Hallo zusammen…
ich schreibe gerade an einer Präsentation über Glas und was mir jetzt noch fehlt:
Eine Aussage eines Chemikers und eines Physikers!
Ist Glas flüssig oder fest?
Huhu!
Also beio Wikipedia steht dazu einiges:
http://de.wikipedia.org/wiki/Glas
Während bei kristallinen Materialien der Übergang von der Schmelze zum Kristall bei einer bestimmten Temperatur spontan erfolgt, geht dieser Vorgang bei Gläsern allmählich vonstatten. Hier spricht man daher nicht von einem Schmelzpunkt sondern von einem Transformationsbereich. Im Laufe der Abkühlung nimmt die Viskosität des Materials stark zu. Dies ist das äußere Zeichen für eine zunehmende innere Struktur. Da diese Struktur kein regelmäßiges Muster aufweist, nennt man den Zustand der Schmelze im Transformationsbereich, wie auch des erstarrten Glases, amorph. Am kühlen Ende des Transformationsbereichs liegt ein thermodynamischer Übergang, der für Glas charakteristisch ist und daher den Namen Glasübergang trägt. An ihm wandelt sich die Schmelze in den festen, glasartigen Zustand, den das Glas auch bei weiterer Abkühlung beibehält. Der Glasübergang zeichnet sich durch eine sprunghafte Änderung des Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie eine Abnahme der spezifischen Wärme Cp aus.
Nach der Wiki-Definition (http://de.wikipedia.org/wiki/Feststoff)
Amorphe Festkörper
Die Physik der amorphen Festkörper ist vielschichtig, weil hierunter alle Festkörper zusammengefasst werden, die keine regelmäßige Struktur besitzen. Die meisten Gläser oder manche erstarrte Flüssigkeiten sind nur einige Vertreter dieser Gattung. Mit dem Verlust einer makroskopischen Struktur gehen auch viele typische Eigenschaften eines Kristalls verloren. Beispielsweise sind die meisten amorphen Festkörper schlechte elektrische Leiter. Dennoch stellt dieses Gebiet ein interessantes Thema in der Forschung dar, da ein Fehlen der Kristallstruktur auch ein Fehlen von Anisotropie-Effekten bedeutet.
würde Glas also auch ein Feststoff sein.
Ich würde es daher mal als Feststoff einordnen, wobei ich gehört habe, dass Glas „fließt“ und nach langer Zeit so unten dicker und oben dünner wird (alte Kirchenfenster). Es ist also nicht so trivial würde ich sagen, dennoch würde ich es einfach mal („einfach mal“ ist zwar sehr unwissenschaftlich) als Feststoff bezeichnen.
Jedenfalls erfüllt es nicht die Ansprüche an den Aggregatzusatnd flüssig:
http://de.wikipedia.org/wiki/Flüssigkeit
Eine Flüssigkeit ist Materie im flüssigen Aggregatzustand, nach einer makroskopischen Definition ein Stoff, der einer Formänderung so gut wie keinen, einer Volumenänderung hingegen einen recht großen Widerstand entgegensetzt.
Glas setzt aber einer Formänderung einen recht deutlichen Widerstand entgegen. Wenn man alsoo für Glas keinen eigenen Aggregatzusatnd schaffen mag, würde ich „fest“ favorisieren.
Gruß
Hallo!
Volle Zustimmung, wobei das hier nur eine Urban Legend ist:
Ich würde es daher mal als Feststoff einordnen, wobei ich
gehört habe, dass Glas „fließt“ und nach langer Zeit so unten
dicker und oben dünner wird (alte Kirchenfenster).
http://www.zeit.de/stimmts/1997/1997_29_stimmts
Michael
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Glas: flüssig
Huhu,
vor mehr als 25 Jahren habe ich in einer Chemie-Vorlesung im Rahmen des Schnuppertags für Abiturienten gehört das Glas eigtl. eine Flüssigkeit sei.
Ich hab’ dann ganz schnell Physik studiert 
Zu Unterscheiden sind Aggregarzustände (fest,flüssig, …) von Stoffklassen (z. B. amorpher FK). Der Aggregarzustand reflektiert die Wechselwirkungskräfte / stat. Daten (z.B. Diffusionskoeffizient) eines Stoffes, die Stoffklassen die Erscheinungsform des Stoffes, d.h. (thermnodyn.)mögliche Gitter- / Elementarzellen, vorhandensein von Symmetrien, etc…
Glas ist das Beispiel eines amorphen FK bei dem die Umordnungsprozesse und das Verhalten über die Zeit (fliessen) eher so ist wie bei Flüssigkeiten.
Der wesentliche Unterschied ist die Zeitskala, was beim Wasser in 1 sec passiert, das dauert bei Glas halt um Zehnerpotenzen länger. Deshalb ists ungefährlich mit einem Weizenbierglas vorm Fernseher einzuschlafen, andererseits lässt sich Weizenbier nicht in ein Wasserglas füllen, weil das beim Eingiessen wegläuft aka sich vermischt
hth,
Stefan
Huhu!
Da man mit Wikipedia da nicht sehr weit kommt, habe ich mal Fachliteraur bemüht.
„In amorphen Feststoffen ist noch oft eine Nahordnung erhalten, aber keine Fernordnung mehr. Sie ähneln in ihrem Aufbau eigentlich mehr den Flüssigkeiten und _ können _ tatsächlich als Flüssigkeiten mit extrem hoher viskosität aufgefasst werden (unterkühlte Flüssigkeit); die hier zwischen den Bausteinen wirksamen Kräfte sind gegenüber den Verhältnissen in den krist. Feststoffen sehr viel kleiner, weshalb amorphe Feststoffe äußerem Zwang leichter nachgeben. Während die krit. Feststoffe stets einen definierten Schmelzpunt besitzen, trifft dies bei den amorphen F. nicht zu: diese erweichen beim Erhitzen u. gehen innerhalb eines großen Temp.-Bereiches von festen in den zähflüssigen u. schließlich dünnflüssigen Zustand über“
Chemielexikon, dtv, das als Quellen deises Textes angibt:
Hellwege, Einführung in die Festkörperphysik, Berlin: Springer 1981
Henzel u. Göpel, Oberflächenphysik des Festkörpers, Stuttgart: B. G. Teubner 1989,
Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, München: R. Oldenbourg 1988
Also, es wird hier unter Feststoff geführt, den man auch als Flüssigkeit betrachtenh kann.
Phänotypisch (würde der Biologe sagen ) bzw.Makroskopisch erfüllt es jedenfalls die Kriterien eines Feststoffs, sonst könnte man sich an Glas nicht scheiden.
Gruß
Auch Stefan
Feststoffkriterium?
Huhu selbst,
Also, es wird hier unter Feststoff geführt, den man auch als
Flüssigkeit betrachtenh kann.
Vielleicht sind die Hervorhebungen nur dann wichtig, wenn man die Eigenschaften Festkörper und Flüssigkeit orthogonal zueinander sieht. Es widerspricht den Alltagsvorstellungen wie vieles in den Materialwiss. - aber das sind sie nicht.
Wenn Du mit „Feststoff“ einen Stoff meinst der den Aggregarzustand fest hat, dann hättest Du mit Deiner Aussage rein aussagenlogisch unrecht. Ein Feststoff kann nicht zugleich ein Flüssigstoff (oder Gastoff) sein (Der Tripelpunkt mal aussen vor . Deswegen habe ich vom Festkörper geredet. Ich weiss nicht, was Hellwege & Co. dazu sagen, aber der Begriff orientiert sich doch nur an der Erscheinungsform, nicht (notwendigerweise) am Aggregarzustand?
Phänotypisch (würde der Biologe sagen
erfüllt es jedenfalls die Kriterien eines Feststoffs, sonst
könnte man sich an Glas nicht scheiden.
Mmh, ich war als Zivi Bademeister und habe mir einmal mit dem Wasserstrahl des Hochdruckreinigers eine Wunde in den Fuss geschnitten. Wir sollten nochmal an der 'Feststoff’definition „man kann sich daran schneiden“ arbeiten
Stefan
Also, es wird hier unter Feststoff geführt, den man auch als
Flüssigkeit betrachtenh kann.
Hallo,
ein grundlegendes Problem ist, dass ein klarer Unterschied nur bei Stoffen besteht, die einen festen Schmelzpunkt haben (man kann die Logik auch umgekehrt sehen). Besonders bei vielen Gemischen wird der Stoff in der Umgebung dieser Temperatur immer weicher, aber wie weich ist flüssig? Ich würde intuitiv behaupten, alter Honig ist flüssig, Knetgummi fest, aber irgendwie ist das doch recht willkürlich.
Nach Alltagserfahrung betrachtet man als Flüssigkeit, was sich unter dem Einfluss der Schwerkraft verformt - aber das ist auch recht provinziell, auf dem Jupiter wäre Knetgummi glaube ich nicht mehr formstabil, von Neutronensternen usw. mal ganz abgesehen.
Gruss Reinhard
Moin,
aber wie weich ist flüssig?
ich erinnere mich gaaanz düster an eine Vorlesung in Anorganischer Chemie, wo über Glas referiert wurde. Da wurde ab einer bestimmten Viskosiät von ‚flüssig‘ gesprochen bzw. Beginn der Verflüssigung.
Den Wert hab ich nicht mer parrat, aber er war relativ hoch.
Obs eine DIN- oder ISO-Norm war, kann ich auch nicht mehr erinnern.
Gandalf
Ein Feststoff kann nicht zugleich ein Flüssigstoff (oder Gastoff) sein
Doch, kann er. Beispielsweise ist Granit für Chemiker und Physiker ein Feststoff aber für Geologen kann er auch ein Fluid sein, wenn die räumlichen und zeitlichen Skalen groß genug sind.
Moin,
ich noch mal.
Nach einigem Nachdenken kam mir der Begriff Transformationsbereich wieder in den Sinn.
http://de.wikipedia.org/wiki/Transformationsbereich
Gandalf
aber wie weich ist flüssig?
ich erinnere mich gaaanz düster an eine Vorlesung in
Anorganischer Chemie, wo über Glas referiert wurde. Da wurde
ab einer bestimmten Viskosiät von ‚flüssig‘ gesprochen bzw.
Beginn der Verflüssigung.
Da Glas nach dem von Stefan FSB zitierten Wikipedia-Artikel einen messbaren Phasenübergang hat, braucht man da noch nicht einmal eine willkürliche Grenze festlegen. Bei anderen Stoffen ist das aber sicher sinnvoll. Bei kaltem Teer kann man z.B nicht objektiv entscheiden ob er fest oder flüssig ist. Haut man mit einem Hammer drauf, zerspringt er wie Glas aber wenn man ihn lange liegen lässt, zerfließt er.
Pechtropfenexperiment
Hallo!
Bei kaltem Teer kann man z.B
nicht objektiv entscheiden ob er fest oder flüssig ist. Haut
man mit einem Hammer drauf, zerspringt er wie Glas aber wenn
man ihn lange liegen lässt, zerfließt er.
Dazu gibts ein nettes Langzeitexperiment.
http://de.wikipedia.org/wiki/Pechtropfenexperiment
Ob man auf den 9. Tropfen wetten abschließen kann???
Schöne Grüße
Sven
1 Like
Moin,
Haut
man mit einem Hammer drauf, zerspringt er wie Glas aber wenn
man ihn lange liegen lässt, zerfließt er.
hat diese Verhalten nicht mehr mit dem nichtnewtonischen Fliesverhalten zu tun (Dilatanz)?
Gandalf
man mit einem Hammer drauf, zerspringt er wie Glas aber wenn
man ihn lange liegen lässt, zerfließt er.hat diese Verhalten nicht mehr mit dem nichtnewtonischen
Fliesverhalten zu tun (Dilatanz)?
Ist das für Teer nachgewiesen? Das stelle ich mir nicht so leicht vor.
Ist das für Teer nachgewiesen? Das stelle ich mir nicht so
leicht vor.
mit einem geeigneten Rheometer sollte sich so was messen lassen.
Zudem wäre das von Dir geschilderte Verhalten ein recht deutlicher Fingerzeig für solch ein Verhalten.
Gandalf
mit einem geeigneten Rheometer sollte sich so was messen lassen.
Mit einem geeigneten Messgerät kann man alles messen. Die Frage ist nur, ob es Rheometer gibt, die für sowas geeignet sind:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/B…
Zudem wäre das von Dir geschilderte Verhalten ein recht
deutlicher Fingerzeig für solch ein Verhalten.
Von deutlich kann gar keine Rede sein. Die Messung derart hoher Viskositäten ist für sich schon eine Herausforderung. Deren Änderung bei Krafteinwirkung nachzuweisen ist noch einmal ein ganzes Stück schwieriger. Mit bloßen Augen erkennt man da sicher nichts woraus sich irgend welche Schlussfolgerungen ziehen lassen.
Moin,
Von deutlich kann gar keine Rede sein.
warum?
Hohe Scherung (Hammerschlag) - hohe Viskosität
Niedrige Scherung (liegen lassen) - niedrigere Viskosität
Das deutet doch ziemlich klar auf Dilatanz.
Das ist jetzt natürlich eine rein qualitative Aussage.
Die Messung derart
hoher Viskositäten ist für sich schon eine Herausforderung.
Das Gegenteil werde ich nicht behaupten.
Deren Änderung bei Krafteinwirkung nachzuweisen ist noch
einmal ein ganzes Stück schwieriger.
Warum?
Wenn man ein Messgerät hat, mit dem man in diesen Viskositätsbereichen arbeiten kann, dann kann man auch Änderungen messen.
Aber trivial ist das sicher nicht.
Gandalf
Von deutlich kann gar keine Rede sein.
warum?
Hohe Scherung (Hammerschlag) - hohe Viskosität
Niedrige Scherung (liegen lassen) - niedrigere Viskosität
Woher willst Du wissen, dass die Viskosität beim Hammerschlag größer als beim Liegenlassen ist?
Deren Änderung bei Krafteinwirkung nachzuweisen ist noch
einmal ein ganzes Stück schwieriger.Warum?
Wenn man ein Messgerät hat, mit dem man in diesen
Viskositätsbereichen arbeiten kann, dann kann man auch
Änderungen messen.
Nur wenn die Viskosität und ihre Änderung in der gleichen Größenordnung liegen und wenn das Messgerät mit den Kräften klar kommt, die bei einem Hammerschlag wirken.
Moin,:
Woher willst Du wissen, dass die Viskosität beim Hammerschlag
größer als beim Liegenlassen ist?
welche Erklärung hast Du für dieses Verhalten?
Gandalf
Woher willst Du wissen, dass die Viskosität beim Hammerschlag
größer als beim Liegenlassen ist?welche Erklärung hast Du für dieses Verhalten?
Das Material ist zwar weich genug, um sehr langsam zu fließen, aber gleichzeitig zu hart, um sich unter plötzlicher starker Krafteinwirkung so schnell zu Verformen, dass die Spannungen unterhalb der Belastungsgrenze bleiben.