事実かフィクションか?:ガラスは(過冷却された)液体です

中世のヨーロッパの大聖堂では、ガラスは時々奇妙に見えます。 いくつかのペインは、上部よりも下部が厚くなっています。 一見固体のガラスは溶けたように見えます。 これは、ガラスが実際に液体であることを、ツアーガイド、インターネットの噂、さらには高校の化学教師を言う証拠です。 そして、ガラスは硬いので、過冷却液体でなければなりません。

ガラスは、しかし、実際には液体—過冷却またはそうでなければ—また固体ではありません。, それは非晶質固体であり、物質の二つの状態の間のどこかの状態です。 しかし、ガラスの液体状の特性は、ガラス原子が変化を見るにはあまりにもゆっくりと動くので、厚い底の窓を説明するのに十分ではありません。

固体は高度に組織化された構造である。 ウィスコンシン大学マディソン校の化学教授であるMark Ediger氏は、砂糖や塩のような結晶を含み、数百万の原子が一列に並んでいると説明しています。 “液体と眼鏡にはその順序はありません”と彼は指摘する。, ガラスは、液体よりも組織化されていますが、結晶の堅い秩序を達成しません。 “アモルファスは、その長距離秩序を持たないことを意味します”とEdiger氏は言います。 “固体で-あなたがそれをつかむなら、それはその形を保持しています”と彼は付け加えます。

ガラスが作られると、材料(しばしばシリカを含む)は液体状態から急速に冷却されるが、その温度がその融点以下に低下すると凝固しない。 この段階では、材料は過冷却液体であり、液体とガラスとの中間状態である。 非晶質固体になるために、材料はガラス転移温度以下でさらに冷却される。, この時点を過ぎると、材料の原子の分子運動はほぼ停止まで減速し、材料は現在ガラスになっています。 この新しい構造は、凍結しなかったので、結晶ほど組織化されていませんが、液体よりも組織化されています。 飲み物を保持するなどの実用的な目的のために、ガラスは固体のようなものである、とEdigerは言うが、無秩序なものである。

液体のように、これらの無秩序な固体は非常にゆっくりと流れることができます。 長い期間にわたって、ガラスを構成する分子はより安定した、結晶のような形成に解決するためにそれ自身を移す、Edigerは説明する。, ガラスがそのガラス転移温度に近いほど、それはより多くのシフトし、その切替点から遠く離れるほど、その分子の移動が遅くなり、より固体に見える。

フローガラスが管理するものは何でも、しかし、いくつかのアンティークの窓が底に厚い理由を説明していません。 その他、古いメガネでさえ、同じ溶けた外観を共有しません。 実際には、古代エジプトの船は、このたるみのどれも持っていない、ロバートブリル、コーニング、ニューヨーク州のコーニングガラスのコーニング博物館のアンティーク, さらに、大聖堂のガラスは、そのガラス転移温度以下の数百度であるため、流れるべきではない、とEdiger氏は付け加えた。 数学モデルでは、室温のガラスが溶けたように見えるようになるまでに宇宙が存在していたよりも時間がかかることが示されている。

なぜ古いヨーロッパのガラスが一方の端で厚いのかは、おそらくガラスの作り方によって異なります。 その時、glassblowersはガラスの窓ガラスを作るために平らにされたガラスシリンダーを作成した。, 得られた部分は決して均一に平らではなかったかもしれないし、窓を取付ける労働者は底に窓ガラスのより厚い側面を置くために、何らかの理由または別のために好まれる。 これはそれらに溶けた一見を与えるが、ガラスが本当の液体であることを意味しない。

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

ツールバーへスキップ