Номер 1, страница 72 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

1. Назовите свойства аморфных тел. Приведите примеры аморфных тел.

1. Назовите свойства аморфных тел. Приведите примеры аморфных тел.

Аморфные тела (от греческого ἀ- — «без», μορφή — «форма») — это твёрдые вещества, в которых отсутствует дальний порядок в расположении частиц (атомов, молекул, ионов). Их структура хаотична и напоминает структуру жидкости, поэтому аморфные тела часто называют переохлаждёнными жидкостями с очень высокой вязкостью. В отличие от кристаллов, у аморфных тел есть только ближний порядок — упорядоченность в расположении соседних частиц.

Ключевые свойства аморфных тел:

• Отсутствие определённой температуры плавления. При нагревании аморфные тела не плавятся при конкретной температуре, а постепенно размягчаются в определённом диапазоне температур. Этот переход из хрупкого состояния в пластичное называется стеклованием, а соответствующий температурный диапазон — интервалом стеклования (характеризуется температурой стеклования $T_g$). При дальнейшем нагревании вязкость вещества продолжает падать до тех пор, пока оно не станет текучей жидкостью.

• Изотропия. Это свойство означает, что физические характеристики вещества (такие как теплопроводность, электропроводность, показатель преломления, механическая прочность) одинаковы во всех направлениях. Изотропия является прямым следствием неупорядоченного, хаотичного расположения частиц в структуре аморфного тела.

• Текучесть. Хотя аморфные тела и считаются твёрдыми, они сохраняют способность к течению, подобно жидкостям. Этот процесс происходит чрезвычайно медленно. Классическим примером, иллюстрирующим это свойство, является знаменитый эксперимент с капающим пеком (pitch drop experiment), в котором битум (высоковязкая смола) при комнатной температуре формирует каплю раз в несколько лет.

• Метастабильность. Аморфное состояние является термодинамически неустойчивым (метастабильным) по сравнению с кристаллическим. Со временем аморфное вещество может самопроизвольно кристаллизоваться (этот процесс называют расстекловыванием), переходя в более стабильное состояние. Примером может служить «засахаривание» мёда, когда в аморфной массе образуются кристаллы сахаров.

• Отсутствие плоских граней при разрушении. При раскалывании аморфные тела образуют осколки неправильной формы с характерным раковистым изломом (поверхность излома гладкая, но изогнутая, как у раковины). Кристаллы же, в свою очередь, раскалываются по определённым плоскостям спайности, образуя плоские грани.

Примеры аморфных тел:

Аморфные тела широко распространены как в природе, так и в технике. К ним относятся:

• Стекла: силикатное стекло (оконное, бутылочное), кварцевое стекло, органическое стекло (плексиглас).

• Природные смолы и минералы: янтарь, обсидиан (вулканическое стекло), опал.

• Искусственные смолы и полимеры: большинство пластмасс (полиэтилен, полистирол), эпоксидные смолы, канифоль, сургуч, вар, битум (асфальт).

• Пищевые продукты: карамель (леденцы), сахарная вата, незакристаллизовавшийся мёд, ирис.

Ответ:

Свойства аморфных тел:

1. Отсутствие дальнего порядка: Частицы расположены хаотично, имеется только ближний порядок.

2. Отсутствие определённой температуры плавления: Вещество постепенно размягчается в интервале температур, а не плавится при одной точке.

3. Изотропия: Физические свойства одинаковы по всем направлениям.

4. Текучесть: Способность медленно деформироваться (течь) под действием постоянной нагрузки.

5. Метастабильность: Аморфное состояние неустойчиво и со временем может самопроизвольно перейти в кристаллическое.

6. Раковистый излом: При разрушении образуют неровные, изогнутые поверхности.

Примеры аморфных тел:

Стекло, янтарь, смолы (канифоль, битум), пластмассы (например, полиэтилен), сургуч, леденцы (карамель), обсидиан.