Glas is een amorfe vorm van er toe doen. Het is een solide. U hebt misschien verschillende verklaringen gehoord over de vraag of glas als vaste stof of als vloeistof moet worden geclassificeerd. Hier is een blik op het moderne antwoord op deze vraag en de uitleg erachter.
Belangrijkste punten: is glas een vloeistof of een vaste stof?
- Glas is een solide. Het heeft een duidelijke vorm en volume. Het stroomt niet. In het bijzonder is het een amorfe vaste stof omdat de siliciumdioxidemoleculen niet in een kristalrooster zijn verpakt.
- De reden dat mensen dachten dat glas een vloeistof zou kunnen zijn, was omdat oude glazen ramen aan de onderkant dikker waren dan aan de bovenkant. Het glas was op sommige plaatsen dikker dan op andere vanwege de manier waarop het werd gemaakt. Het werd geïnstalleerd met het dikkere deel onderaan omdat het stabieler was.
- Als je technisch wilt worden, kan glas een vloeistof zijn wanneer het wordt verwarmd totdat het is gesmolten. Bij kamertemperatuur en druk koelt het echter af tot een vaste stof.
Is glas een vloeistof?
Overweeg de kenmerken van vloeistoffen en vaste stoffen. Vloeistoffen hebben een bepaald volume, maar ze nemen de vorm van hun container. Een vaste stof heeft zowel een vaste vorm als een vast volume. Om het glas een vloeistof te laten zijn, moet het dus van vorm of stroming kunnen veranderen. Stroomt glas? Nee dat doet het niet!
Waarschijnlijk is het idee dat glas een vloeistof is, afkomstig van het observeren van oud vensterglas, dat aan de onderkant dikker is dan aan de bovenkant. Hierdoor lijkt het alsof de zwaartekracht ervoor heeft gezorgd dat het glas langzaam stroomt.
Maar glas doet dat wel niet stroom in de tijd! Ouder glas heeft variaties in dikte vanwege de manier waarop het is gemaakt. Geblazen glas zal niet uniform zijn omdat de luchtbel die wordt gebruikt om het glas uit te dunnen, niet gelijkmatig uitzet door de oorspronkelijke glazen bol. Glas dat warm werd gesponnen, mist ook een uniforme dikte omdat de initiële glazen bol geen perfecte bol is en niet met perfecte precisie roteert. Glas dat werd gegoten als gesmolten materiaal aan het ene uiteinde dikker was en aan het andere dunner omdat het glas tijdens het gieten begon af te koelen. Het is logisch dat het dikkere glas zich onderin een plaat zou vormen of op deze manier zou worden georiënteerd om het glas zo stabiel mogelijk te maken.
Modern glas wordt zo geproduceerd dat het een gelijkmatige dikte heeft. Als je naar moderne glasramen kijkt, zie je nooit dat het glas onderaan dikker wordt. Het is mogelijk om elke verandering in de dikte van het glas te meten met behulp van laser technieken; dergelijke veranderingen zijn niet waargenomen.
Floatglas
Het vlakke glas dat in moderne ramen wordt gebruikt, wordt geproduceerd met behulp van het floatglas-proces. Gesmolten glas drijft op een bad van gesmolten tin. Onder druk staande stikstof wordt op de bovenkant van het glas aangebracht, zodat het een spiegelgladde afwerking krijgt. Wanneer het gekoelde glas rechtop wordt geplaatst, heeft en behoudt het een uniforme dikte over het gehele oppervlak.
Amorf vast lichaam
Hoewel glas niet stroomt als een vloeistof, krijgt het nooit een kristallijne structuur die veel mensen associëren met een vaste stof. Maar weet je van veel vaste stoffen die niet kristallijn zijn! Voorbeelden zijn een blok hout, een stuk steenkool en een steen. Het meeste glas bestaat uit siliciumdioxide, dat onder de juiste omstandigheden eigenlijk een kristal vormt. Je weet wel dit kristal als kwarts.
Fysica-definitie van glas
In de natuurkunde wordt een glas gedefinieerd als elke vaste stof die wordt gevormd door snelle smeltblussing. Daarom is glas per definitie solide.
Waarom zou glas een vloeistof zijn?
Glas mist een faseovergang van de eerste orde, wat betekent dat het geen volume, entropie en enthalpie heeft over het hele glasovergangsbereik. Dit onderscheidt glas van typische vaste stoffen, zodat het in dit opzicht op een vloeistof lijkt. De atoomstructuur van glas is vergelijkbaar met dat van een onderkoelde vloeistof. Glas gedraagt zich als een vaste stof wanneer het onder het wordt afgekoeld glas overgangstemperatuur. In zowel glas als kristal, de translationele en roterende beweging is gemaakt. Er blijft een trillingsvrijheid over.