Question

3.Какова роль потенциальной энергии взаимодействия в процессе перехода веществ в другое аморфное состояние?

Answer 1

Ответ:

Амо́рфные вещества́ (тела́) (от др.-греч. ἀ «не-» + μορφή «вид, форма») — конденсированное состояниевеществ, атомная структура которых имеет ближний порядок и не имеет дальнего порядка, характерного для кристаллических структур. В отличие от кристаллов, стабильно-аморфные вещества не затвердевают с образованием кристаллических граней, и, (если не были под сильнейшим анизотропным воздействием — сжатием или электрическим полем, например) обладают изотропией свойств, то есть не обнаруживают различия свойств в разных направлениях. Аморфные вещества не имеют определённой точки плавления: при повышении температуры стабильно-аморфные вещества постепенно размягчаются и выше температуры стеклования (Tg) переходят в жидкое состояние. Вещества, обычно имеющие (поли-)кристаллическую структуру, но сильно переохлаждённые при затвердевании, могут затвердевать в аморфном состоянии, которое при последующем нагреве или с течением времени кристаллизуется(в твёрдом состоянии с небольшим выделением тепла).

Аморфное состояние многих веществ получается при высокой скорости затвердевания (остывания) жидкого расплава, или при конденсации паров на охлаждённую заметно ниже температуры плавления поверхность-подложку. Соотношение реальной скорости охлаждения (dT/dt) и характеристической скорости кристаллизации определяет долю поликристаллов в аморфном объёме. Скорость кристаллизации — параметр вещества, слабо зависящий от давления и от температуры (около точки плавления) и сильно зависящий от сложности состава. У металлов и сплавов аморфное состояние формируется, как правило, если расплав охлаждается за время порядка сотни и тысячи лет; для стёкол достаточно намного меньшей скорости охлаждения — долей-десятков миллисекунд . Кварц (SiO2) также имеет низкую скорость кристаллизации, поэтому отлитые из него изделия получаются аморфными. Однако природный кварц, имевший сотни и тысячи лет для кристаллизации при остывании земной коры или глубинных слоёв вулканов, имеет крупнокристаллическое строение, в отличие от вулканического стекла, застывшего на поверхности и поэтому аморфного.

Из обычных полимеров (пластмасс) только самый простой (полиэтилен) имеет заметную скорость кристаллизации при комнатной температуре — порядка двух лет для мягкого (ПВД) и нескольких лет (даже с добавками-замедлителями) для твёрдого (ПНД) — уже примерно наполовину кристаллизованного вида. Это одна из причин недолговечности изделий из полиэтилена.

К стабильно-аморфным веществам принадлежат стекла (искусственные и вулканические), естественные и искусственные смолы, клеи, парафин, воск и др. Аморфные вещества могут находиться либо в стеклообразном состоянии (при низких температурах), либо в состоянии расплава (при высоких температурах). Аморфные вещества переходят в стеклообразное состояние при температурах заметно ниже температуры стеклования Tg. При температурах намного выше Tgаморфные вещества ведут себя как расплавы, то есть находятся в расплавленном состоянии. Вязкостьаморфных материалов — непрерывная функция температуры: чем выше температура, тем ниже вязкость аморфного вещества.

извини что много

Answer 2

В процессе перехода вещества в другое аморфное состояние потенциальная энергия взаимодействия играет важную роль в формировании и стабилизации этого состояния. Для понимания этой роли давайте рассмотрим несколько ключевых аспектов:

1. Структурные изменения: Переход в аморфное состояние связан с изменениями в структуре вещества, когда регулярная кристаллическая структура меняется на более хаотичную и беспорядочную. Потенциальная энергия взаимодействия между атомами или молекулами играет решающую роль в определении, какие конфигурации атомов являются наиболее стабильными в новой аморфной структуре.

2. Энергетические барьеры: Переход в аморфное состояние может включать процессы деформации, движения атомов и перестройки связей. Существует энергетический барьер, который нужно преодолеть для достижения новой конфигурации. Потенциальная энергия определяет эти барьеры и, следовательно, влияет на скорость и вероятность перехода в аморфное состояние.

3. Стабильность аморфного состояния: Аморфное состояние может быть стабильным или метастабильным в сравнении с кристаллической структурой. Потенциальная энергия взаимодействия помогает определить, какая из этих структур имеет более низкую энергию. В случае, если аморфное состояние имеет более низкую энергию, оно будет предпочтительным с точки зрения термодинамической стабильности.

4. Процессы охлаждения и скорость перехода: Важно отметить, что переход в аморфное состояние может зависеть от процессов охлаждения и времени, в течение которого происходит переход. Потенциальная энергия взаимодействия влияет на вероятность образования определенных структур при разных температурах и скоростях охлаждения.

Таким образом, потенциальная энергия взаимодействия между атомами или молекулами играет решающую роль в определении структурных изменений и стабильности аморфного состояния. Это важный аспект в понимании процессов перехода веществ в аморфное состояние и в исследованиях свойств аморфных материалов.