Cam sıvı mıdır yoksa katı mıdır?

 Camın kendine has özellikleri var ama katı mı, sıvı mı, yoksa kendi bilimsel kategorisine mi giriyor?


Ortaçağ binalarının vitray pencerelerinde tuhaf bir şey var: Alt kısımları üst kısımlarından daha kalın olma eğilimindedir. Birçoğu bunun, camın aslında yüzyıllar boyunca camdan aşağı akan bir sıvı olmasından kaynaklandığına inanıyor. Buna karşılık, diğerleri camın akmadığını, çünkü onun katı bir madde olduğunu, belki amorf bir katı ya da aşırı soğutulmuş bir sıvı olduğunu ileri sürüyorlar.

Peki cam gerçekte nedir; katı mı, sıvı mı, yoksa ikisinin arasında bir şey mi?

Penn State'ten malzeme bilimcisi John Mauro , WordsSideKick.com'a "Bu ne gerçek bir sıvı ne de gerçek bir katı; her ikisinin de özelliklerine sahip, ancak maddenin kendine özgü bir durumu " dedi . "Teknik tanım, camın, kısa bir zaman ölçeğinde katı görünen ancak sürekli olarak sıvı duruma doğru gevşeyen, maddenin dengesiz, kristal olmayan bir hali olduğudur."

Bu kulağa karmaşık gelebilir, ancak bu açıklamanın her bir bileşenine ayrı ayrı bakıldığında camın katı ve sıvı form arasında nasıl durduğu ortaya çıkar.

Öncelikle, camın sadece pencereler için kullandığımız şeffaf malzeme olmadığını unutmamak önemlidir. Daha ziyade, bazıları net bile olmayan bir malzeme ailesidir. 

Mauro, "Her türden farklı doğal ve insan yapımı cam var" dedi. "Günlük camların çoğu, soda-kireç silikat camı olarak adlandırılan kum, kireç taşı ve soda külünün yaklaşık 1.500 santigrat derecede birlikte eritilmesinden oluşur. Ancak ısıya dayanıklı Pyrex veya güçlü gibi başka türler de vardır. ve onlara özel özellikler kazandırmak için başka kimyasallar içeren bükülebilir Gorilla Glass."

Her ne kadar cam türleri kimyasal olarak farklı olsa da, tek tek malzemelerin yapıları pek çok ortak noktaya sahiptir. Camın yapısı ve katı mı yoksa sıvı mı olduğu konusunda kafa karışıklığına neden olan da bu yapıdır ( madde içindeki atom ve moleküllerin düzeni).

Birleşik Krallık'taki Sheffield Üniversitesi Cam Araştırma Merkezi'nden malzeme bilimcisi John Parker , WordsSideKick.com'a şöyle konuştu : "Bir katıyı katı yapan şey, atomların malzemedeki sabit konumlarında sabit olmasıdır." "Öte yandan, bir sıvıda atomlar her yerdedir ve kolayca yeniden düzenlenebilir."

Related Article

Genellikle katı bir maddeyi düşündüğümüzde, aslında tuz gibi düzenli ve düzenli bir yapıya sahip olan kristal bir maddeyi kastederiz. Erime noktasının altında bu katı kristal yapı en kararlı formdur ve erime noktasının üzerinde sıvı form daha kararlı hale gelir. Tüm malzemeler dengede olma denilen en kararlı halini almak ister. Ancak cam olağandışıdır çünkü bu kararlı durumda mevcut değildir.

Parker, camın, şurup gibi kolayca akmayan çok viskoz bir sıvı elde etmek için çeşitli bileşenlerin eritilmesiyle yapıldığını söyledi. "Daha sonra hızlı bir şekilde soğur, ancak çok viskoz olduğundan atomlar daha düzenli bir katı yapıya yeniden düzenlenebilmek için kolayca hareket edemezler ve düzensiz düzenlemeler içinde sıkışıp kalırlar" diye açıkladı. "Malzeme mekanik olarak katıdır ancak sıvı benzeri düzensiz bir yapıya sahiptir."

Dengeye ulaşmak için camın sıvı duruma doğru "gevşemesi" gerekir. Ancak oda sıcaklığında parçacıklar o kadar yavaş hareket ediyor ki bu pratik değil. Mauro, "Buna yarı kararlı denge denir" dedi. "Katı görünüyor çünkü onunla etkileşime girdiğimizde, sıvıya doğru gevşeme davranışından çok daha kısa bir zaman ölçeğinde oluyor."

Tüm niyet ve amaçlar açısından bu, malzemede milyarlarca yıllık bir zaman ölçeğinde ölçülen inanılmaz derecede yavaş değişiklikler meydana gelse de camın sıvıdan çok katı gibi davrandığı anlamına gelir.

Parker, "Pratik anlamda camı, makul herhangi bir zaman ölçeğinde ölçülen katı bir katı olarak tanımlarım" dedi.

Avrupa'nın en eski katedrallerinin zaman çizelgeleri bile cam bölmelerin sıvı gibi davrandığını görmek için yetersiz. Aslında, çarpık pencere camının çok daha basit bir açıklaması var, Parker şunları söyledi: "Bazı camların alt kısmı üst kısımdan daha kalındır çünkü 1000 yıl önce eşit kalınlıkta cam yapamıyorlardı ve ya o şekilde gitmek zorundaydı çerçevenin içinde veya başka bir şekilde."

0 Yorumlar