將玻璃放在漏鬥中,它會像液體一樣滴落嗎?需要些時間

2021-02-20 無上科學信仰

有一種物質,我們每天都會用到,大多數人一看它就是固體,但又有人說它是液體,且自然界中沒有任何物質可以將其破壞,你猜它是什麼?其實它就是玻璃。

聽起來以為是什麼了不得的東西,原來就是玻璃啊?可別小看了玻璃,你每天都用,可是你知道它是固體還是液體嗎?你可能會說「玻璃當然是固體了,一看就知道」,可有時候只是「看」是不管用的,瀝青就是一個很好的例子。瀝青是我們都非常熟悉的一種東西,只要我們出門,就會看到用瀝青鋪就的道路、用瀝青敷造的屋頂以及使用瀝青進行防水處理的建築物,那麼瀝青到底是固體還是液體呢?你可能仍然會這麼說「瀝青當然也是固體了,一看就是」,以前人們也都是這麼認為的,「一塊一塊的瀝青當然是固體」,然而一位來自昆士蘭大學的物理學家卻有著不同的看法,他認為瀝青是液體。

這位來自昆士蘭大學的物理學家認為瀝青是液體,而它之所以看起來像是固體,只是因為它太粘稠了。

我們都知道一種液體的粘稠度越高,它看起來就越像是固體,而當一種液體的粘稠度高到了一定的程度,那麼就會顯現出和固體一模一樣的特性,於是它看起來就像是一塊固體物質。

然而液體就是液體,它再粘稠,它的本質也不會改變,而液體的本質就是流動性,於是為了證明瀝青是液體,這位來自昆士蘭大學的物理學家於1927年設計了一個實驗,將瀝青放在一個封閉漏鬥之中,只要瀝青是液體,那麼它就一定會從漏鬥中流出來,在實驗剛開始的時候,所有人都興趣盎然,期待著瀝青低落的一刻,然而人們對於瀝青的粘稠度估計得過於樂觀了。

一天過去了、一周過去了、一個月過去了、一年過去了,瀝青還是沒有滴落,而且幾乎沒有顯現出任何會滴落的跡象,不過實驗並沒有失敗,在實驗開始後的第11個年頭,第一滴瀝青滴落了,遺憾的是當時並沒有目擊者,因為瀝青流動的速度實在是太慢了,你看著它馬上就要滴落了,可等了一年它還沒有落,誰又有耐心總是坐在旁邊看著呢。

瀝青是液體,那麼玻璃會不會也是液體呢?玻璃和瀝青有相似的地方,但又不完全相同。中國科學院物理研究所的汪衛華院士在接受採訪時曾經說過類似這樣一句話「玻璃實際上是原子運動得很慢的液體」,當然,汪院士的意思是說玻璃具有液體的特性,並不是說玻璃真的是液體。

玻璃內部的原子排列方式的確和液體是一樣的,用四個字來形容就是:雜亂無章。

然而玻璃內原子的排列方式雖然和液體一樣,但不同的是:液體分子是可以自由滑動的,但玻璃的原子雖然看起來排列混亂,但位置卻似乎被鎖定了一般,無法自由滑動,所以玻璃並不是液體,但它又與通常所說的固體不同,所以它屬於一種特殊的固體物質,稱之為非晶態固體。玻璃內原子位置雖然被鎖定,但又並非完全不可以動,其實它還是可以流動的。

如此說來,如果把玻璃放在漏鬥裡,它也能像瀝青一樣滴落嗎?從理論上來講也許可以,但是其所需要的時間明顯要比瀝青更長。沒有人知道玻璃從漏鬥裡滴落需要多長時間,但以目前的觀察來計算,幾千年應該不會顯現出任何會滴落的痕跡,甚至不會發生任何形變。

玻璃這種物質在我們的印象裡是非常脆弱的,稍有撞擊則會損壞,但實際上玻璃卻是一種非常強大的物質,在自然界之中幾乎沒有任何東西可以將其破壞。

撞擊會致使玻璃損壞,這是因為玻璃是一種脆性材料,但玻璃製品的破碎對於我們來說是損壞了,但對於玻璃本身而言,這只是改變了玻璃的形狀而已,並沒有使玻璃受到破壞。玻璃的主要成分是石英砂、硼砂、硼酸、碳酸鋇、石灰石等,食物鏈中的「分解者」們沒有吃掉這些物質的能力,所以玻璃不會被生物降解,此外玻璃也不會因陽光的照射而被氧化分解,所以光降解也是行不通的,因而我們說在自然界中沒有任何物質可以破壞玻璃,玻璃是一種壽命永恆的材料。有人說氫氟酸可以腐蝕玻璃呀?的確,但自然界中可沒有氫氟酸。由於玻璃是永生材料,所以用完的玻璃製品不要隨便亂扔,在一些鄉村的河流水塘之中,碎玻璃已經成為了一個令人非常頭疼的安全問題。

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