Sự khác biệt giữa chất lỏng cực kỳ nhớt và chất rắn là gì? Kim loại không có chất lượng giống như chất lỏng khi lực lớn?


Câu trả lời 1:

Ah, đây là một câu hỏi phức tạp mà bạn cần biết khá nhiều về các tính chất vật liệu. Nhưng về cơ bản, những khác biệt này đều thuộc về cấu trúc phân tử.

Kết tinh: có một mẫu lặp lại thường xuyên

Vô định hình: có một hạt chỉ định vị ngẫu nhiên.

Hầu hết các vật liệu tinh thể có một điểm nóng chảy rất rõ ràng. Nghĩ rằng băng. Mặc dù hầu hết các vật liệu vô định hình không có, trong khi sô cô la không thực sự là một vật liệu vô định hình, nó thể hiện hành vi của một nơi mà nó chỉ mềm cho đến khi nó ở dạng lỏng.

Vật liệu vô định hình còn được gọi là kính, và thủy tinh cũng có xu hướng dày và cứng cho đến khi nó rắn.

Điểm định nghĩa cho vật liệu vô định hình được gọi là điểm chuyển tiếp thủy tinh, sau thời điểm này chúng ta gọi nó là chất rắn thực sự bởi vì trước thời điểm này, nó là cao su. Điểm này khá tương đối, nó không phải là một sự thay đổi pha thực sự, chỉ là một điểm mà các nhà khoa học vật liệu đã chọn. Nếu chúng ta là những người khổng lồ và thời gian trôi qua chậm chạp, nó vẫn sẽ cảm thấy như một chất lỏng.

Hãy nghĩ rằng cát, cát hoạt động giống như một chất lỏng .. Bạn có thể đổ nó, nó lấp đầy thùng chứa .. Nhưng đó là một chất rắn. Các vật liệu vô định hình là như vậy, vì chúng làm mát lượng chuyển động mà "tăng cát" nhận được ít hơn.

Dưới lực đáng kể, một kim loại có thể hoạt động như một tinh thể lỏng .. nhưng không phải là chất lỏng thực sự. Thậm chí không, nó sẽ giống như một miếng bọt biển, hoặc giống như một thanh kiếm nóng, hoặc vải ... mềm mại. Ngoài ra, không phải tất cả các vật liệu vô định hình sẽ thực hiện hành vi làm loãng này. Bạn có thể buộc không kết tinh trong một vật liệu tinh thể, hãy nghĩ về quá khứ khi chúng nhúng một thanh kiếm nóng nghiêm trọng trong nước.

Thanh kiếm nóng và ở nhiệt độ cao này, cấu trúc không bị kết tinh, nhúng nó vào nước sẽ buộc nó nguội đi nhanh đến mức lớp ngoài sẽ giữ được sự vô định hình của nó, tạo nên cái gọi là thủy tinh kim loại. Giống như thủy tinh thật, thủy tinh kim loại rất cứng, nhưng không giống như thủy tinh thật, nó có điểm nóng chảy rõ ràng ... Vì vậy, chúng ta có thể gọi nó là một chất rắn thực sự.

Nếu bạn quan tâm, lý do họ làm điều này (được gọi là dập tắt) đối với một thanh kiếm là vì kim loại như thép tương đối mềm. Bạn có thể khá dễ dàng uốn cong một thanh kim loại .. mặc dù không phải là một thanh thủy tinh. Nhưng ngoài ra, thủy tinh kim loại sẽ không bị bẻ cong khi nó là áo giáp của lính địch .. nhưng nó sẽ vỡ. Vì vậy, chỉ có lớp ngoài là thủy tinh kim loại trong khi lõi vẫn mềm. Một tác động được chống lại bởi lớp thủy tinh, và sau đó phân phối qua tinh thể có thể hấp thụ bằng cách uốn cong nhẹ.

Bạn muốn biết thêm? Học kỹ thuật :) bạn sẽ học được vô số thứ hay ho như thế này.


Câu trả lời 2:

Thuật ngữ sẽ giết bạn nếu bạn không cẩn thận. Chất rắn là một trạng thái của vật chất (cùng với chất lỏng, khí, plasma và bất cứ thứ gì các nhà vật lý năng lượng cao đã phát hiện gần đây).

Chất lỏng không phải là một trạng thái của vật chất, mặc dù trong sử dụng phổ biến đôi khi nó đồng nghĩa với chất lỏng. Định nghĩa chung hơn về chất lỏng là "thứ gì đó chảy". Nhưng chất rắn cũng có thể chảy. Bẻ cong một miếng kim loại nếu bạn không tin tôi. Vì vậy, bằng cách so sánh "Chất rắn" với "chất lỏng", bạn đã nhầm lẫn mọi thứ.

Chất lỏng và chất khí là chất lỏng vì chúng không có thứ tự dài trong nguyên tử của chúng. Chất lỏng chỉ có thứ tự tầm ngắn, trong đó các phân tử bám vào nhau nếu bạn không ép chúng * quá * cứng và khí không có thứ tự nào cả. Vì vậy, các khối khí hoặc chất lỏng có thể tự do hợp nhất và phân tách, chỉ bị giới hạn bởi sức căng bề mặt.

Trong một vật rắn, tất cả các nguyên tử xếp thành một kiểu mẫu nào đó, thường là một tinh thể. (Tôi đang bỏ qua các chất rắn vô định hình như thủy tinh: coi đó là một bài tập cho người đọc.) Các nguyên tử giảm thiểu trạng thái năng lượng của chúng bằng cách tạo thành một mạng tinh thể trong đó mỗi mạng có một số lượng lân cận nhất định. Ở rìa của đống vật chất, bạn đã tiếp xúc với các nguyên tử không có hàng xóm. Họ không vui lắm vì trạng thái năng lượng của họ có thể thấp hơn nếu họ có hàng xóm. Vì vậy, một vật rắn không thích biến dạng, bởi vì điều đó tạo ra các nguyên tử không có hàng xóm mới, có nghĩa là bạn phải bổ sung năng lượng cho vật rắn. Và bởi vì chất rắn rất phức tạp về chính xác nơi các nguyên tử lân cận có thể ngồi, bạn không thể hợp nhất hai mảnh chất rắn chỉ bằng cách cho chúng tiếp xúc với nhau, như bạn có thể với chất lỏng hoặc chất khí.

Nhưng sau đó có "creep". Nếu bạn giữ một kim loại ở tỷ lệ rất cao của điểm nóng chảy của nó - giả sử, 90% - thì nó sẽ trở nên thú vị. Ở nhiệt độ cao như vậy, các nguyên tử trong mạng tinh thể đều rung động như điên, trên bờ vực có đủ năng lượng để xua tan xiềng xích của mạng tinh thể của chúng và trở thành chất lỏng. Chúng ở trong cấu trúc mạng tinh thể, nhưng chúng có thể dễ dàng di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trong cấu trúc đó. (Điều này được gọi là khuếch tán.) Nếu bạn tác dụng một lực lên vật rắn nóng này, các nguyên tử sẽ khuếch tán ra khỏi lực; bằng mắt thường, nó dường như chảy như chất lỏng, nhưng rất chậm. (Giống như một miếng gỗ cuối cùng sẽ cong vênh khi gặp căng thẳng.) Hai bề mặt tiếp xúc có thể hàn lại với nhau mặc dù chúng không bao giờ tan chảy.

Vì vậy, một kim loại cực nóng hoạt động giống như một chất lỏng cực kỳ nhớt, bằng mắt thường. Nhưng cơ chế mà nó "chảy" theo thì hoàn toàn khác.


Câu trả lời 3:

Thuật ngữ sẽ giết bạn nếu bạn không cẩn thận. Chất rắn là một trạng thái của vật chất (cùng với chất lỏng, khí, plasma và bất cứ thứ gì các nhà vật lý năng lượng cao đã phát hiện gần đây).

Chất lỏng không phải là một trạng thái của vật chất, mặc dù trong sử dụng phổ biến đôi khi nó đồng nghĩa với chất lỏng. Định nghĩa chung hơn về chất lỏng là "thứ gì đó chảy". Nhưng chất rắn cũng có thể chảy. Bẻ cong một miếng kim loại nếu bạn không tin tôi. Vì vậy, bằng cách so sánh "Chất rắn" với "chất lỏng", bạn đã nhầm lẫn mọi thứ.

Chất lỏng và chất khí là chất lỏng vì chúng không có thứ tự dài trong nguyên tử của chúng. Chất lỏng chỉ có thứ tự tầm ngắn, trong đó các phân tử bám vào nhau nếu bạn không ép chúng * quá * cứng và khí không có thứ tự nào cả. Vì vậy, các khối khí hoặc chất lỏng có thể tự do hợp nhất và phân tách, chỉ bị giới hạn bởi sức căng bề mặt.

Trong một vật rắn, tất cả các nguyên tử xếp thành một kiểu mẫu nào đó, thường là một tinh thể. (Tôi đang bỏ qua các chất rắn vô định hình như thủy tinh: coi đó là một bài tập cho người đọc.) Các nguyên tử giảm thiểu trạng thái năng lượng của chúng bằng cách tạo thành một mạng tinh thể trong đó mỗi mạng có một số lượng lân cận nhất định. Ở rìa của đống vật chất, bạn đã tiếp xúc với các nguyên tử không có hàng xóm. Họ không vui lắm vì trạng thái năng lượng của họ có thể thấp hơn nếu họ có hàng xóm. Vì vậy, một vật rắn không thích biến dạng, bởi vì điều đó tạo ra các nguyên tử không có hàng xóm mới, có nghĩa là bạn phải bổ sung năng lượng cho vật rắn. Và bởi vì chất rắn rất phức tạp về chính xác nơi các nguyên tử lân cận có thể ngồi, bạn không thể hợp nhất hai mảnh chất rắn chỉ bằng cách cho chúng tiếp xúc với nhau, như bạn có thể với chất lỏng hoặc chất khí.

Nhưng sau đó có "creep". Nếu bạn giữ một kim loại ở tỷ lệ rất cao của điểm nóng chảy của nó - giả sử, 90% - thì nó sẽ trở nên thú vị. Ở nhiệt độ cao như vậy, các nguyên tử trong mạng tinh thể đều rung động như điên, trên bờ vực có đủ năng lượng để xua tan xiềng xích của mạng tinh thể của chúng và trở thành chất lỏng. Chúng ở trong cấu trúc mạng tinh thể, nhưng chúng có thể dễ dàng di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác trong cấu trúc đó. (Điều này được gọi là khuếch tán.) Nếu bạn tác dụng một lực lên vật rắn nóng này, các nguyên tử sẽ khuếch tán ra khỏi lực; bằng mắt thường, nó dường như chảy như chất lỏng, nhưng rất chậm. (Giống như một miếng gỗ cuối cùng sẽ cong vênh khi gặp căng thẳng.) Hai bề mặt tiếp xúc có thể hàn lại với nhau mặc dù chúng không bao giờ tan chảy.

Vì vậy, một kim loại cực nóng hoạt động giống như một chất lỏng cực kỳ nhớt, bằng mắt thường. Nhưng cơ chế mà nó "chảy" theo thì hoàn toàn khác.