Czy szkło jest płynem?

Czy szkło jest płynem?

Czy szkło jest cieczą, czy ciałem stałym? Dużo osób za prawdziwą uzna pierwszą odpowiedź, a na dowód pokaże nam średniowieczne witraże, które w dolnej części są ewidentnie grubsze niż w górnej. Sprawa więc wyjaśniona. Szkło jest cieczą, która w czasie mierzonym stuleciami spływa, powodując zmianę kształtu oryginalnej tafli szkła. Jednak o dziwo nie jest to prawdą.

Ciało amorficzne

Szkło nie jest ani cieczą, ani ciałem stałym. Szkło znajduje się w pośrednim stanie skupienia zwanym ciałem amorficznym (bezpostaciowym). W ciele stałym molekuły tworzą uporządkowany wzór, a żadne zmiany w strukturze wewnętrznej nie zachodzą. W przypadku cieczy zmiany takie odbywają się przez cały czas, a ich prędkość uzależniona jest od lepkości cieczy. Miód ma lepkość 10000 razy większą od wody, a smoła ponad 200 miliardów razy większą. To dlatego miód jest gęsty i przelewa się wolno, a smoła w temperaturze pokojowej jest twarda jak kamień. No dobrze, ale co z ciałem amorficznym? Otóż w ciele takim zmiany także zachodzą, jednak są minimalne. Innymi słowy, szkło płynie, jednak jego atomy poruszają się zbyt wolno, aby zmiany były widoczne, nawet na przestrzeni tysięcy lat. Aby płaska tafla szkła uzyskała kształt zbliżony do witraży (na dole grubsza, u góry cieńsza), musielibyśmy czekać dłużej…niż istnieje wszechświat.

Jak powstawały witraże?

Dlaczego więc średniowieczne witraże są grubsze na dole? Powodem jest proces produkcji. Szklarz przy pomocy specjalnej rurki nabierał z pieca płynną masę szklaną i wydmuchiwał z niej cylinder. Cylinder następnie był rozcinany, a uzyskana w ten sposób półokrągła tafla spłaszczana przy pomocy zwilżonego drewna. Wytworzone w ten sposób szkło nigdy nie było idealnie płaskie. Gdy witrażysta wycinał z tafli pożądane kawałki, miały one różną grubość. Podczas osadzania ich w witrażu grubsza strona zawsze szła do dołu. Powodem była zarówno większa stabilność, jak i zapobieganie gromadzeniu się wody w ołowiu na dole okna.

Źródła:

http://londoncrownglass.com/Manufacturing.html

https://www.scientificamerican.com/article/is-glass-really-a-liquid/

https://theconversation.com/is-glass-a-solid-or-a-liquid-36615

https://www.scientificamerican.com/article/fact-fiction-glass-liquid/

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *