлэх);

хольц (гадны атомыг нэвтрүүлсэн);

б) шугаман - ирмэг ба шурагны мултрал. Энэ нь тогтмол бус орон нутгийн шинж чанартай байдаг

бөөмсийн зохион байгуулалтанд sty

бие даасан атомын хавтгайн бүрэн бус байдлаас үүдэлтэй

эсвэл тэдгээрийн хөгжлийн дарааллын зөрчлийн улмаас;

в) хавтгай - талстуудын хоорондох хил хязгаар, шугаман дислокацын эгнээ.

Температур буурах үед шингэн нь бүтцийг захиалахгүйгээр хөлдөж болно. Бодис нь аль хэдийн хатуу төлөвт байгаа боловч түүний бүтэц нь шингэний бүтцэд ойртдог - ийм бодисыг нэрлэдэг аморф (Грек хэлнээс" аморфос"- хэлбэргүй)

Аморф биетүүдийн шинж чанарууд:

§ Гол тэмдэг - атом эсвэл молекулын тор байхгүй, өөрөөр хэлбэл талст төлөв байдлын бүтцийн гурван хэмжээст үечилсэн байдал.

§ Аморф төлөв нь тодорхойлогддог зөвхөн богино хугацааны захиалга байгаа эсэх. Аморф бодисын бүтэц нь шингэнтэй төстэй боловч шингэн чанар багатай байдаг.

§ Аморф төлөв нь ихэвчлэн тогтворгүй байдаг. Аморф төлөв нь дотоод энергийн тодорхой илүүдэлтэй байдаг тул аяндаа илүү тогтвортой талст төлөвт шилждэг. Үүнээс болж хэвийн нөхцөлд байгаа ихэнх бодисууд талст төлөвт хэвээр байна.

§ Механик ачаалал эсвэл температурын өөрчлөлтийн нөлөөн дор аморф биетүүд үүсч болно талсжих.

§ Шингэн байдал(Учир нь зарим онолын дагуу аморф биеийг хэт хөргөсөн шингэн гэж үздэг). Энэ өмчийг маш хуучин байшингийн цонхны шилийг сайтар шалгаж үзэх замаар илрүүлж болно. Ийм байшингийн цонхны шил нь доод талдаа арай зузаан байдаг, учир нь удаан хугацааны туршид шил нь таталцлын нөлөөн дор байнга урсдаг байв. Харьцангуй саяхан бид хүлээж авч сурсан шилэн төлөвт байгаа металлууд. Үүнийг хийхийн тулд метал хайлж, дараа нь маш богино хугацаанд хөргөнө. Хурдан хөргөлтийн улмаас металд зөв талст бүтэц гарч ирэхгүй бөгөөд энэ нь шилэн болдог. Металл шил нь өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдаг.

§ Аморф биетүүд изотроп , өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн механик, оптик, цахилгаан болон бусад шинж чанарууд нь чиглэлээс хамаардаггүй.

§ Аморф биетүүдэд тогтмол хайлах цэг байхгүй: хайлах нь тодорхой температурын мужид явагддаг. Аморф бодис хатуу төлөвөөс шингэн төлөвт шилжих нь шинж чанарын огцом өөрчлөлт дагалддаггүй. Жишээлбэл: силикат шилний хайлах температурын хүрээ нь ойролцоогоор 200 ° C байна.

Аморф төлөвийн физик загвар хараахан бүтээгдээгүй байна.

Аморф төлөвт байгаа бодисын реактив байдал нь талст төлөвтэй харьцуулахад хамаагүй өндөр байдаг.

Аморф бодисын жишээ: байгалийн: зөгийн бал, хув, жилий, давирхай, битум;

хиймэл: шил, олон исэл, гидроксид.

Аморф төлөвт зөвхөн хатуу хэлбэрээр байж болох бодисууд байдаг. Үүнд хамаарна полимеруудтогтмол бус дараалалтай холбоосуудтай.

Зарим тохиолдолд ижил бодис байж болно янз бүрийн мужууд, жишээ нь: SiO 2 нь шилэн ба хэд хэдэн талст төлөвт байдаг; мөн S-хүхэр, аморф хүхэр, хоёр талст өөрчлөлт (orthorhombic and monoclinic) байдаг.

Эдгээр нууцлаг аморф бодисууд юу болохыг та бодож байсан уу? Эдгээр нь хатуу ба шингэнээс бүтцээрээ ялгаатай. Баримт нь ийм биетүүд зөвхөн богино зайн дэг журамтай тусгай нягтаршсан төлөвт байдаг. Аморф бодисын жишээ бол давирхай, шил, хув, резин, полиэтилен, поливинил хлорид (бидний дуртай хуванцар цонх), янз бүрийн полимер болон бусад. Эдгээр нь болор торгүй хатуу биетүүд юм. Үүнд битүүмжлэх лав, төрөл бүрийн цавуу, хатуу резин, хуванцар зэрэг орно.

Аморф бодисын ер бусын шинж чанарууд

Хагарлын үед аморф хатуу биетүүдэд ирмэгүүд үүсдэггүй. Бөөмүүд нь бүрэн санамсаргүй бөгөөд бие биенээсээ хол зайд байрладаг. Тэд маш зузаан эсвэл наалдамхай байж болно. Тэд гадны нөлөөнд хэрхэн өртдөг вэ? Янз бүрийн температурын нөлөөн дор бие нь шингэн шиг шингэн болж, нэгэн зэрэг уян хатан болдог. Гадны нөлөөлөл удаан үргэлжлэхгүй тохиолдолд аморф бүтэцтэй бодисууд хүчтэй цохилтоор хэсэг хэсгээрээ хуваагддаг. Гадны урт хугацааны нөлөөлөл нь тэд зүгээр л урсдаг.

Гэртээ давирхайг бага зэрэг туршиж үзээрэй. Хатуу гадаргуу дээр тавиад жигд урсаж эхэлснийг анзаарах болно. Энэ нь зөв, энэ бол мөн чанар юм! Хурд нь температураас хамаарна. Хэрэв энэ нь маш өндөр байвал давирхай нь мэдэгдэхүйц хурдан тархаж эхэлнэ.

Ийм биетүүдийн өөр юу онцлог вэ? Тэд ямар ч хэлбэрээр байж болно. Хэрэв жижиг тоосонцор хэлбэртэй аморф бодисыг саванд, жишээлбэл, саванд хийвэл тэдгээр нь мөн савны хэлбэрийг авах болно. Тэд мөн изотроп шинж чанартай, өөрөөр хэлбэл бүх чиглэлд ижил физик шинж чанарыг харуулдаг.

Хайлж, бусад муж руу шилжих. Металл ба шил

Бодисын аморф төлөв нь тодорхой температурыг хадгалах гэсэн үг биш юм. Бага үнээр бие нь хөлддөг, өндөр үнээр хайлдаг. Дашрамд хэлэхэд, ийм бодисын зуурамтгай чанар нь үүнээс хамаарна. Бага температур нь зуурамтгай чанарыг бууруулж, өндөр температур нь эсрэгээр нэмэгддэг.

Аморф төрлийн бодисын хувьд өөр нэг шинж чанарыг ялгаж салгаж болно - талст төлөвт шилжих, аяндаа шилжих. Яагаад ийм зүйл болж байна вэ? Кристал бие дэх дотоод энерги нь аморф биетэй харьцуулахад хамаагүй бага байдаг. Шилэн бүтээгдэхүүний жишээн дээр бид үүнийг анзаарч болно - цаг хугацаа өнгөрөх тусам шил нь үүлэрхэг болдог.

Металл шил - энэ юу вэ? Металлыг хайлуулах явцад болор торноос салгаж болно, өөрөөр хэлбэл аморф бүтэцтэй бодисыг шилэн болгож болно. Хиймэл хөргөлтийн үед хатуурах үед болор тор дахин үүсдэг. Аморф металл нь зэврэлтэнд гайхалтай тэсвэртэй байдаг. Жишээлбэл, үүнээс хийсэн машины их бие нь аяндаа устахгүй тул янз бүрийн бүрээс хийх шаардлагагүй болно. Аморф бодис гэдэг нь атомын бүтэц нь урьд өмнө байгаагүй хүчтэй биет бөгөөд энэ нь аморф металлыг үйлдвэрлэлийн ямар ч салбарт ашиглаж болно гэсэн үг юм.

Бодисын болор бүтэц

Металлын шинж чанарыг сайн ойлгож, түүнтэй ажиллах чадвартай байхын тулд зарим бодисын талст бүтцийн талаар мэдлэгтэй байх шаардлагатай. Хүмүүс хайлшийн бүтэц, технологийн техник, ашиглалтын шинж чанарын өөрчлөлтийн талаар тодорхой мэдлэггүй байсан бол металлын бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэл, металлургийн салбар ийм их хөгжих боломжгүй байсан.

Материйн дөрвөн төлөв

Дөрөв байдаг нь нийтлэг ойлголт юм нэгтгэх байдал: хатуу, шингэн, хий, плазм. Аморф хатуу биетүүд мөн талст хэлбэртэй байж болно. Энэхүү бүтцийн тусламжтайгаар бөөмсийн байрлал дахь орон зайн үечлэл ажиглагдаж болно. Талст дахь эдгээр хэсгүүд нь үе үе хөдөлгөөн хийж чаддаг. Хий эсвэл шингэн төлөвт бидний ажиглаж буй бүх биед бөөмсийн хөдөлгөөнийг эмх замбараагүй эмгэг хэлбэрээр ажиглаж болно. Аморф хатуу биетүүдийг (жишээлбэл, өтгөрүүлсэн төлөвт байгаа металлууд: хатуу резин, шилэн бүтээгдэхүүн, давирхай) хөлдөөсөн шингэн гэж нэрлэж болно, учир нь тэдгээр нь хэлбэрээ өөрчлөх үед та үүнийг анзаарч болно. онцлог шинж, зуурамтгай чанар гэх мэт.

Аморф бие ба хий, шингэн хоёрын ялгаа

Деформацийн үед уян хатан байдал, уян хатан байдал, хатуурлын илрэл нь олон биетийн шинж чанар юм. Талст ба аморф бодисууд эдгээр шинж чанаруудыг илүү ихээр харуулдаг бол шингэн болон хий нь ийм шинж чанартай байдаггүй. Гэхдээ тэд эзлэхүүний уян хатан өөрчлөлтөд хувь нэмэр оруулдаг болохыг та анзаарч болно.

Кристал ба аморф бодисууд. Механик ба физик шинж чанарууд

Талст ба аморф бодис гэж юу вэ? Дээр дурьдсанчлан, асар их зуурамтгай чанар бүхий биетүүдийг аморф гэж нэрлэж болох бөгөөд ердийн температурт тэдгээрийн шингэн нь боломжгүй юм. Гэхдээ өндөр температур нь эсрэгээрээ шингэн шиг шингэн байх боломжийг олгодог.

Бодис нь огт өөр юм шиг санагддаг талст төрөл. Эдгээр хатуу бодисууд нь гадны даралтаас хамааран өөрийн хайлах цэгтэй байж болно. Шингэнийг хөргөсөн тохиолдолд талстыг олж авах боломжтой. Хэрэв та тодорхой арга хэмжээ авахгүй бол янз бүрийн талстжих төвүүд шингэн төлөвт гарч эхэлснийг анзаарах болно. Эдгээр төвүүдийн эргэн тойронд хатуу формац үүсдэг. Маш жижиг талстууд бие биетэйгээ санамсаргүй дарааллаар холбогдож эхэлдэг бөгөөд поликристал гэж нэрлэгддэг зүйлийг олж авдаг. Ийм бие нь изотроп шинж чанартай байдаг.

Бодисын шинж чанар

Биеийн физик, механик шинж чанарыг юу тодорхойлдог вэ? Ач холбогдолатомын холбоо, мөн нэг төрлийн болор бүтэцтэй. Ионы талстууд нь ионы холбоогоор тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь нэг атомаас нөгөөд шилжих жигд шилжилтийг хэлнэ. Энэ тохиолдолд эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бөөмс үүсдэг. Ионы холбообид цааш үзэж болно энгийн жишээ- ийм шинж чанар нь янз бүрийн исэл ба давсны шинж чанартай байдаг. Ионы талстуудын өөр нэг онцлог нь бага дулаан дамжуулалт боловч халах үед түүний гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц нэмэгдэх болно. Кристал торны зангилаанууд дээр та харж болно янз бүрийн молекулуудхүчтэй атомын холбоогоор ялгагдана.

Байгаль дэлхийгээс олддог олон ашигт малтмал нь талст бүтэцтэй байдаг. Мөн материйн аморф төлөв нь цэвэр хэлбэрээрээ мөн чанар юм. Зөвхөн энэ тохиолдолд бие нь хэлбэргүй зүйл боловч талстууд нь хавтгай ирмэгтэй үзэсгэлэнтэй полиэдрон хэлбэртэй байж болохоос гадна гайхалтай гоо үзэсгэлэн, цэвэр ариун шинэ хатуу биетүүдийг үүсгэдэг.

Кристал гэж юу вэ? Аморф-талст бүтэц

Ийм биетүүдийн хэлбэр нь тодорхой нэгдлийн хувьд тогтмол байдаг. Жишээлбэл, бериллер нь үргэлж зургаан өнцөгт призм шиг харагддаг. Жаахан туршилт хийж үзээрэй. Ширээний давс (бөмбөлөг) -ийн жижиг шоо хэлбэртэй болор авч, ижил давстай аль болох ханасан тусгай уусмалд хийнэ. Цаг хугацаа өнгөрөхөд та энэ бие өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгааг анзаарах болно - энэ нь дахин шоо эсвэл бөмбөг хэлбэртэй болсон бөгөөд энэ нь ширээний давсны талстуудын онцлог шинж юм.

3. - поливинил хлорид, эсвэл сайн мэдэх хуванцар PVC цонх. Энэ нь галд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй, галд тэсвэртэй, механик хүч чадал, цахилгаан тусгаарлагч шинж чанарыг нэмэгдүүлсэн.

4. Полиамид нь маш өндөр бат бэх, элэгдэлд тэсвэртэй бодис юм. Энэ нь өндөр диэлектрик шинж чанараараа тодорхойлогддог.

5. Plexiglas буюу полиметилметакрилат. Бид үүнийг цахилгааны инженерийн салбарт ашиглах эсвэл бүтцийн материал болгон ашиглаж болно.

6. Фторопластик буюу политетрафторэтилен нь уусгагчид уусгах шинж чанарыг харуулдаггүй алдартай диэлектрик юм. органик гаралтай. Температурын өргөн хүрээ, сайн диэлектрик шинж чанар нь түүнийг гидрофобик эсвэл үрэлтийн эсрэг материал болгон ашиглах боломжийг олгодог.

7. Полистирол. Энэ материал нь хүчилд нөлөөлдөггүй. Энэ нь фторопластик ба полиамид шиг диэлектрик гэж үзэж болно. Механик стресст маш сайн тэсвэртэй. Полистиролыг хаа сайгүй хэрэглэдэг. Жишээлбэл, энэ нь бүтцийн болон цахилгаан тусгаарлагч материал гэдгээрээ сайн батлагдсан. Цахилгаан ба радио инженерчлэлд ашигладаг.

8. Бидний хувьд хамгийн алдартай полимер бол полиэтилен юм. Материал нь түрэмгий орчинд тэсвэртэй, чийгийг бүрэн нэвтрүүлдэггүй; Хэрэв сав баглаа боодол нь полиэтиленээр хийгдсэн бол аадар борооны нөлөөн дор агуулгыг нь муудах вий гэсэн айдас байхгүй. Полиэтилен нь мөн диэлектрик юм. Түүний хэрэглээ өргөн цар хүрээтэй. Энэ нь хоолойн хийц, төрөл бүрийн цахилгаан бүтээгдэхүүн, тусгаарлагч хальс, утас, цахилгааны шугамын кабелийн бүрхүүл, радио болон бусад тоног төхөөрөмжийн эд анги үйлдвэрлэхэд хэрэглэгддэг.

9. Поливинил хлорид нь өндөр полимер бодис юм. Энэ нь синтетик ба термопластик юм. Энэ нь тэгш бус молекулын бүтэцтэй. Энэ нь бараг ус үл нэвтрэх бөгөөд дарж, дарж, хэвэнд оруулдаг. Поливинил хлоридыг ихэвчлэн цахилгаан үйлдвэрлэлийн салбарт ашигладаг. Үүний үндсэн дээр химийн хамгаалалтын янз бүрийн дулаан тусгаарлагч хоолой, хоолой, зайны банк, тусгаарлагч ханцуй, жийргэвч, утас, кабелийг бий болгодог. PVC нь хортой хар тугалгын маш сайн орлуулагч юм. Үүнийг диэлектрик хэлбэрээр өндөр давтамжийн хэлхээ болгон ашиглах боломжгүй. Учир нь энэ тохиолдолд диэлектрик алдагдал өндөр байх болно. Өндөр дамжуулах чадвартай.