Аморфные тела

Аморфные тела 

Проделаем опыт. Нам  понадобятся кусок пластилина, стеариновая  свеча и электрокамин. Поставим пластилин  и свечу на равных расстояниях  от камина. По прошествии некоторого времени  часть стеарина расплавится (станет жидкостью), а часть – останется  в виде твердого кусочка. Пластилин  за то же время лишь немного размягчится. Еще через некоторое время  весь стеарин расплавится, а пластилин  – постепенно "разъедется" по поверхности стола, все более  и более размягчаясь. 

Итак, существуют тела, которые при плавлении не размягчаются, а из твердого состояния превращаются сразу в жидкость. Во время плавления  таких тел всегда можно отделить жидкость от еще не расплавившейся (твердой) части тела. Эти тела –  кристаллические. Существуют также  твердые тела, которые при нагревании постепенно размягчаются, становятся все более текучими. Для таких  тел невозможно указать температуру, при которой они превращаются в жидкость (плавятся). Эти тела называют аморфными. 

Проделаем следующий  опыт. В стеклянную воронку бросим кусок смолы или воска и  оставим в теплой комнате. По прошествии примерно месяца окажется, что воск принял форму воронки и даже начал  вытекать из нее в виде "струи" (см. рисунок). В противоположность  кристаллам, которые почти вечно  сохраняют собственную форму, аморфные тела даже при невысоких температурах обладают текучестью. Поэтому их можно  рассматривать как очень густые и вязкие жидкости. 

Строение аморфных тел. Исследования при помощи электронного микроскопа, а также при помощи рентгеновских лучей свидетельствуют, что в аморфных телах не наблюдается  строгого порядка в расположении их частиц. Взгляните, на левом рисунке  изображено расположение частиц в кристаллическом  кварце, а на правом – в аморфном кварце. Эти вещества состоят из одних и тех же частиц – молекул  оксида кремния SiO2. 

Кристаллическое состояние  кварца получается, если расплавленный  кварц охлаждать медленно. Если же охлаждение расплава будет быстрым, то молекулы не успеют "выстроиться" в стройные ряды, и получится аморфный кварц. 

Частицы аморфных тел  непрерывно и беспорядочно колеблются. Они чаще, чем частицы кристаллов могут перескакивать с места  на место. Этому способствует и то, что частицы аморфных тел расположены  неодинаково плотно: между ними имеются  пустоты. 

Кристаллизация аморфных тел. С течением времени (несколько  месяцев, лет) аморфные вещества самопроизвольно  переходят в кристаллическое  состояние. Например, сахарные леденцы  или свежий мед, оставленные в  покое в теплом месте, через несколько  месяцев становятся непрозрачными. Говорят, что мед и леденцы "засахарились". Разломив леденец или зачерпнув  мед ложкой, мы действительно увидим образовавшиеся кристаллики сахара. 

Самопроизвольная  кристаллизация аморфных тел свидетельствует, что кристаллическое состояние  вещества является более устойчивым, чем аморфное. МКТ объясняет это  так. Межмолекулярные силы притяжения-отталкивания заставляют частицы аморфного тела перескакивать преимущественно  туда, где имеются пустоты. В результате возникает более упорядоченное, чем прежде расположение частиц, то есть образуется поликристалл. 

Наблюдение за плавлением и отвердеванием

твердых тел 

Цель работы: на опыте  убедиться, что при нагревании твердые  тела плавятся, при охлаждении отвердевают, кристаллические тела плавятся при  определенной температуре. 

Теоретические основы работы

При нагревании температура  твердых тел повышается. Дальнейший нагрев приводит к плавлению твердых  тел, а при охлаждении отвердевают. Переход вещества из твердого состояния  в жидкое называют плавлением. Чтобы  расплавить тело, нужно сначала нагреть  его до определенной температуры. Температуру, при которой вещество плавится, называют температурой плавления. Одни твердые  тела плавятся при низкой температуре, другие - при высокой. Кристаллические  тела имеют постоянную температуру  плавления, у аморфных тел температура  плавления постоянно меняется. Плавление  крист