علمی

شیشه چگونه ساخته می شود

ترکیبات شیشه کمی معما گونه است. موادی که برای زیبایی و محافظت از ما ساخته میشوند و با سهولت باورنکردنی تکان می خورند. شیشه از ماسه های مات ساخته شده است ، اما خودش کاملاً شفاف است! و شاید از همه شگفت انگیز این باشد که مثل یک ماده جامد رفتار میکند … اما نوعی مایع عجیب و غریب مبدل است!

هر جا که نگاه کنید می توانید شیشه ای پیدا کنید: بیشتر اتاق های خانه شما دارای یک پنجره شیشه ای و در غیر اینصورت شاید آینه شیشه ای باشد… یا یک لامپ شیشه ای باشد. شیشه یکی از قدیمی ترین و متنوع ترین مواد ساخته شده توسط انسان است. بیایید در مورد آن اطلاعات بیشتری کسب کنیم.

شیشه چیست ؟

باور کنید یا نه ، شیشه از شن مایع ساخته شده است. شما می توانید با گرم کردن ماسه معمولی (که بیشتر از سیلیسیم دی‌اکسید ساخته شده است) شیشه درست کنید تا اینکه ذوب شود و به مایع تبدیل شود. در واقع ممکنه متوجه نشوید که این اتفاق در ساحل محلی شما همه روزه رخ می دهد: شن و ماسه در دمای فوق العاده بالا 1700 درجه سانتیگراد (3090 درجه فارنهایت) ذوب می شود.

شیشه چگونه ساخته می شود
شیشه آغشته : با اضافه کردن نمک های فلزاتی مانند آهن ، منگنز ، کروم و قلع به مواد شیشه مذاب ساخته می شود تا رنگ های متنوعی به آن بخشد | شیشه چگونه ساخته می شود

 

هنگامی که شن و ماسه مذاب سرد می شود ، به چیزهای زرد ریز و درشتی که با آن شروع کرده اید ، بر نمی گردد و یک تحول کامل انجام می شود و یک ساختار داخلی کاملاً متفاوت را بدست می آورد. اما مهم نیست که چه اندازه شن ها را خنک می کنید ، هرگز به یک جامد دیگر تبدیل نمی شوند. درعوض ، به نوعی مایع یخ زده تبدیل می شود یا چیزی که دانشمندان از آن به عنوان جامد آمورف یاد می کنند. مانند تلاقی بین یک جامد و یک مایع با برخی از نظم ههای بلورین یک جامد و برخی از تصادفات مولکولی یک مایع !

شیشه چگونه ساخته می شود
شیشه چگونه ساخته می شود

 

شیشه یک ماده محبوب در خانه های ما است زیرا انواع مختلفی از خواص بسیار مفید دارد. جدا از شفاف بودن ، ساخت آن ارزان است و به راحتی قابل بازیافت است. هر تعداد بار (یک شیشه با چیزهایی که داخل آن قرار می دهید واکنشی نشان نمی دهد).

شیشه چگونه ساخته می شود ؟

شیشه با مخلوط کردن و گرم کردن ماسه ، شیشه بازیافتی ، کربنات کلسیم و کربنات سدیم ساخته می شود.

 شیشه سازی ساده: شن و ماسه و شیشه بازیافت شده را با کربنات کلسیم و کربنات سدیم مخلوط کرده و گرم کنید.

هنگامی که دانشمندان آمریکایی نمونه اولیه بمب اتمی را در صحرای نیومکزیکو در سال 1945 آزمایش کردند ، این انفجار ماسه را در ناحیه برخورد به شیشه تبدیل کرد. خوشبختانه روشهای ساده تر و کمتر افراطی تر برای ساختن شیشه وجود دارد ، اما همه آنها به مقادیر بسیار زیاد گرما نیاز دارند.

در یک کارخانه شیشه ای تجاری ، شن و ماسه با شیشه زباله (از مجموعه های بازیافت) ، خاکستر سودا (کربنات سدیم) و سنگ آهک (کربنات کلسیم) مخلوط شده و در کوره گرم می شود.سودا نقطه ذوب ماسه را کاهش می دهد ، که به صرفه جویی در مصرف انرژی در هنگام تولید کمک می کند ، اما یک اشکال ناگوار دارد: نوعی شیشه تولید می کند که در آب حل می شود! سنگ آهک اضافه شده است تا این اتفاق را متوقف کند. محصول نهایی شیشه سودا-آهک-سیلیس نامیده می شود و لیوان معمولی است که می توانیم اطراف خود ببینیم.

شیشه چگونه ساخته می شود
شیشه چگونه ساخته می شود

آیا شیشه جامد است … یا مایع؟

تصویری که یک ساختار کریستالی جامد به طور منظم و یک ساختار آمورف را در زیر آن نشان می دهد.

آیا شیشه جامد است ... یا مایع؟

 

تصویر بالا: در یک جامد کریستالی معمولی ، اتمها به روشی مرتب و قابل پیش بینی مرتب می شوند.

تصویر پایین: در یک جامد آمورف مانند شیشه ، ترتیب بسیار تصادفی است.

این یک سوال بسیار جالب است.

جواب هر دو است – و نه! نظرات مختلفی در مورد نحوه مراجعه به موادی مانند شیشه وجود دارد که به نظر می رسد از بعضی جهات کمی شبیه مایعات و در بعضی دیگر مانند مواد جامد است.

در مدارس و کتاب ها ، تمایل داریم یاد بگیریم که همه مواد جامد دارای ساختار ثابت اتم هستند.

در حقیقت ، انواع جامد وجود دارد که ساختارهای بسیار متفاوتی دارند و همه آنچه را که ما به عنوان رفتارهای “جامد” توصیف می کنیم دقیقاً به همان شکل نیست. به یک ذره آهن و یک لاستیک فکر کنید. کاملاً واضح است که هر دو جامد هستند ، اما لاستیک با آهن بسیار متفاوت است. در داخل ، لاستیک و آهن اتمها به روشهای کاملاً متفاوتی مرتب شده اند.

مطالب مرتبط : هواژل سبکترین ماده جامد

آهن از ساختاری منظم یا کریستالی برخوردار است ، در حالی که لاستیک یک پلیمر است (ساخته شده از زنجیره های طولانی مولکولهایی که به طور شل به هم وصل شده اند). یا به آب فکر کنید. همانطور که ممکن است کشف کرده باشید ، آب یک ماده جامد تقریباً منحصر به فرد است زیرا وقتی یخ زدگی شروع میشود کاملا متفاوت عمل میکند. به طور خلاصه ، همه چیز متناسب با ایده های ما در مورد جامد ، مایع و گاز نیست و همه مواد جامد ، مایعات و گازها به روشی زیبا ، مرتب و راحت برای توضیح خود رفتار نمی کنند. استثنائات مواردی هستند که علم را واقعاً جالب می کنند!

جامدات آمورف

برگردیم به شیشه. از طریق میکروسکوپ در داخل قسمتی از لیوان را مشاهده کنید و مولکولی را که از آن ساخته شده است در یک الگوی نامنظم خواهید دید. به همین دلیل است که گاهی اوقات از شیشه به عنوان جامد آمورف (جامد بدون ساختار کریستالی معمولی که چیزی مانند فلز داشته باشد) نامیده می شود.   می توان گفت شیشه کمی شبیه به مایع و کمی شبیه به جامد است. دارای یک ساختار داخلی است که در جایی بین ساختار یک مایع و یک جامد قرار دارد . برخی از خصوصیات جامد و برخی از خصوصیات مایع را دارد.

منبع : explainthatstuff

برچسب ها
مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن