क्या आपने कभी सोचा है कि ये रहस्यमय अनाकार पदार्थ क्या हैं? वे ठोस और तरल दोनों से संरचना में भिन्न होते हैं। तथ्य यह है कि ऐसे निकाय एक विशेष संघनित अवस्था में होते हैं, जिसका केवल अल्प-श्रेणी क्रम होता है। अनाकार पदार्थों के उदाहरण राल, कांच, एम्बर, रबर, पॉलीथीन, पॉलीविनाइल क्लोराइड (हमारा पसंदीदा) हैं प्लास्टिक की खिड़कियाँ), विभिन्न पॉलिमर और अन्य। ये वे ठोस पदार्थ हैं जिनमें नहीं है क्रिस्टल लैटिस. इनमें सीलिंग वैक्स, विभिन्न चिपकने वाले पदार्थ, कठोर रबर और प्लास्टिक भी शामिल हैं।

अनाकार पदार्थों के असामान्य गुण

बँटवारे के दौरान अनाकार शरीरअरे कोई किनारा नहीं बनता. कण पूरी तरह से यादृच्छिक हैं और पर स्थित हैं करीब रेंजएक दूसरे से। वे या तो बहुत मोटे या चिपचिपे हो सकते हैं। वे बाहरी प्रभावों से कैसे प्रभावित होते हैं? प्रभावित अलग-अलग तापमानशरीर तरल पदार्थ की तरह तरल हो जाते हैं, और साथ ही काफी लचीले भी। ऐसे मामलों में जहां बाहरी प्रभाव लंबे समय तक नहीं रहता है, अनाकार संरचना वाले पदार्थ एक शक्तिशाली प्रभाव से टुकड़ों में टूट सकते हैं। बाहर से दीर्घकालिक प्रभाव इस तथ्य की ओर ले जाता है कि वे बस प्रवाहित होते हैं।

घर पर एक छोटा सा रेज़िन प्रयोग आज़माएँ। इसे किसी सख्त सतह पर रखें और आप देखेंगे कि यह आसानी से बहने लगा है। यह सही है, यह सार है! गति तापमान पर निर्भर करती है. यदि यह बहुत अधिक है, तो राल काफ़ी तेज़ी से फैलना शुरू हो जाएगा।

ऐसे निकायों की और क्या विशेषता है? वे कोई भी रूप ले सकते हैं. यदि छोटे-छोटे कणों के रूप में अनाकार पदार्थों को किसी बर्तन में, उदाहरण के लिए सुराही में, रख दिया जाए तो वे भी बर्तन का आकार ले लेंगे। वे आइसोट्रोपिक भी हैं, यानी वे समान प्रदर्शन करते हैं भौतिक गुणचहुँ ओर।

पिघलना और अन्य राज्यों में संक्रमण। धातु और कांच

किसी पदार्थ की अनाकार अवस्था का तात्पर्य किसी विशिष्ट तापमान के रखरखाव से नहीं है। कम मूल्यों पर शरीर जम जाते हैं, उच्च मूल्यों पर वे पिघल जाते हैं। वैसे, ऐसे पदार्थों की चिपचिपाहट की डिग्री भी इस पर निर्भर करती है। कम तापमान चिपचिपाहट को कम करने में योगदान देता है, जबकि उच्च तापमान, इसके विपरीत, इसे बढ़ाता है।

अनाकार प्रकार के पदार्थों के लिए, एक और विशेषता को प्रतिष्ठित किया जा सकता है - एक क्रिस्टलीय अवस्था में संक्रमण, और एक सहज अवस्था। ऐसा क्यों हो रहा है? क्रिस्टलीय पिंड में आंतरिक ऊर्जा अनाकार पिंड की तुलना में बहुत कम होती है। हम इसे कांच उत्पादों के उदाहरण में देख सकते हैं - समय के साथ, कांच धुंधला हो जाता है।

धातु का गिलास - यह क्या है? पिघलने के दौरान धातु को क्रिस्टल जाली से हटाया जा सकता है, यानी अनाकार संरचना वाले पदार्थ को कांच जैसा बनाया जा सकता है। कृत्रिम शीतलन के दौरान जमने पर क्रिस्टल जाली फिर से बन जाती है। अनाकार धातु में संक्षारण के प्रति अद्भुत प्रतिरोध होता है। उदाहरण के लिए, इससे बनी कार बॉडी को विभिन्न कोटिंग्स की आवश्यकता नहीं होगी, क्योंकि यह सहज विनाश के अधीन नहीं होगी। अनाकार पदार्थ एक ऐसा पिंड है जिसकी परमाणु संरचना में अभूतपूर्व ताकत होती है, जिसका अर्थ है कि अनाकार धातु का उपयोग बिल्कुल किसी भी औद्योगिक क्षेत्र में किया जा सकता है।

पदार्थों की क्रिस्टल संरचना

धातुओं की विशेषताओं की अच्छी समझ रखने और उनके साथ काम करने में सक्षम होने के लिए, आपको इसका ज्ञान होना आवश्यक है क्रिस्टल की संरचनाकुछ पदार्थ. धातु उत्पादों का उत्पादन और धातु विज्ञान का क्षेत्र इतना विकसित नहीं हो पाता अगर लोगों को मिश्र धातुओं की संरचना, तकनीकी तकनीकों और परिचालन विशेषताओं में बदलाव के बारे में निश्चित ज्ञान नहीं होता।

पदार्थ की चार अवस्थाएँ

यह सर्वविदित है कि एकत्रीकरण की चार अवस्थाएँ होती हैं: ठोस, तरल, गैसीय, प्लाज्मा। अनाकार ठोस भी क्रिस्टलीय हो सकते हैं। इस संरचना से कणों की व्यवस्था में स्थानिक आवधिकता देखी जा सकती है। क्रिस्टल में ये कण आवधिक गति कर सकते हैं। उन सभी पिंडों में जिन्हें हम गैसीय या तरल अवस्था में देखते हैं, हम एक अराजक विकार के रूप में कणों की गति को देख सकते हैं। अनाकार ठोस (उदाहरण के लिए, संघनित अवस्था में धातुएँ: कठोर रबर, कांच के उत्पाद, रेजिन) को जमे हुए तरल पदार्थ कहा जा सकता है, क्योंकि जब वे आकार बदलते हैं, तो आप चिपचिपाहट जैसी विशिष्ट विशेषता देख सकते हैं।

अनाकार पिंडों और गैसों और तरल पदार्थों के बीच अंतर

विरूपण के दौरान प्लास्टिसिटी, लोच और सख्त होने की अभिव्यक्तियाँ कई निकायों की विशेषता हैं। क्रिस्टलीय और अनाकार पदार्थ इन विशेषताओं को अधिक हद तक प्रदर्शित करते हैं, जबकि तरल पदार्थ और गैसों में ऐसे गुण नहीं होते हैं। लेकिन आप देख सकते हैं कि वे आयतन में लोचदार परिवर्तन में योगदान करते हैं।

क्रिस्टलीय और अनाकार पदार्थ. यांत्रिक और भौतिक गुण

क्रिस्टलीय और अनाकार पदार्थ क्या हैं? जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, जिन पिंडों में चिपचिपापन गुणांक बहुत अधिक होता है उन्हें अनाकार कहा जा सकता है, और सामान्य तापमान पर उनकी तरलता असंभव है। और यहां गर्मी, इसके विपरीत, उन्हें तरल पदार्थ की तरह तरल होने की अनुमति देता है।

क्रिस्टलीय प्रकार के पदार्थ बिल्कुल भिन्न प्रतीत होते हैं। बाहरी दबाव के आधार पर इन ठोस पदार्थों का अपना गलनांक हो सकता है। यदि तरल को ठंडा कर दिया जाए तो क्रिस्टल प्राप्त करना संभव है। यदि आप कुछ उपाय नहीं करते हैं, तो आप देखेंगे कि विभिन्न क्रिस्टलीकरण केंद्र तरल अवस्था में दिखाई देने लगते हैं। इन केन्द्रों के आसपास के क्षेत्र में ठोस निर्माण होता है। बहुत छोटे क्रिस्टल यादृच्छिक क्रम में एक दूसरे से जुड़ने लगते हैं, और एक तथाकथित पॉलीक्रिस्टल प्राप्त होता है। ऐसा शरीर समदैशिक होता है।

पदार्थों के लक्षण

भौतिक और क्या निर्धारित करता है यांत्रिक विशेषताएंबताओ? परमाणु बंधन महत्वपूर्ण हैं, जैसा कि क्रिस्टल संरचना का प्रकार है। आयनिक क्रिस्टल को आयनिक बंधों की विशेषता होती है, जिसका अर्थ है एक परमाणु से दूसरे परमाणु में सहज संक्रमण। इस स्थिति में, धनात्मक और ऋणात्मक आवेशित कणों का निर्माण होता है। हम आयनिक बंधन का निरीक्षण कर सकते हैं सरल उदाहरण- ऐसी विशेषताएँ विभिन्न ऑक्साइडों और लवणों की विशेषता हैं। आयनिक क्रिस्टल की एक अन्य विशेषता कम तापीय चालकता है, लेकिन गर्म होने पर इसका प्रदर्शन उल्लेखनीय रूप से बढ़ सकता है। क्रिस्टल जाली के नोड्स पर आप विभिन्न अणुओं को देख सकते हैं जो मजबूत परमाणु बंधनों द्वारा प्रतिष्ठित होते हैं।

प्रकृति में पाए जाने वाले अनेक खनिजों की संरचना क्रिस्टलीय होती है। और पदार्थ की अनाकार अवस्था भी प्रकृति में है शुद्ध फ़ॉर्म. केवल इस मामले में शरीर कुछ निराकार है, लेकिन क्रिस्टल सपाट किनारों के साथ सुंदर पॉलीहेड्रॉन का रूप ले सकते हैं, और अद्भुत सुंदरता और पवित्रता के नए ठोस शरीर भी बना सकते हैं।

क्रिस्टल क्या हैं? अनाकार-क्रिस्टलीय संरचना

ऐसे पिंडों का आकार किसी विशेष यौगिक के लिए स्थिर होता है। उदाहरण के लिए, बेरिल हमेशा एक षट्कोणीय प्रिज्म की तरह दिखता है। एक छोटा सा प्रयोग करके देखो. टेबल नमक का एक छोटा घन आकार का क्रिस्टल (गेंद) लें और इसे उसी टेबल नमक से यथासंभव संतृप्त एक विशेष घोल में डालें। समय के साथ, आप देखेंगे कि यह शरीर अपरिवर्तित रहा है - इसने फिर से एक घन या गेंद का आकार प्राप्त कर लिया है, जो टेबल नमक क्रिस्टल की विशेषता है।

3. - पॉलीविनाइल क्लोराइड, या प्रसिद्ध प्लास्टिक पीवीसी खिड़कियां। यह आग के प्रति प्रतिरोधी है, क्योंकि इसे ज्वाला मंदक माना जाता है, इसमें यांत्रिक शक्ति और विद्युत इन्सुलेट गुणों में वृद्धि हुई है।

4. पॉलियामाइड बहुत उच्च शक्ति और घिसावट प्रतिरोध वाला पदार्थ है। यह उच्च ढांकता हुआ विशेषताओं द्वारा विशेषता है।

5. प्लेक्सीग्लास, या पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट। हम इसे इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के क्षेत्र में उपयोग कर सकते हैं या संरचनाओं के लिए सामग्री के रूप में उपयोग कर सकते हैं।

6. फ्लोरोप्लास्टिक, या पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन, एक प्रसिद्ध ढांकता हुआ है जो सॉल्वैंट्स में विघटन गुण प्रदर्शित नहीं करता है जैविक उत्पत्ति. एक विस्तृत तापमान सीमा और अच्छे ढांकता हुआ गुण इसे हाइड्रोफोबिक या घर्षण-विरोधी सामग्री के रूप में उपयोग करने की अनुमति देते हैं।

7. पॉलीस्टाइनिन। यह सामग्री एसिड से प्रभावित नहीं होती है. इसे, फ्लोरोप्लास्टिक और पॉलियामाइड की तरह, एक ढांकता हुआ माना जा सकता है। यांत्रिक तनाव के विरुद्ध बहुत टिकाऊ। पॉलीस्टाइनिन का प्रयोग हर जगह किया जाता है। उदाहरण के लिए, इसने खुद को एक संरचनात्मक और विद्युत इन्सुलेट सामग्री के रूप में अच्छी तरह साबित कर दिया है। इलेक्ट्रिकल और रेडियो इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है।

8. संभवतः हमारे लिए सबसे प्रसिद्ध पॉलिमर पॉलीथीन है। सामग्री आक्रामक वातावरण के संपर्क के लिए प्रतिरोधी है, यह नमी के लिए बिल्कुल अभेद्य है। यदि पैकेजिंग पॉलीथीन से बनी है, तो इसके प्रभाव में सामग्री खराब होने का कोई डर नहीं है भारी वर्षा. पॉलीथीन भी एक ढांकता हुआ है। इसका अनुप्रयोग व्यापक है. इसका उपयोग पाइप संरचनाएं, विभिन्न विद्युत उत्पाद, इंसुलेटिंग फिल्म, टेलीफोन और बिजली लाइन केबल के लिए आवरण, रेडियो के लिए हिस्से और अन्य उपकरण बनाने के लिए किया जाता है।

9. पॉलीविनाइल क्लोराइड एक उच्च बहुलक पदार्थ है। यह सिंथेटिक और थर्मोप्लास्टिक है। इसकी आणविक संरचना असममित है। यह पानी के प्रति लगभग अभेद्य है और इसे दबाकर, मुद्रांकित करके और ढालकर बनाया जाता है। पॉलीविनाइल क्लोराइड का उपयोग अक्सर विद्युत उद्योग में किया जाता है। इसके आधार पर, रासायनिक सुरक्षा, बैटरी बैंक, इंसुलेटिंग स्लीव्स और गास्केट, तार और केबल के लिए विभिन्न हीट-इंसुलेटिंग होसेस और होसेस बनाए जाते हैं। पीवीसी हानिकारक सीसे का भी एक उत्कृष्ट प्रतिस्थापन है। इसे ढांकता हुआ के रूप में उच्च-आवृत्ति सर्किट के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। और सब इसलिए क्योंकि इस मामले में ढांकता हुआ नुकसान अधिक होगा। उच्च चालकता है.

>>भौतिकी: अनाकार शरीर

सभी ठोस पदार्थ क्रिस्टल नहीं होते। अनेक अनाकार शरीर हैं। वे क्रिस्टल से किस प्रकार भिन्न हैं?
अनाकार पिंडों में परमाणुओं की व्यवस्था में कोई सख्त क्रम नहीं होता है। केवल निकटतम पड़ोसी परमाणु ही किसी क्रम में व्यवस्थित होते हैं। लेकिन अनाकार निकायों में एक ही संरचनात्मक तत्व की सभी दिशाओं में कोई सख्त पुनरावृत्ति नहीं होती है, जो क्रिस्टल की विशेषता है।
परमाणुओं की व्यवस्था और उनके व्यवहार की दृष्टि से अनाकार पिंड तरल पदार्थ के समान होते हैं।
अक्सर एक ही पदार्थ क्रिस्टलीय और अनाकार दोनों अवस्थाओं में पाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज SiO2 या तो क्रिस्टलीय या अनाकार रूप (सिलिका) में हो सकता है। क्वार्ट्ज के क्रिस्टलीय रूप को योजनाबद्ध रूप से नियमित षट्भुज की जाली के रूप में दर्शाया जा सकता है ( चित्र 12.6, ए). क्वार्ट्ज की अनाकार संरचना भी एक जाली की तरह दिखती है, लेकिन अनियमित आकार की। षट्कोण के साथ, इसमें पंचकोण और सप्तभुज शामिल हैं ( चित्र 12.6, बी).
अनाकार निकायों के गुण.सभी अनाकार पिंड समदैशिक होते हैं, अर्थात उनके भौतिक गुण सभी दिशाओं में समान होते हैं। अनाकार पिंडों में कांच, राल, रसिन, मिश्री आदि शामिल हैं।
बाहरी प्रभावों के तहत, अनाकार शरीर ठोस पदार्थों की तरह लोचदार गुण और तरल पदार्थ की तरह तरलता दोनों प्रदर्शित करते हैं। इस प्रकार, अल्पकालिक प्रभावों (प्रभाव) के तहत, वे ठोस निकायों की तरह व्यवहार करते हैं और कब मजबूत प्रभावटुकड़ों में बंट गए हैं. लेकिन बहुत लंबे समय तक प्रदर्शन के साथ, अनाकार शरीर प्रवाहित होते हैं। यदि आपमें धैर्य है तो आप इसे स्वयं देख सकते हैं। राल के उस टुकड़े का अनुसरण करें जो कठोर सतह पर पड़ा हो। धीरे-धीरे राल उस पर फैलती है, और राल का तापमान जितना अधिक होता है, यह उतनी ही तेजी से होता है।
अनाकार पिंडों के परमाणुओं या अणुओं, तरल के अणुओं की तरह, "स्थिर जीवन" का एक निश्चित समय होता है - संतुलन स्थिति के आसपास दोलनों का समय। लेकिन तरल पदार्थों के विपरीत यह समय बहुत लंबा होता है।
तो, var at के लिए टी= 20°C "स्थिर जीवन" का समय लगभग 0.1 सेकंड है। इस संबंध में, अनाकार पिंड क्रिस्टलीय पिंडों के करीब होते हैं, क्योंकि एक संतुलन स्थिति से दूसरे में परमाणुओं की छलांग अपेक्षाकृत कम ही होती है।
अनाकार शरीर पर कम तामपानउनके गुण ठोस जैसे होते हैं। उनमें लगभग कोई तरलता नहीं होती है, लेकिन जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है वे धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और उनके गुण तरल पदार्थों के गुणों के और करीब होते जाते हैं। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि बढ़ते तापमान के साथ, परमाणुओं का एक संतुलन स्थिति से दूसरे संतुलन स्थिति में कूदना धीरे-धीरे अधिक होने लगता है। निश्चित गलनांकक्रिस्टलीय पिंडों के विपरीत, अनाकार पिंड नहीं होते।
तरल क्रिस्टल.प्रकृति में, ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें एक साथ क्रिस्टल और तरल के मूल गुण होते हैं, अर्थात् अनिसोट्रॉपी और तरलता। पदार्थ की यह अवस्था कहलाती है तरल स्फ़टिक. लिक्विड क्रिस्टल मुख्य रूप से होते हैं कार्बनिक पदार्थ, जिनके अणुओं में लंबे धागे जैसा या सपाट प्लेट का आकार होता है।
आइए सबसे सरल मामले पर विचार करें, जब एक लिक्विड क्रिस्टल धागे जैसे अणुओं द्वारा बनता है। ये अणु एक-दूसरे के समानांतर स्थित होते हैं, लेकिन बेतरतीब ढंग से स्थानांतरित होते हैं, यानी, क्रम, सामान्य क्रिस्टल के विपरीत, केवल एक दिशा में मौजूद होता है।
तापीय गति के दौरान, इन अणुओं के केंद्र अनियमित रूप से चलते हैं, लेकिन अणुओं का अभिविन्यास नहीं बदलता है, और वे स्वयं के समानांतर रहते हैं। सख्त आणविक अभिविन्यास क्रिस्टल के पूरे आयतन में मौजूद नहीं है, लेकिन छोटे क्षेत्रों में मौजूद है जिन्हें डोमेन कहा जाता है। प्रकाश का अपवर्तन और परावर्तन डोमेन सीमाओं पर होता है, यही कारण है कि लिक्विड क्रिस्टल अपारदर्शी होते हैं। हालाँकि, दो पतली प्लेटों के बीच रखी लिक्विड क्रिस्टल की एक परत में, जिसके बीच की दूरी 0.01-0.1 मिमी है, 10-100 एनएम के समानांतर अवसाद के साथ, सभी अणु समानांतर होंगे और क्रिस्टल पारदर्शी हो जाएगा। यदि लिक्विड क्रिस्टल के कुछ क्षेत्रों पर विद्युत वोल्टेज लागू किया जाता है, तो लिक्विड क्रिस्टल स्थिति बाधित हो जाती है। ये क्षेत्र अपारदर्शी हो जाते हैं और चमकने लगते हैं, जबकि बिना तनाव वाले क्षेत्र अंधेरे रहते हैं। इस घटना का उपयोग लिक्विड क्रिस्टल टेलीविजन स्क्रीन के निर्माण में किया जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि स्क्रीन में बड़ी संख्या में तत्व होते हैं और ऐसी स्क्रीन के लिए इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण सर्किट बेहद जटिल होता है।
भौतिक विज्ञान की ठोस अवस्था।मानवता सदैव ठोस पदार्थों का उपयोग करती रही है और करती रहेगी। लेकिन अगर पहले ठोस अवस्था भौतिकी प्रत्यक्ष अनुभव के आधार पर प्रौद्योगिकी के विकास में पिछड़ गई थी, तो अब स्थिति बदल गई है। सैद्धांतिक अनुसंधान से ऐसे ठोस पदार्थों का निर्माण होता है जिनके गुण पूरी तरह से असामान्य होते हैं।
परीक्षण और त्रुटि से ऐसे शव प्राप्त करना असंभव होगा। ट्रांजिस्टर का निर्माण, जिसकी चर्चा बाद में की जायेगी, - ज्वलंत उदाहरणकैसे ठोस पदार्थों की संरचना को समझने से सभी रेडियो प्रौद्योगिकी में क्रांति आ गई।
निर्दिष्ट यांत्रिक, चुंबकीय, विद्युत और अन्य गुणों वाली सामग्री प्राप्त करना आधुनिक ठोस अवस्था भौतिकी की मुख्य दिशाओं में से एक है। विश्व के लगभग आधे भौतिकशास्त्री अब भौतिकी के इसी क्षेत्र में कार्य करते हैं।
अनाकार ठोस क्रिस्टलीय ठोस और तरल पदार्थ के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं। उनके परमाणु या अणु सापेक्ष क्रम में व्यवस्थित होते हैं। ठोस पदार्थों (क्रिस्टलीय और अनाकार) की संरचना को समझने से आप वांछित गुणों वाली सामग्री बना सकते हैं।

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1. अनाकार पिंड क्रिस्टलीय पिंडों से किस प्रकार भिन्न होते हैं?
2. अनाकार पिंडों के उदाहरण दीजिए।
3. यदि कांच अनाकार न होकर क्रिस्टलीय ठोस होता तो क्या कांच बनाने का व्यवसाय उत्पन्न होता?

जी.या.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी 10वीं कक्षा

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शब्द "अनाकार" का ग्रीक से अनुवाद शाब्दिक रूप से "रूप नहीं", "रूप नहीं" के रूप में किया गया है। ऐसे पदार्थों में क्रिस्टलीय संरचना नहीं होती है; वे क्रिस्टलीय सतह बनाने के लिए विभाजित नहीं होते हैं। एक नियम के रूप में, एक अनाकार शरीर आइसोट्रोपिक है, अर्थात, इसके भौतिक गुण बाहरी प्रभाव की दिशा पर निर्भर नहीं करते हैं।

एक निश्चित अवधि (महीने, सप्ताह, दिन) में, व्यक्तिगत अनाकार शरीर अनायास ही एक क्रिस्टलीय अवस्था में परिवर्तित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप देख सकते हैं कि कैसे शहद या मिश्री कुछ समय बाद अपनी पारदर्शिता खो देती है। ऐसे मामलों में, वे आमतौर पर कहते हैं कि उत्पाद "कैंडीड" हैं। उसी समय, कैंडिड शहद को चम्मच से निकालकर या कैंडी को तोड़कर, आप वास्तव में गठित चीनी क्रिस्टल का निरीक्षण कर सकते हैं, जो पहले एक अनाकार रूप में मौजूद थे।

पदार्थों का ऐसा सहज क्रिस्टलीकरण इंगित करता है बदलती डिग्रीराज्यों की स्थिरता. इस प्रकार, एक अनाकार शरीर कम स्थिर होता है।

भौतिकी आठवीं कक्षा

विषय पर रिपोर्ट:

“अनाकार शरीर. अनाकार पिंडों का पिघलना।

आठवीं कक्षा का छात्र:

2009

अनाकार शरीर.

चलिए एक प्रयोग करते हैं. हमें प्लास्टिसिन का एक टुकड़ा, एक स्टीयरिन मोमबत्ती और एक इलेक्ट्रिक फायरप्लेस की आवश्यकता होगी। आइए प्लास्टिसिन और एक मोमबत्ती को चिमनी से समान दूरी पर रखें। कुछ समय बाद स्टीयरिन का कुछ भाग पिघल जाएगा (तरल बन जाएगा) और कुछ ठोस टुकड़े के रूप में रह जाएगा। उसी समय के दौरान, प्लास्टिसिन केवल थोड़ा नरम हो जाएगा। कुछ समय बाद, सारा स्टीयरिन पिघल जाएगा, और प्लास्टिसिन धीरे-धीरे टेबल की सतह के साथ "खराब" हो जाएगा, और अधिक नरम हो जाएगा।

तो, ऐसे शरीर हैं जो पिघलने पर नरम नहीं होते हैं, लेकिन से ठोस अवस्थातुरंत तरल में बदल जाता है. ऐसे पिंडों के पिघलने के दौरान, शरीर के अभी तक न पिघले (ठोस) हिस्से से तरल को अलग करना हमेशा संभव होता है। ये शव हैं क्रिस्टलीय.ऐसे ठोस पदार्थ भी होते हैं जो गर्म करने पर धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और अधिक से अधिक तरल हो जाते हैं। ऐसे पिंडों के लिए उस तापमान को इंगित करना असंभव है जिस पर वे तरल में बदल जाते हैं (पिघल जाते हैं)। इन निकायों को कहा जाता है अनाकार

चलो यह करते हैं अगला अनुभव. राल या मोम का एक टुकड़ा कांच की फ़नल में डालें और गर्म कमरे में छोड़ दें। लगभग एक महीने के बाद, यह पता चलेगा कि मोम ने एक फ़नल का आकार ले लिया है और यहां तक ​​कि "धारा" के रूप में उसमें से बाहर निकलना भी शुरू कर दिया है (चित्र 1)। क्रिस्टल के विपरीत, जो लगभग हमेशा अपना आकार बनाए रखते हैं, अनाकार पिंड कम तापमान पर भी तरलता प्रदर्शित करते हैं। इसलिए, इन्हें बहुत गाढ़ा और चिपचिपा तरल पदार्थ माना जा सकता है।

अनाकार निकायों की संरचना.इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करने के साथ-साथ एक्स-रे का उपयोग करने वाले अध्ययनों से संकेत मिलता है कि अनाकार निकायों में उनके कणों की व्यवस्था में कोई सख्त आदेश नहीं है। एक नज़र डालें, चित्र 2 क्रिस्टलीय क्वार्ट्ज में कणों की व्यवस्था को दर्शाता है, और दाईं ओर अनाकार क्वार्ट्ज में कणों की व्यवस्था को दर्शाता है। इन पदार्थों में समान कण होते हैं - सिलिकॉन ऑक्साइड SiO 2 के अणु।

यदि पिघले हुए क्वार्ट्ज को धीरे-धीरे ठंडा किया जाए तो क्वार्ट्ज की क्रिस्टलीय अवस्था प्राप्त होती है। यदि पिघल का ठंडा होना तेजी से होता है, तो अणुओं को क्रमबद्ध पंक्तियों में "लाइन अप" करने का समय नहीं मिलेगा, और परिणाम अनाकार क्वार्ट्ज होगा।

अनाकार पिंडों के कण निरंतर और अनियमित रूप से दोलन करते हैं। वे क्रिस्टल कणों की तुलना में अधिक बार एक स्थान से दूसरे स्थान पर छलांग लगा सकते हैं। यह इस तथ्य से भी सुगम होता है कि अनाकार पिंडों के कण असमान रूप से सघन रूप से स्थित होते हैं: उनके बीच रिक्तियाँ होती हैं।

अनाकार पिंडों का क्रिस्टलीकरण।समय के साथ (कई महीने, वर्ष), अनाकार पदार्थ अनायास ही क्रिस्टलीय अवस्था में बदल जाते हैं। उदाहरण के लिए, मिश्री या ताजा शहद को किसी गर्म स्थान पर छोड़ दिया जाए तो कुछ महीनों के बाद वह अपारदर्शी हो जाएगा। वे कहते हैं कि शहद और कैंडी "कैन्डिड" हैं। कैंडी केन को तोड़कर या चम्मच से शहद निकालकर, हम वास्तव में बने हुए चीनी के क्रिस्टल देखेंगे।

अनाकार पिंडों का सहज क्रिस्टलीकरण इंगित करता है कि किसी पदार्थ की क्रिस्टलीय अवस्था अनाकार की तुलना में अधिक स्थिर है। अंतरआण्विक सिद्धांत इसे इस प्रकार समझाता है। आकर्षण और प्रतिकर्षण की अंतर-आण्विक ताकतें अनाकार शरीर के कणों को प्राथमिकता से उन जगहों पर उछालने का कारण बनती हैं जहां रिक्त स्थान होते हैं। परिणामस्वरूप, कणों की पहले से अधिक व्यवस्थित व्यवस्था प्रकट होती है, अर्थात एक पॉलीक्रिस्टल बनता है।

अनाकार पिंडों का पिघलना।

जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, ठोस में परमाणुओं की कंपन गति की ऊर्जा बढ़ती है और अंततः एक क्षण आता है जब परमाणुओं के बीच के बंधन टूटने लगते हैं। जिसमें ठोसतरल अवस्था में बदल जाता है. इस संक्रमण को कहा जाता है पिघलना.एक निश्चित दबाव पर, पिघलना एक कड़ाई से परिभाषित तापमान पर होता है।

किसी पदार्थ के एक इकाई द्रव्यमान को उसके गलनांक पर द्रव में परिवर्तित करने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा को कहा जाता है विशिष्ट ऊष्मागलन λ .

द्रव्यमान के किसी पदार्थ को पिघलाना एम इसके बराबर ऊष्मा की मात्रा व्यय करना आवश्यक है:

क्यू = λ एम .

अनाकार पिंडों के पिघलने की प्रक्रिया क्रिस्टलीय पिंडों के पिघलने से भिन्न होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अनाकार पिंड धीरे-धीरे नरम हो जाते हैं और चिपचिपे हो जाते हैं जब तक कि वे तरल में नहीं बदल जाते। क्रिस्टल के विपरीत, अनाकार पिंडों का कोई विशिष्ट गलनांक नहीं होता है। अनाकार पिंडों का तापमान लगातार बदलता रहता है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अनाकार ठोस पदार्थों में, तरल पदार्थों की तरह, अणु एक दूसरे के सापेक्ष गति कर सकते हैं। गर्म होने पर उनकी गति बढ़ जाती है और उनके बीच की दूरी बढ़ जाती है। परिणामस्वरूप, शरीर नरम और नरम हो जाता है जब तक कि वह तरल में न बदल जाए। जब अनाकार पिंड जम जाते हैं तो उनका तापमान भी लगातार घटता जाता है।

अधिकांश पदार्थ समशीतोष्ण जलवायुपृथ्वी ठोस अवस्था में है। ठोस न केवल अपना आकार, बल्कि अपना आयतन भी बरकरार रखते हैं।

कणों की सापेक्ष व्यवस्था की प्रकृति के आधार पर ठोसों को तीन प्रकारों में विभाजित किया जाता है: क्रिस्टलीय, अनाकार और मिश्रित।

अनाकार शरीर.अनाकार निकायों के उदाहरणों में कांच, विभिन्न कठोर रेजिन (एम्बर), प्लास्टिक आदि शामिल हैं। यदि अनाकार शरीर को गर्म किया जाता है, तो यह धीरे-धीरे नरम हो जाता है, और तरल अवस्था में संक्रमण एक महत्वपूर्ण तापमान सीमा लेता है।

तरल पदार्थों के साथ समानता को इस तथ्य से समझाया गया है कि तरल अणुओं की तरह, अनाकार निकायों के परमाणुओं और अणुओं का "निश्चित जीवन" समय होता है। इसका कोई विशिष्ट गलनांक नहीं होता, इसलिए अनाकार पिंडों को बहुत अधिक श्यानता वाले अतिशीतित तरल पदार्थ माना जा सकता है। अनाकार पिंडों के परमाणुओं की व्यवस्था में लंबी दूरी के क्रम की अनुपस्थिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि अनाकार अवस्था में किसी पदार्थ का घनत्व क्रिस्टलीय अवस्था की तुलना में कम होता है।

अनाकार पिंडों के परमाणुओं की व्यवस्था में विकार इस तथ्य की ओर ले जाता है कि विभिन्न दिशाओं में परमाणुओं के बीच की औसत दूरी समान है, इसलिए वे आइसोट्रोपिक हैं, अर्थात। सभी भौतिक गुण (यांत्रिक, ऑप्टिकल, आदि) दिशा पर निर्भर नहीं करते हैं बाहरी प्रभाव का. अनाकार शरीर के लक्षण हैं अनियमित आकारखंडित सतहें. लंबे समय के बाद भी अनाकार पिंड गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में अपना आकार बदलते हैं। इससे वे तरल पदार्थ जैसे दिखते हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, आकार में यह परिवर्तन तेजी से होता है। अनाकार अवस्था अस्थिर होती है; अनाकार अवस्था से क्रिस्टलीय अवस्था में संक्रमण होता है। (कांच धुंधला हो जाता है।)

क्रिस्टलीय पिंड.यदि परमाणुओं की व्यवस्था (दीर्घ दूरी क्रम) में आवधिकता है, तो ठोस क्रिस्टलीय होता है।

यदि आप आवर्धक कांच या माइक्रोस्कोप से नमक के दानों की जांच करते हैं, तो आप देखेंगे कि वे सपाट किनारों द्वारा सीमित हैं। ऐसे चेहरों की उपस्थिति क्रिस्टलीय अवस्था में होने का संकेत है।

एक पिंड जो एक क्रिस्टल होता है उसे एकल क्रिस्टल कहा जाता है। अधिकांश क्रिस्टलीय पिंडों में कई बेतरतीब ढंग से स्थित छोटे क्रिस्टल होते हैं जो एक साथ विकसित हुए हैं। ऐसे पिंडों को पॉलीक्रिस्टल कहा जाता है। चीनी का एक टुकड़ा एक पॉलीक्रिस्टलाइन शरीर है। क्रिस्टल विभिन्न पदार्थविभिन्न प्रकार की आकृतियाँ हैं। क्रिस्टल के आकार भी भिन्न-भिन्न होते हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन क्रिस्टल का आकार समय के साथ बदल सकता है। छोटे लोहे के क्रिस्टल बड़े क्रिस्टल में बदल जाते हैं, यह प्रक्रिया आघात और झटके से तेज हो जाती है, यह स्टील पुलों, रेलवे रेल आदि में होता है, जिसके परिणामस्वरूप समय के साथ संरचना की ताकत कम हो जाती है।

बहुत सारे शरीर एक जैसे हैं रासायनिक संरचनाक्रिस्टलीय अवस्था में, स्थितियों के आधार पर, वे दो या दो से अधिक किस्मों में मौजूद हो सकते हैं। इस गुण को बहुरूपता कहा जाता है। बर्फ में अधिकतम दस संशोधन ज्ञात हैं। कार्बन बहुरूपता - ग्रेफाइट और हीरा।

एकल क्रिस्टल का एक आवश्यक गुण अनिसोट्रॉपी है - विभिन्न दिशाओं में इसके गुणों (विद्युत, यांत्रिक, आदि) की असमानता।

पॉलीक्रिस्टलाइन निकाय आइसोट्रोपिक हैं, अर्थात, वे सभी दिशाओं में समान गुण प्रदर्शित करते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि पॉलीक्रिस्टलाइन बॉडी बनाने वाले क्रिस्टल एक दूसरे के सापेक्ष यादृच्छिक रूप से उन्मुख होते हैं। परिणामस्वरूप, कोई भी दिशा दूसरों से भिन्न नहीं है।

समग्र सामग्रियाँ बनाई गई हैं यांत्रिक विशेषताएंजो प्राकृतिक सामग्रियों से बेहतर हैं। समग्र सामग्री (मिश्रित)एक मैट्रिक्स और फिलर्स से मिलकर बनता है। पॉलिमर, धातु, कार्बन या सिरेमिक सामग्री का उपयोग मैट्रिक्स के रूप में किया जाता है। फिलर्स में मूंछें, रेशे या तार शामिल हो सकते हैं। विशेष रूप से, मिश्रित सामग्रियों में प्रबलित कंक्रीट और फेरोग्राफाइट शामिल हैं।

प्रबलित कंक्रीट मुख्य प्रकारों में से एक है निर्माण सामग्री. यह कंक्रीट और स्टील सुदृढीकरण का एक संयोजन है।

आयरन ग्रेफाइट एक धातु-सिरेमिक सामग्री है जिसमें आयरन (95-98%) और ग्रेफाइट (2-5%) शामिल है। विभिन्न मशीन घटकों और तंत्रों के लिए बियरिंग्स और बुशिंग इससे बनाए जाते हैं।

फाइबरग्लास भी एक मिश्रित सामग्री है, जो ग्लास फाइबर और कठोर राल का मिश्रण है।

मानव और जानवरों की हड्डियाँ एक मिश्रित सामग्री हैं जिसमें दो पूरी तरह से अलग-अलग घटक होते हैं: कोलेजन और खनिज पदार्थ।