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《少年科学画报》

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为什么不锈钢杯子打不碎,而玻璃杯子却很容易打碎

2013-06-26 16:24:17

Q:为什么不锈钢杯子打不碎,而玻璃杯子却很容易打碎?

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A:这得从一些物理、化学概念说起。我们都知道,自然界的物质由原子、分子这些基本粒子组成,根据这些粒子的相互作用的方式,我们可以把自然界的物质划分为三种形态:固体、液体和气体。

固体有晶态固体和非晶态固体、准晶态固体三种。晶态固体也叫做晶体,通常呈现规则的几何形状,就像有人特意加工出来的一样,其内部原子的排列十分规整严格,比士兵的方阵还要整齐得多。如果把晶体中任意一个粒子沿某一方向平移一定距离,必能找到一个同样的粒子。非晶态固体也叫非晶体,玻璃就是一类非晶体,玻璃是人为加工制造出来的一类物质,由熔体状态急剧冷却而得到的,在冷却过程中,分子来不及形成有规则的排列,它内部粒子的排列杂乱无章。

由于物质内部原子排列的明显差异,导致了晶体与非晶体物理、化学性质的巨大差异。例如,晶体有固定的熔点,当温度高到某一温度便立即熔化;而玻璃及其他非晶体则没有固定的熔点,从软化到熔化在一个较大的温度范围内进行。晶体具有整齐规则的几何外形,玻璃则没有固定的外形,变软后可加工成各种形状。
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不锈钢是一种金属晶体,由于其原子结构是规则排列的,当金属受到外力,如锻压或捶打,晶体内部各层之间会发生滑移、错位等形变但不会改变原来的排列方式,即不断裂、破碎。玻璃内部粒子是无规则排列的,不具备这种性质,当玻璃受到外力撞击时,很容易打破原粒子之间的松散连接,直接断裂、破碎。这就是为什么不锈钢杯子打不碎,而玻璃杯子却很容易打碎。
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