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标题: 玻璃放水里就“软”了,用剪刀都能剪开,你试过吗 [打印本页]
作者: 机极级技 时间: 2022-12-16 14:13
标题: 玻璃放水里就“软”了,用剪刀都能剪开,你试过吗
玻璃是个神奇的东西,用普通沙子加热后就能制成,其用途那就更不用说了,在现代社会中几乎每天都能看到,或者使用到玻璃。
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但同时玻璃也有很多独特的特性,最近就看到这样一个实验,将一块普通玻璃放入水中,用剪刀就能轻松从其边缘一块块的将玻璃剪下来(不会大面积的破裂)。
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甚至于还能剪出圆形。
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8 D" M% |1 ^8 e m1 k而将玻璃拿出水中,再用剪刀去剪玻璃就会出现大面积的破碎,跟用物体砸玻璃效果是一样的,根本就不能剪出需要的形状。
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那么玻璃为什么会出现这种现象呢,这是什么原理,下面一起来了解一下
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为什么能在水中剪开玻璃我们知道要想将玻璃直径砸开,可以直接用石头,锤子等物体猛砸就能让其破碎,而要想将玻璃切割成想要的形状,就需要使用非常坚硬的金刚石对其进行切割。
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还有一种经常使用的办法,将一根较细的棉线在瓶子上绕几圈,然后在棉线上浇上煤油后点上火,等将棉线烧完后,直接将瓶子全部放入水中或者是在瓶子燃烧的部位浇上水,瓶子就会瞬间从棉线部位断裂成两截。
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这种切割玻璃的方法是采用了物体的热胀冷缩,通过煤油的燃烧让玻璃膨胀,再放入水中让其迅速降温,就会整齐地裂开。
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那么将玻璃放在水中,怎么会用剪刀就能随意剪切呢,其实这还是与玻璃的内部结构有关系。
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玻璃内部是由无数个小的二氧化硅多面体结构,通过串联后形成网状的特殊结构;而每一个多面体则是由外围的四个氧原子,和位于中间的硅原子组成的,它们之间是由硅氧共价键相连接着的。
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: s' X+ i7 l8 S3 Q; \! n当将玻璃放入水中时,部分水分子会随之渗透到玻璃内部网状结构中,破坏掉原本稳定的结构,让原来的结果遭到破坏而变得脆弱,这样就更容易被剪开了。
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就是硅氧共价键变得脆弱了,而且硅原子受到水分子中氢氧根的吸引形成新的共价键,也会让玻璃不会出现大面积破裂的原因。
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其实,玻璃的这种特性很早就被人们发现了,所以在打磨玻璃的过程中都会不停地喷水,这会让玻璃更容易被打磨。
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但是,并不是什么玻璃都能够在水中被轻易剪断,并且剪切的效果也并没有那么好,所以在水中切割玻璃这种方法并没有大量使用,但人们利用水探索出了另一种剪玻璃的办法,那就是水刀切割玻璃。
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/ Y$ Y& j# K* Z# ]/ P在水中剪切玻璃,虽然可以体验到玻璃被一点点剪掉的感觉,但还是比较危险,如果要想体验还是要戴好手套。
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玻璃的制成
5 R X+ P1 j, K: u$ ?) \玻璃是通过对普通的沙子(主要成分是二氧化硅)加热,直到融化并变成液体为止,沙子在1600℃的高温下熔化。
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在玻璃厂中,将沙子与废玻璃,石灰石(碳酸钙)和苏打粉(碳酸钠)等原料在炉中加热混合。
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碳酸钠降低了沙子的熔点,这有助于节省制造过程中使用的能源和时间,但是它的缺点是会产生一种可溶于水的物质,但是可以通过添加石灰石来消除对玻璃的影响。
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最终产品称为钠钙硅玻璃(硅酸盐),这是我们在日常生活,以及部分建筑上所使用的普通玻璃。
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玻璃的特点
]4 h( t# n1 T9 h2 Y% X- B! y在常温下,玻璃几乎是一种完美的透明,隔热和绝缘固体,并且非常耐多种腐蚀性介质。
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玻璃既有我们能够看到它所具有的很多特点,如强度,透明度等,但同时它具有很多看不见的物理和化学特性。
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玻璃内部原子的堆积密度并不高,从而在原子之间留下较大的间隙或空隙,这些间隙空间共同构成了所谓的自由体积,但是,添加碱和石灰会导致玻璃的密度增加,因为这些原料中的钠离子和钙离子填充了间隙空间,因此,玻璃的密度也会随之增加。
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3 h! G) i8 a% n5 r7 W! B1 M玻璃并没有金属那样的抗弯曲特性,而是更容易碎和破裂,这种现象也可以通过玻璃固体的原子结构来解释;由于熔融玻璃中的原子在冷却时,基本上会以非晶状顺序冻结,因此它们不会出现向四周交错生长的结构,而是向着某一个方向延伸,也就不会有很强的屈服和弯曲的特性。
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玻璃通常在加热时也会膨胀,而在冷却时则会收缩,玻璃的这种热膨胀对其突然受到温度变化冲击适应性就没有那么强,当受热的玻璃突然冷却时(例如将其浸入冰水中),由于其相对于内层的收缩,在外层中可能会产生很大的张力,这种张力可能会导致破裂,这种热冲击的抵抗力被称为玻璃的耐热性。
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参考资料:维基百科,SCIENCE TRENDS
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文中图片截取自Youtube《pixabay》
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作者: zjhcnsod 时间: 2022-12-16 14:39
玻璃混熟了那么多年,又有谁真的了解玻璃呐,动不动就分子原子的,这个那个的也就是瞎猜
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作者: |°莪瘋ㄋ._ 时间: 2022-12-16 16:08
谢谢,科普了
作者: sfcp 时间: 2022-12-16 17:42
自己试试就知道了
作者: 魍者归来 时间: 2022-12-16 22:28
高中化学冷知识——玻璃不是传统意义上的固体
作者: 平凡yjr 时间: 2022-12-19 07:56
有机会试下
作者: 武汉老虎 时间: 2022-12-19 07:59
玻璃奇怪
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