Свойства твердых тел

СВОЙСТВА  ТВЕРДЫХ ТЕЛ

Твердые тела – тела,

сохраняющие

 форму и объем 

в течение длительного 

времени.

 

Аморфные 
   тела

 

                      Кристаллические    

                            тела                               

                                                         

 

Монокристаллы

 

Поликристаллы

           Кристаллические тела. 
Кристаллы – это твердые тела, имеющие правильное повторяющееся расположение  атомов или молекул

Частицы устанавливаются  в положениях с минимумом потенциальной  энергии взаимодействия («потенциальная яма»), образуя кристаллическую решетку.

 

Элементарная  ячейка – совокупность минимального числа частиц, регулярно повторяющихся внутри кристалла

 

Положения, где могут располагаться  частицы – узлы кристаллической решетки

 

При трансляции элементарной ячейки можно получить всю кристаллическую решетку

Семь простейших решеток были построены в ХIХ веке французским офицером О.Браве.

Кристаллы

 

 монокристаллы                                           поликристаллы

(кварц, алмаз)                                             (металлы, сахар)

 

                     

 

• Монокристаллы – это одиночные кристаллы

 

• Поликристаллы – это твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов

Свойства кристаллов

 

• Анизотропия (монокристаллы).
• Изотропия (поликристаллы)
• Определенная температура плавления
• Полиморфизм

Анизотропия –это зависимость физических свойств от выбранного в кристалле направления

 

АНИЗОТРОПИЯ

 

Многие кристаллы  по разному проводят теплоту и  ток в разных направлениях, прочность  различная в разных направлениях

         Расслоение слюды 
Например, кусок слюды легко расслаивается в одном из направлений на тонкие пластинки но разорвать его в направлении, перпендикулярном пластинкам, труднее.

      Кристаллическая  решетка графита 
Когда вы пишете карандашом, такое расслоение происходит непрерывно и тонкие слои графита остаются на бумаге

Полиморфизм-существование  различных кристаллических структур у одного и того же вещества

             Аморфные тела 
Аморфные тела это твердые тела, у которых отсутствует кристаллическая структура (сверхвязкие жидкости)

 

• Стекло янтарь

Кристаллическая и аморфная структуры кварца

Свойства  аморфных тел  
(вар, канифоль, янтарь, стекло):

 

 

• Ближний порядок 
• Изотропны – одинаковость свойств по всем направлениям
• Не имеют постоянной t^o плавления
• При t^o     под долгим воздействием текут

абсолютная деформация – разница длин образца до растяжения и после него

      L = L – L₀ 

относительная деформация - отношение абсолютной деформации тела к его начальной длине,

             = L/ L₀

       = (L/ L₀)*100  %

 

 

Деформация  и натяжение

 

    Механическим напряжением  называют отношение модуля силы упругости F, возникающей при деформации к площади поперечного сечения S тела (характеризует состояние деформированного тела)

• = F/S

[]  = 1Н/м² =Па

 

Закон Гука

 

    При малых  (упругих) деформациях механическое напряжение прямо пропорционально относительному удлинению.

          = Е * 

 

 

Коэффициент пропорциональности Е, входящем в закон Гука, называется модулем упругости или модулем Юнга.

                         Е=1[Па]

 

E характеризует механические свойства материала независимо от конструкций изготовленных из него

 

Е =  / =Fl₀/|∆l|S

Конспект :  параграф – 25 (диаграмма растяжения), 26, 27

Диаграмма растяжения

 

• ОАВ – область упругих деформаций
•          - предел пропорциональности
•        – предел упругости
• ВС – область пластических деформаций
• т.С – предел пластичности
• СД – область текучести
• ДЕ – с увеличением нагрузки удлинение быстро начинает возрастать
•    – предел прочности
• ЕК -  разрушение образца

 

Зависимость относительного удлинения образца от приложенного к нему напряжения

 

Если СD большой то материал пластичен – выдерживает большие деформации без разрушения

Если CD мал то материал - хрупкий

 

Упругая деформация – после прекращения действия силы размеры и форма тела восстанавливаются

Пластическая деформация -  неупругая

Запас прочности

 

Выбирают в предела  от 2 до 10

 

Коэффициент безопасности или  запас прочности

 

1