Más sólidos son cristalinos en la naturaleza porque la energía liberada durante la formación de la estructura ordenada es más lanzado durante la formación de la estructura desordenada de tal manera que el estado cristalino es el menor estado de energía. ¿Así que si tomamos diferentes mármoles en una caja y sacudirlo entonces no se arreglan para llegar a un estado de bajo consumo de energía? Pero vemos que organizar de una manera desordenada. ¿Por qué fenómeno diferentes ocurren en estos dos casos?
Respuestas
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GiorgioP
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La interacción entre los mármoles es muy similar a la de la esfera duro (SA), es decir, un modelo de interacción de pares de energía potencial, que es cero si las esferas no se superponen y $+\infty$ en otros lugares.
Esferas duras son uno de los primeros sistemas estudiados a través de la simulación por ordenador y uno de la primera gran sorpresa fue que al aumentar la presión, son capaces de cristalizar de una desordenada líquido de la fcc de cristal, en 3D, o para una celosía triangular en 2D. Después de los primeros estudios pioneros el escenario ha sido confirmado muchas veces y se entienden completamente. Por otra parte, en la década de los noventa, los experimentos de la Pusey del grupo en el reino unido han demostrado que el escenario teórico es seguido de cerca por coloidal de los sistemas diseñados para imitar lo más fielmente posible un verdadero sistema de HS (Pusey, P. N., & Van Megen, W. (1986). El comportamiento de fase de suspensiones concentradas de casi duro coloidal esferas. La naturaleza, 320(6060), 340.)
Es interesante notar que la HS de cristal es estable sobre la base de la entropía razones. Ni atracción, ni la mecánica cuántica son necesarios y la densidad de la coexistentes en el sólido nivel de congelación es de aproximadamente 30% menor que el de cierre densidad de empaquetamiento (lo que significa que en el HS de cristal en el punto de congelación esferas choca con frecuencia pero no se toca todo el tiempo). Probablemente una de las cosas más interesantes acerca de la HS sólido es que es una muy buena ilustración de por qué el naïf ecuación de la entropía="espacial" trastorno está mal: el HS cristal tiene una mayor entropía por partícula de la coexistencia de líquido.
¿Qué se puede decir acerca de mármoles, teniendo en cuenta HS? A pesar de que su interacción es una muy buena representación de la HS potencial, generalmente carecen de las dinámicas que subyacen a la conducta de un verdadero sistema termodinámico. Disipativo efectos son bastante fuertes y en un corto período de tiempo, sin una externa de alimentación continua de energía, la energía cinética de los mármoles se obtiene disipado. En la antigüedad el de el estudio de los líquidos, alguien se realizaron experimentos con un sistema 2D de canicas en una bandeja poner en la parte superior de una hi-fi altavoces como una herramienta para alimentar energía cinética al azar. Sin embargo, sin un flujo de energía, lo que puede ser observado por el temblor en 2D o 3D recipiente casi lleno de canicas es que, si el sistema es altamente desordenado al principio, después de algunos temblores de parte de los "defectos" son eliminados y, al menos a nivel local, el sistema se ve como un sólido cristalino en el cierre de embalaje. Pero esta es una situación no directamente relacionados con la termodinámica de transición. Tiene más que ver con la estabilidad con respecto a las perturbaciones de la puramente mecánico configuraciones en equilibrio. Como último comentario, me gustaría añadir que el comportamiento dinámico de mármol-como partículas ha sido y sigue siendo un tema de investigación activa en la física de medios granulares.
elem
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35
Que hacen. Es más fácil hacer mostrar esto en dos dimensiones. He utilizado para demostrar esto en un proyector de transparencias, con perdigones de plomo en un transparente CD-caso. Es probablemente mejor usar esferas más pequeñas (esferas) de canicas. El otro clásico de la demo es con la burbuja de las balsas, que también puede demostrar el movimiento de las dislocaciones.
En tres dimensiones, es difícil ver esto en un frasco. Uno sólo observa las regiones cerca de la copa. Pero he hecho este vídeo, donde se había preparado un regular de la superficie de las esferas como una semilla: https://play.lnu.se/media/t/0_bmg6kye7 (después de la 1:00 minuto de duración en el sueco video)
Y muy pequeñas esferas de vidrio o plástico de forma rectangular cerca lleno de cristales. En la naturaleza, esto ha creado joyas, ópalo, cuando la constante de red es del orden de la longitud de onda de la luz visible.
user214051
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1
"Si tenemos en diferentes canicas en una caja y agitar a continuación, no se arreglan con el fin de llegar a un estado de baja energía?"
Ciertamente - se adoptará una estructura hexagonal (2D) o cerca de pic (3D) de configuración. En la vida real no podemos ver de inmediato que. Eso es así debido a la fricción entre las canicas en su punto (o, más bien, de la zona de contacto. Sin embargo, si se elimina esta restricción, es decir, asumir la ausencia de fricción, toda la colección de canicas adoptará la orden de configuraciones (hexagonal o cerca de pic) después de cada vez que agite el envase.
hroptatyr
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111
Usted debe estudiar el recocido. Muy simplificando:
- Si se enfríe la muestra lo suficientemente lento, se conserva la energía suficiente tiempo suficiente para explorar su espacio de estado y encontrar muy baja entropía, cristalina, los estados unidos.
- Si usted enfriar un ejemplo rápido, se pierde energía demasiado rápido para explorar más de un pequeño barrio de su espacio de estado, y produce no cristalina de los estados.
En su ejemplo, con la agitación de los mármoles, fresco muy rápidamente. Para simular un enfriamiento lento, que haría temblar por un tiempo muy largo, poco a poco disminuyendo la amplitud de los temblores. Dada la barrera de energía de la dislocación con un tamaño razonable canicas, tendría a disminuir muy lentamente.
Tenga en cuenta que esto puede no ser la mejor manera de proporcionar energía al sistema para encontrar rápidamente los valles profundos en el panorama de la energía. "Dados se hacen Ordenado Cuando se Agita, No se Agita" (El artículo también muestra que, muy rápido de la agitación evita la sedimentación de un estado ordenado y que el sistema continúa explorando menos cercanos ordenó a los estados.)
S. McGrew
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Como HolgerFielder y Pieter dijo en sus respuestas, mármoles lo forman arreglos cristalinos. Observe, sin embargo, en la ilustración de Holger Fielder que el arreglo es mucho menos ordenaron cerca de un límite.
Si los mármoles fueron confinados en una manera que no impone duras condiciones de límite, entonces casi siempre formarían arreglos perfectamente cristalinas. Un frasco impone condiciones de límite geométrico incompatibles con un arreglo perfectamente cristalino.
