Är glas en vätska eller ett fast ämne?

Glas är en amorf form av materia. Det är ett fast material. Du kanske har hört olika förklaringar om huruvida glas ska klassificeras som ett fast ämne eller som en vätska. Här är en titt på det moderna svaret på denna fråga och förklaringen bakom den.

Viktiga takeaways: är glaset en vätska eller ett fast ämne?

• Glas är ett fast material. Den har en bestämd form och volym. Det flödar inte. Specifikt är det ett amorft fast ämne eftersom kiseldioxidmolekylerna inte är förpackade i ett kristallgitter.
• Anledningen till att människor trodde att glas kan vara en vätska berodde på att gamla glasfönster var tjockare längst ner än överst. Glaset var tjockare vissa ställen än andra på grund av hur det gjordes. Den installerades med den tjockare delen i botten eftersom den var mer stabil.
• Om du vill bli teknisk kan glas vara en vätska när det värms tills det smälter. Men vid rumstemperatur och tryck kyls det till ett fast ämne.

Är glaset en vätska?

Tänk på egenskaperna hos vätskor och fasta ämnen. Vätskor har en bestämd volym, men de har formen på sin behållare. Ett fast ämne har fast form såväl som fast volym. Så för att glaset ska vara en vätska skulle det behöva kunna ändra form eller flöde. Flyter glas? Nej det gör det inte!

Förmodligen tanken på att glas är en vätska kom från att observera gammalt fönsterglas, som är tjockare längst ner än upptill. Detta ger upphov till att tyngdkraften kan ha orsakat att glaset långsamt flyter.

Men glas gör det inte flöde över tiden! Äldre glas har variationer i tjocklek på grund av hur det gjordes. Glas som blåst kommer att sakna enhetlighet eftersom luftbubblan som används för att tunna ut glaset inte expanderar jämnt genom den ursprungliga glasbollen. Glas som snurrades när det var varmt saknar också enhetlig tjocklek eftersom den ursprungliga glaskulan inte är en perfekt sfär och inte roterar med perfekt precision. Glaset hälldes när smält är tjockare i ena änden och tunnare i den andra eftersom glaset började svalna under hällprocessen. Det är meningsfullt att det tjockare glaset antingen skulle bildas i botten av en platta eller skulle vara orienterat på detta sätt för att göra glaset så stabilt som möjligt.

Modernt glas tillverkas på ett sådant sätt att det har en jämn tjocklek. När du tittar på moderna glasfönster ser du aldrig att glaset blir tjockare längst ner. Det är möjligt att mäta varje förändring i glasets tjocklek med lasertekniker; sådana förändringar har inte observerats.

Flytglas

Det platta glaset som används i moderna fönster tillverkas med hjälp av flottörglasprocessen. Smält glas flyter på ett bad med smält tenn. Trycksatt kväve appliceras på toppen av glaset så att det får en spegelfri finish. När det kylda glaset placeras upprätt har det och har en jämn tjocklek över hela ytan.

Amorf fast substans

Även om glas inte flyter som en vätska uppnår det aldrig en kristallin struktur som många förknippar med ett fast ämne. Men du känner till många fasta ämnen som inte är kristallina! Exempel inkluderar ett träblock, en bit kol och en tegel. De flesta glas består av kiseldioxid, som faktiskt bildar en kristall under rätt förhållanden. Du känner denna kristall som kvarts.

Fysik definition av glas

I fysiken definieras ett glas som ett fast ämne som bildas genom snabb smältkylning. Därför är glaset per definition solid.

Varför skulle glas vara en vätska??

Glas saknar en första ordningsfasövergång, vilket innebär att det inte har en volym, entropi och entalpi i hela glasövergångsområdet. Detta skiljer glas från vanliga fasta ämnen, så att det liknar en vätska i detta avseende. Atomstrukturen i glas liknar den för en superkyld vätska. Glaset uppför sig som ett fast ämne när det kyls under sin glasövergångstemperatur. I både glas och kristall är den rörliga rörelsen fixerad. En vibrationsgrad av frihet återstår.