Dado un polvo de sustancia sólida ¿qué pasará si hacemos los gránulos más pequeños y más pequeños mecánicamente? ¿Esto eventualmente hacer un líquido o del gas del polvo?
¿Puede ser gaseoso substanse hecha no de moléculas individuales, sino de gránulos microscópicos de un sólido?
Además, me pregunto si haciendo un poder más fino disminuye su ángulo de reposo a cero.
Como una aproximación de molido en polvo se puede considerar fullereno $C_{60}$ molécula que tiene un tamaño de alrededor de $1\,nm$. No hay enlaces químicos entre las moléculas, pero van der Waals fuerza que los mantiene unidos y fullereno polvo se parece a cualquier otro polvo fino:
fuente
La presión de vapor de fullereno a temperatura ambiente es prácticamente cero. A mayor temperatura comienza a sublimar y en $800\,K$ de su presión de vapor alcanza el $10^{-5}\,bar$.
Edit: tengo que aclarar que mi argumento. Cuando fullereno se produce en el plasma existe como separar moléculas. Pero cuando los recogen en grandes cantidades, estas moléculas se adhieren a cada uno de los otros resultando en un aspecto de polvo. Mi punto es - no importa lo bueno que sea un material que es elaborado, el resultado seguiría siendo una ordinaria en polvo debido a que los pequeños granos se peguen.
Lo que hace de algo un polvo es que cada gránulo tiene un pequeño suficiente superficie de contacto con otros gránulos de que las fuerzas que mantienen el material a granel juntos no son lo suficientemente fuertes para hacer la colección de gránulos rígido. Esta crítica superficie de contacto será en relación con el tamaño del gránulo. Cuando los gránulos de llegar a ser el tamaño de las moléculas, sus áreas de contacto no será más pequeño en relación al tamaño de los gránulos, y se mata.
Si lo que usted describe fuera posible, entonces usted podría mecánicamente convertir el hielo en agua a bajo cero, la temperatura ambiente, o generar la temperatura de la habitación de hierro líquido. Para que algo sea un líquido, las moléculas tienen suficiente energía cinética para evitar que se peguen rígidamente juntos.
Como para un gas, la misma cosa se aplica. Las moléculas han de tener incluso más energía cinética desprenderse completamente. Si usted trató de tener un gas compuesto de pequeños grupos de moléculas, usted estaría en una situación inestable. Si es lo suficientemente caliente para que no se mata a más y más grandes matas y, finalmente, se solidifique, luego se destruirán unos a otros en las moléculas. Teeny matas tiene la mayor área de superficie en comparación con su volumen total, por lo que en base a un porcentaje pierden volumen más rápidamente. Una vez que uno llega a las moléculas individuales, que no aplastar a cada uno de los otros de diferencia, a menos de que es mucho más caliente debido a que los enlaces covalentes son mucho más fuertes.
La razón por la constante envases de polvos de existir es precisamente porque
los polvos son atérmica sistemas en el sentido de que su movimiento no es impulsado por las fluctuaciones térmicas (las partículas son demasiado grandes y demasiado pesado para ser molestado por las fluctuaciones térmicas)
polvo de granos de disipadores dinámica y puede instalarse en una mecánica equilibrada estructura si uno hace regularmente traen energía en el sistema (debido a que son grandes y pesados, su energía cinética es suficiente para alterar la cohesión de las partículas durante una colisión...que conduce a deformaciones elásticas disipada en calor o deformaciones plásticas de las partículas o de ambos)
Para el habitual granular de la materia, las propiedades estáticas tales como alcanzable embalaje fracciones y ángulo de reposo, que son muy dependientes en el protocolo, el grano propiedades, su coeficiente de fricción, su forma, la polidispersidad etc...
Depende mucho en el protocolo y los detalles del experimento que se ha informado de que también depende de las variaciones de temperatura. De hecho, desde el que tenemos que lidiar con macroscópicas de los granos, que puede expandirse o contraerse debido a los cambios de temperatura. En la mayoría de los envases con poca fricción, esto puede generar una pérdida de ángulo de reposo momentáneamente hasta que una nueva mecánica de equilibrio se encuentra.
Por último, tengo que especificar que en el caso de la liquidación de un polvo en un sustrato en ausencia de muros de contención (contexto en el que podemos hablar de ángulo de reposo), si no hay suficiente fricción entre los granos y el sustrato (si su superficie es muy lisa o lubricación de alguna manera), entonces el concepto de ángulo de reposo desaparece y el polvo, literalmente, "moja" el sustrato como Aulo informó. Por supuesto, contrario a la costumbre de mojar molecular de un líquido, la causa aquí es más gravedad que la de van der Waals de la interacción entre los granos y el sustrato (aunque este último juega un papel demasiado).
Ahora, para la simple dinámica de los aspectos, si uno vibra un polvo muy rápido, es posible obtener un granulado régimen líquido que se ve como un líquido o un gas en función de la densidad. A pesar de todos los esfuerzos de la comunidad en este tema parece que por las razones específicas mencionadas es imposible obtener una asignación de uno a uno entre un líquido y un granulado fluido aunque es posible reescribir la mayoría de las propiedades en un lenguaje similar. Durante las avalanchas, las partes de los granos, literalmente, el flujo hacia abajo de una pendiente como un líquido, pero la distribución de la velocidad no es Maxwellian por ejemplo. Arena temporizadores funcionan sobre el mismo principio que los relojes de agua (que fluye hacia abajo a través de un agujero), pero son más convenientes que el último debido a que el flujo de granos a través del agujero es independiente de la altura del embalaje $h$ (a diferencia de la mayoría molecular de los líquidos con una dependencia de la $\sim \sqrt{h}$).
Finalmente, como se ha señalado, granular flujos de mermelada que no es el caso para cualquier fluido molecular, que yo sepa (aunque este es un tema muy controvertido, la interferencia de la transición ha sido demostrado ser muy distinta de la de transición vítrea).
Ahora, tu pregunta es originalmente sobre la reducción de los granos. Que es posible hasta unos cientos de micras en la mayoría de los. Por debajo de esa escala, llegamos a la escala del micrón, y las partículas de ese tamaño son generalmente llamados coloides que se refiere a aquellas partículas que no son ni moléculas, ni granos, pero en el medio. Por esa razón, se comportan como en la vida real de juguete modelo de "moléculas" una vez que se ponga en un disolvente. Esto depende del tamaño de los regímenes térmicos se discuten en el comienzo de este trabajo , aunque no he logrado recuperar el específico papel que tengo en mente sobre el tema.
En el aire, no estoy muy seguro acerca de cómo se comportan, pero lo más probable es que si usted barrido de aire, que va a ganar algo de altura, se atraen el uno al otro a través de la dispersión de fuerzas y puede agregado por hacerlo a través de largos períodos de tiempo (que es como el polvo de las formas).
Las dos propiedades que les he contado al principio (características de los polvos) en realidad no tienen más y que la ciencia de los coloides, por tanto, consiste en tratar de averiguar cómo el patrón y el tratamiento de estas micrones o sub-micras de partículas para hacerlos interactuar de una manera que nos gusta.
Estos sistemas coloidales tienen muy rica comportamiento de fase, incluyendo por supuesto el líquido-gas de transición y líquido-sólido de transición entre muchos otros.
Un polvo es un estado con granos microscópicos, un líquido sub-nanoscópico granos. Un polvo es un material granular, por lo tanto, se presenta una interferencia de transición, donde el tamaño de los granos induce a no-lineal de flujo de material.
Esta interferencia de transición puede ser visto como un efecto de la relativamente pequeño número de partículas en este tipo de experimentos. Al considerar un número similar de granos de arena para el número de moléculas de agua en un vaso de agua (alrededor de $N_{part}\simeq10^{23}$ de moléculas en un volumen de $1cm^3$), el volumen de arena sería aproximadamente el $1/1000$th del Sahara.
Cuando se busca la fracción del desierto puede tomar antes de ver las ondas de dunas sería $10^{-6}S_{Sahara}<f$. Y esto llevaría a un número mínimo de partículas de $10^{17}<N_{part}^{min}$.
En el mismo volumen de $1cm^3$ de todos los granos, el tamaño máximo de grano antes de algunas olas son visto es $$ L^{max}_{grano} = \left(\frac{1 cm^3}{N_{parte}^{min}}\right)^{1/3} \\ L^{max}_{grano} <2.10^{-6}cm \\ L^{max}_{grano} <20 nm $$
Este tamaño es de 4 orden de magnitud por debajo del tamaño de un grano de arena. Este sería, de hecho, requieren una gran cantidad de energía (como la reducción de una montaña como el Everest en bloques de 1 metro de tamaño)...
Finalmente, en relación con la existencia de un gas de tales partículas finas, me remito a la supervisión por parte de la NASA de arena que va desde el Sahara hasta el Amazonas. La distinción entre un gas y un líquido no es sólo una cuestión de densidad.
EDIT : la Apresurada conclusión sobre el ángulo de reposo.
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