玻璃真的是液体吗?

作者:劳里·L·多夫

玻璃有时看起来像里面有液体,但它是什么?
玻璃有时看起来像里面有液体,但它是什么?
丽莎Barreca / iStock /思想库

2002年的电影《阿拉巴马州的甜蜜家园》中,瑞茜·威瑟斯彭饰演梅兰妮·斯莫特,她是一位改头换面的纽约时装设计师,被迫回到自己的南方老家——也不完全是她的前夫结婚她的社交名媛的未婚妻。

它还主演了(大概是)液态玻璃作为一个关键的情节转折。在她成为纽约人的过程中,斯莫特的阿拉巴马老情人杰克·佩里(乔什·卢卡斯饰演)建立了一个利润丰厚的事业。就在暴风雨来临之前,他竞相在沙滩上种植避雷针。什么时候闪电这把沙子变成了玻璃雕塑,佩里在他的画廊里收割、清洗和出售。斯莫特是一家成功的企业,只有在她重新爱上他之后,斯莫特才发现了这一点[来源:IMDB].

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但这部电影的情节中存在的问题不仅仅是斯莫特的爱情生活。佩里的闪电雕塑可能植根于现实生活,但它们被描绘成一种电影般的自由。电影中展示的雕塑看起来像吹制的玻璃,由大师亲手雕刻成空灵的抽象形式。然而,现实并不总是如此在现实生活中,当闪电击中含有二氧化硅或石英的沙子时,1800摄氏度(3272华氏度)的热量在地下传播并融化沙子石英玻璃。玻璃,称为萤石,是中空的,通常呈管状,通常有分支从中心中心向外辐射。其结果是一个模仿浮木的形状[来源:山丘].

玻璃,不管最终的结果是火山灰、窗户还是镜子,都是以粘性、可塑性的形式开始生命的。它是通过将二氧化硅和其他元素(包括碳酸钠、石灰和氧化镁)加热到类似液体的状态而产生的。然后对其进行成型和冷却[来源:康宁玻璃博物馆].

尽管过热玻璃在外观和行为上都像液体,但它实际上可能根本不是液体。当大多数元素被加热时,它们的分子开始自由移动,形成可以倒出的液体形式。尽管过热玻璃可以模仿液体,但在冷却时它实际上是一个分子,这一性质使其保持刚性在室温下。玻璃实际上是一种无定形固体,没有完全组织的晶体结构。它以“介于两者之间”的状态存在,“这意味着它不是真正的固体,但也不是真正的液体。科学家推测,室温玻璃分子改变形状所需的时间比宇宙存在的时间要长[来源:科廷].

从某种意义上说,玻璃自身流动或重新排列其分子所需的时间范围是如此之广,以至于它就像一个固体。例如,科学家们研究了一个2000万年前保存下来的琥珀样本,发现尽管暴露在不同的温度下,琥珀并没有继续流动。虽然并非所有的玻璃都像琥珀一样稳定,但即使是真正的非晶态固体玻璃,其自身的形状也可能需要亿万年的时间才能改变[来源:].

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相关文章

  • 康宁玻璃博物馆。《玻璃化学》(2014年9月10日)http://www.cmog.org/article/chemistry-glass
  • 科廷,席亚拉。“事实还是虚构?玻璃是一种(过冷)液体。”《科学美国人》。2007年2月22日。(2014年8月7日)http://www.scientificamerican.com/article/fact-fiction-glass-liquid/
  • 《科学美国人》2013年7月2日(2014年8月7日),凯尔·希尔,《闪电击中沙子时会发生什么》http://blogs.scientificamerican.com/but-not-simpler/2013/07/02/what-really-happens-when-lightning-strikes-sand-the-science-behind-a-viral-photo/
  • 玻璃历史。“玻璃的成分:玻璃是由什么制成的?”(2014年8月7日)http://www.historyofglass.com/glass-making-process/glass-ingredients/
  • IMDB.《阿拉巴马州甜蜜家园》(2014年8月7日)http://www.imdb.com/title/tt0256415/?ref_=ttqt_qt_tt
  • 赵静。“使用2000万年前的琥珀来测试玻璃形成系统的超级阿累尼乌斯行为”,《自然通讯》,2013年4月30日(2014年8月7日)http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/abs/ncomms2809.html

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