Qu'est-ce que le verre, le verre Comment est fait expliquer ce genre de choses
N OW vous le voyez, maintenant vous ne le faites pas. Le verre est un peu une énigme. Il est assez difficile pour nous protéger, mais il fait voler en éclats avec une incroyable facilité. Il est fait de sable opaque, mais il est complètement transparent. Et, peut-être le plus surprenant de tous, il se comporte comme un matériau solide. mais il est aussi une sorte de liquide bizarre déguisé! Vous pouvez trouver le verre partout où vous regardez: la plupart des chambres de votre maison auront une fenêtre en verre et, sinon, peut-être un miroir de verre. ou une ampoule de verre. Le verre est l'un des plus anciens et les plus polyvalents matériaux créés par l'homme du monde. Découvrons un peu plus à ce sujet.
Photo: énigme verre: Comment quelque chose de couleur apparaît transparent à la lumière? Les couleurs dans ce verre ne sont pas vraiment là! Les lentilles de verre réfractent (coude) rayons lumineux de différentes longueurs d'onde par des quantités différentes, ce qui provoque des couleurs spectrales apparaissent. Ceci est un gros plan d'une lentille de Fresnel d'un phare.
Qu'est-ce que le verre?
Croire ou pas, le verre est fabriqué à partir sable liquide. Vous pouvez faire du verre en chauffant le sable ordinaire (qui est principalement composé de dioxyde de silicium) jusqu'à ce qu'il fonde et se transforme en un liquide. Vous ne trouvez pas que cela se produise sur votre plage locale: sable fond à la température très élevée de 1700 ° C (3090 ° F).
Lorsque le sable fondu se refroidit, il ne se rallume pas dans l'étoffe jaune graveleux vous avez commencé avec: il subit une transformation complète et gagne une structure interne tout à fait différente. Mais peu importe combien vous rafraîchir le sable, il ne se couche jamais tout à fait en un solide. Au lieu de cela, il devient une sorte de liquide congelé ou ce que les scientifiques de matériaux désignent comme un solide amorphe. Il est un croisement entre un solide et un liquide avec une partie de l'ordre cristallin d'un solide et une partie du caractère aléatoire moléculaire d'un liquide.
Le verre est un matériau populaire dans nos maisons, car il a toutes sortes de propriétés vraiment utiles. En plus d'être transparent, il est peu coûteux à fabriquer, facile à façonner quand il est fondu, résistant raisonnablement à la chaleur quand il est réglé, chimiquement inerte (donc un bocal en verre ne réagit pas avec les choses que vous mettez à l'intérieur), et il peut être recyclé un certain nombre de fois.
Photo: Le verre peut être utilisé pour recycler d'autres matériaux. verre d'uranium a une inhabituelle couleur jaune-vert et brille à la lumière ultraviolette. Ces morceaux de verre ont été faites en utilisant l'uranium de déchets provenant du nettoyage de l'usine de traitement d'uranium Fernald près de Cincinnati, Ohio, États-Unis. Vitrification (transformer un matériau en verre) est un moyen de se débarrasser des déchets nucléaires en toute sécurité. Photo de courtoisie du Département américain de l'énergie.
Comment est fait le verre?
Photo: Lifting une vitre en place. Photo de courtoisie Kelly Barnes de l'US Navy.
Quand scientifiques américains ont testé un prototype de la bombe atomique dans le désert du Nouveau-Mexique en 1945, l'explosion a transformé le sable dans la zone immédiate de l'impact dans le verre. Heureusement, il est plus facile et moins extrêmes moyens de fabrication du verre, mais tous ont besoin d'immenses quantités de chaleur.
Dans une installation commerciale de verre, le sable est mélangé avec de déchets de verre (à partir de collections de recyclage), du carbonate de sodium (carbonate de sodium), et le calcaire (carbonate de calcium) et on a chauffé dans un four. Le bicarbonate réduit le point de fusion du sable, ce qui contribue à économiser de l'énergie lors de la fabrication, mais il a un inconvénient regrettable: il produit une sorte de verre qui se dissoudre dans l'eau. Le calcaire est ajouté pour arrêter que cela se produise. Le produit final est appelé verre de silice-sodo-calcique. Il est le verre ordinaire, nous pouvons voir tout autour de nous.
Une fois que le sable est fondu, il est soit versé dans des moules pour fabriquer des bouteilles, des verres et autres récipients, ou « flotter » (versé au sommet d'une grande cuve d'étain métal en fusion) pour fabriquer des feuilles parfaitement plates de verre pour vitres. récipients en verre sont encore parfois inhabituelles faites par « souffler » les. A « paraison » (bosse) de verre fondu est enroulé autour d'un tube ouvert, qui est mis en rotation lente. L'air est soufflé à travers l'extrémité ouverte du tuyau, provoquant le verre pour faire sauter comme un ballon. Avec soufflage habile et tournant, peuvent être toutes sortes de formes étonnantes.
Photo: verre borosilicate, comme cette cruche de PYREX® (retour), peut résister à des variations extrêmes de température, contrairement au verre normal (avant), qui fait voler en éclats. Le bocal en verre ordinaire à l'avant est un peu plus mince et beaucoup plus léger. Vous pouvez également voir, très clairement que le verre borosilicate est une couleur légèrement bleutée (comme l'oxyde de bore dont il est fait).
Le verre est un solide. ou un liquide?
Il est une question très intéressante.
La réponse est à la fois et non plus! Il y a largement des opinions divergentes sur la façon de se référer à des matériaux tels que le verre qui semblent être un peu comme des liquides, à certains égards et un peu comme solides dans d'autres.
Dans les écoles et dans les livres, nous avons tendance à apprendre que les solides ont tous une structure fixe d'atomes.
solides amorphe
Le verre est nullement le seul solide amorphe. Il est possible de faire un type d'eau appelée glace amorphe qui pourrait être décrit comme entre solides (eau) et liquide (glace). Pour ce faire, l'eau de refroidissement très rapidement. Les formes de glace si vite qu'il n'a pas le temps de construire sa normale, la structure cristalline. Alors ce que vous obtenez ressemble à la glace, mais se comporte d'une certaine façon comme de l'eau liquide. D'autres substances peuvent être transformées en solides amorphes aussi. Les cellules solaires sont souvent fabriqués à partir de ce qu'on appelle du silicium amorphe.
Oeuvre: Top: Dans un solide cristallin régulier, les atomes sont disposés d'une manière propre et prévisible. En bas: Dans un solide amorphe, l'arrangement est beaucoup plus aléatoire.