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玻璃为什么容易碎?

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啪啦声伴随着心心的叫声从客厅传了出来。

“怎么了?”妈妈赶忙从房间里走出来,看到心心手里拿着饼干盒子,脚周围都是摔碎的玻璃花瓶,急忙问道,“有没有受伤?”

“没有,妈妈。我拿饼干不小心把花瓶碰到地上了。”心心摇头,一脸委屈地说道。

“没关系的,妈妈来打扫。”妈妈将心心抱到沙发边,“在这坐好吃饼干吧!”

……


“妈妈,为什么玻璃花瓶一摔就碎,可是我的塑料杯就不会摔碎呢?”心心问着收拾完玻璃碎片的妈妈,“玻璃明明很坚硬,为什么却这么脆弱呢?”

“嗯,回答这个问题前,妈妈先问你一个问题。”妈妈坐到心心的身旁问道,“你觉得玻璃是固体、液体还是气体?”

“这还用说么,气体都跑到空气里了,液体都会流动。玻璃这么大肯定是固体呀!”心心毫不犹豫地回答道。

“呵呵,不对哟!”妈妈笑道,“玻璃的主要成分是硅石,而硅石和氧化钠、碳酸钙、碳酸苏打搅拌以后经过高温加热就熔化成玻璃。在人类制造玻璃之前的火山活跃时期,沙子就会被火山熔岩熔化成天然玻璃。因为沙子的主要成分就是硅石。比如阿波罗11号从月球上带回来的岩石中就发现了很小的玻璃颗粒。”

“难道玻璃是液体吗?”心心皱眉道,“可是玻璃不会像水一样流动啊,液体都是可以流动的呀!”

“在微观世界里,世界上的物质根据分子的结合状态分为固体、液体和气体。其中气体的各分子之间完全处于独立状态;固体各分子之间非常紧密的结合在一起,这也是固体坚硬的原因;液体的分子虽然并不处于独立状态,但彼此结合比较松散。分子结合强的固体不能透光,而分子结合松散的液体却可以透光。”妈妈开始讲解知识。

“是呀,您看玻璃都很坚硬。只不过怕摔而已!”心心仍然认为玻璃是固体。

“但在显微镜下,玻璃的分子结构并不是紧密的结合在一起,而是像液体一样很松散。可是玻璃却不像液体一样会流动,它的外表拥有质地坚硬的固体性质。你想想,一个内部分子结构松散外部坚硬物体,碰到内部分子结构紧密外部同样坚硬的物体会如何呢?”

“那肯定是碎一地呀!”心心感叹道。

“是的。玻璃容易碎是因为它的分子结构决定的。玻璃的外观类似固体,微观上又像液体。中国科学院物理研究所的汪卫华院士说过:玻璃是原子运动得很慢的液体。液体的原子不停地在动,但玻璃里面的原子移动极其缓慢。”妈妈说道。

“有多慢呢?”心心问道。

“如果原子在一般液体中移动的速度比火箭还要快,那在玻璃中运动的速度比蜗牛还要慢。”妈妈回答道。“不过,也有科学家认为,玻璃既不是液态也不是固态,只能叫做玻璃态。玻璃中的原子是如何缓慢运动的,这至今仍然是凝聚态物理和材料科学的未解之谜。”

“内心柔软外表坚硬,玻璃真是一个神奇的物体!”心心感慨道。



【知识卡】玻璃为什么容易碎?

在微观世界里,世界上的物质根据分子的结合状态分为固体、液体和气体。其中气体的各分子之间完全处于独立状态;固体各分子之间非常紧密的结合在一起;液体的分子虽然并不处于独立状态,但彼此结合比较松散。

玻璃虽拥有质地坚硬的固体性质,但在显微镜下,玻璃的分子结构并不是紧密的结合在一起,而是像液体一样很松散,这样的分子结构很容易被打破,因此玻璃易碎是由其分子结构决定的。

也有科学家认为,玻璃既不是液态也不是固态,只能叫做玻璃态。玻璃中的原子是如何缓慢运动的,至今仍然是凝聚态物理和材料科学的未解之谜。