¿Por qué no todos los cuerpos poseen Comportamiento elástico ? ¿Cuál es el origen de la elasticidad o plasticidad? Es una propiedad física. Entonces, ¿cómo se relaciona con los átomos o las moléculas en diferentes fases? (Debería tener alguna relación con los átomos)
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Un modelo de juguete de un sólido
Un modelo muy sencillo de un sólido es imaginar un montón de moléculas unidas a sus vecinas cercanas por resortes (no es necesario imaginar una red cristalina, puede ser amorfa).
Los resortes son las interacciones electromagnéticas efectivas entre las moléculas; son fuertemente repulsivas a corta distancia y atractivas a distancias modestas, lo que implica una zona de equilibrio. Y para pequeños desplazamientos son realmente lineales, lo que significa que el modelo de resorte tiene sentido.
El modelo no es perfecto, por supuesto, a distancias demasiado grandes la interacción cae fuertemente y los resortes se rompen efectivamente; y los movimientos relativos pueden causar nuevos vecinos "cercanos" desde detrás de los antiguos reordenando la maraña de resortes por completo.
Con el tiempo, el sólido se asentará en un equilibrio global perturbado por el movimiento térmico de todas las moléculas; suponemos una temperatura lo suficientemente baja como para que cada una se agite en su propio espacio atrapada por las fuerzas de sus vecinas.
Elasticidad
Ahora, si empujas lentamente en los lados opuestos de esta cosa, cada molécula de la superficie se moverá un poco hacia sus vecinas interiores, que se moverán un poco fuera del camino, y la fuerza se distribuirá por todo el bulto con la distancia entre las moléculas reducida ligeramente en la dirección de la compresión. Al separar los dos extremos, las moléculas se separan ligeramente.
En cualquier caso, si se relajan las fuerzas externas el cuerpo vuelve a su configuración original.
¡Ta Da! ¡Comportamiento elástico!
¿Y la inelasticidad?
Si las moléculas son empujadas con demasiada fuerza, pueden superar un máximo local y establecerse en una nueva configuración de equilibrio diferente. Este tipo de grandes desplazamientos puede provocar la ruptura de algunos resortes y el establecimiento de otros nuevos.
Si liberamos la presión sobre este volverá a una configuración de diferentes configuración libre que nuestro punto de partida: el comportamiento no elástico.
Este modelo tiene demasiados alardes para producir una taxonomía clara de los comportamientos no elásticos.
Fluidos
Como las moléculas de los líquidos y los gases no mantienen sus posiciones relativas, este modelo es completamente inapropiado y no es aplicable a estas fases de la materia.
Digcoal
Puntos
111
La elasticidad, la maleabilidad, la fragilidad, la resistencia a la tracción, la resistencia a la compresión y las fases de la materia están determinadas por las fuerzas intermoleculares.
Una vez que las partículas que componen una sustancia pierden suficiente energía cinética (energía térmica), las fuerzas intermoleculares podrán superar la transferencia elástica de momento durante una colisión entre dos moléculas. Esos enlaces intermoleculares pueden volver a romperse con una disparidad suficiente de energía cinética aplicada a los constituyentes de esa molécula. Al igual que la gravedad sujeta una pelota de golf a un tee, la energía cinética transferida a la pelota a través de un palo separará la pelota del tee.
Ahora imagina una pelota de golf con diferentes formas regulares: tetraédrica, cúbica, ... cuantos más lados se añaden más se acerca a una esfera. Cuantos menos lados, más probable es que se asienten en un entramado estable. Esto ilustra un aspecto de la variabilidad de las fuerzas intermoleculares.
Otro aspecto sería el de variar el tamaño o el peso de cada poliedro. Con la forma, el tamaño y el peso se pueden describir adecuadamente muchas propiedades del material. Colocándolos en un túnel de viento vertical, se puede simular el aumento de la energía térmica.
El bajo flujo de aire será insuficiente para agitar cualquier poliedro con forma lo suficiente como para cambiar su posición con respecto a los demás. A medida que el flujo de aire aumenta, los poliedros más cercanos a las esferas comenzarán a desplazarse. Estos son más maleables que los n-Polys inferiores. Los n-Polys inferiores son más elásticos porque son capaces de desplazarse lo suficiente como para transferir la energía cinética sin desplazarse lo suficiente como para cambiar de lugar.
Ahora, en el fondo de la cámara hay una serie de tees de golf equidistantes que suben y bajan. Todos se mueven al unísono, y la cantidad que se mueven es directamente proporcional a su distancia desde el centro de la cámara. Esto simula la tensión. La altura a la que se elevan representa la variación de la tensión a lo largo del eje perpendicular al vector de la fuerza aplicada. Las n-Polys altas son capaces de mantener el contacto a pesar de la variación de la altura de las tees, y se desplazarán antes que las n-Polys bajas, más regularmente alineadas. Por otro lado, los n-Polys bajos mantendrán la cohesión estructural hasta que se alcance un umbral que haga que la estructura se vuelva a unir violentamente de golpe. Eso demuestra una alta resistencia a la tracción. Si las tes retroceden y la estructura se mantiene en la infancia sin cambio de ubicación para ningún Poli, eso demuestra elasticidad.
Ahora, dejando las tes justo por debajo del umbral de colapso (punto de ruptura), pero aumentando el viento (energía térmica) se demostrará cómo la energía térmica hará que los Polos aleatorios se desplacen de su posición local. A medida que cada polo se asienta en un nuevo equilibrio, el umbral para que se desplace vuelve a aumentar. Este desplazamiento aleatorio demuestra un resorte bajo tensión que cambia su equilibrio alejándose de la forma original y acercándose a una nueva forma. Los polos que están encima de las tes centrales son los que están más cerca del umbral para cambiar de posición y se alejan del centro, reubicándose en una posición de equilibrio de menor tensión.
Y para divertirse, subir el viento lo suficiente hace que los Polys primero cambien de lugar libremente dentro del túnel (licuación), y luego, con suficiente viento, hace que los Polys reboten en el túnel; contra las paredes y entre sí. Más abajo en el túnel, los Polys están más juntos, y más arriba están más separados. Eso demuestra los gradientes de densidad en una atomósfera. Con suficiente viento, empezarán a salir del túnel, y eso demuestra que las moléculas de gas alcanzan la velocidad de escape, lo que les hace salir de la atmósfera.
