來源:hao123百家號 時間:2022-03-13 16:13:01
綜述
玻璃是我們日常生活中非常常見的一種材料,用途也十分廣泛,從包裝到裝飾再到建筑,都能看到它的身影,我們也許知道它是如何被生產(chǎn)出來的,但是對于它被消費之后的去向卻沒有太多的了解。
在我們的印象中,玻璃瓶這樣的物體不同于紙張或者塑料這樣的垃圾,可以通過燃燒或者掩埋來處理掉,除了那些被回收利用的,還有相當一部分依然留在自然環(huán)境當中,那么玻璃瓶最終到底會變成什么樣?它們能夠在自然中存在多久呢?
關于玻璃
從材料的角度來看,玻璃是一種非金屬材料,成分主要是無機礦物,比如我們比較熟悉的石灰石、石英砂等等,除了這些之外還會有其它一些輔助的材料,根據(jù)具體的用途不同來生產(chǎn)不同性能的玻璃。
像是硬度比較高的鋼化玻璃,可以實現(xiàn)導電的導電玻璃,能夠過濾有害物的多空玻璃等。
雖然有這些具體的類別差異,但是玻璃總體上還是有著一些共同的性質的,首先它們基本上都是各向同性的,意思是在分析其分子組成結構時,可以得出一個結論,就是這些分子在各個方向上的性質都是的一樣的。
比如我們上面提到的硬度、導電能力以及導熱能力、折射能力之類,雖然從排列上看,這些分子沒有特別的規(guī)則性。
大部分工業(yè)使用的材料都有相對確定的物理性質,比如沸點和熔點有固定的數(shù)值或者范圍,但是玻璃比較特殊,它并沒有這樣的標準,因為其本身就是很多種不同的物質混合之后形成的。
我們可以通過加熱讓它變軟,甚至成為液體,但是每次加熱的強度可能都是不一樣的,而當它們從這種熔融的狀態(tài)經(jīng)過冷卻變成固態(tài)的玻璃時,又會出現(xiàn)一個特殊的現(xiàn)象,那就是變成亞穩(wěn)狀態(tài)。
具體來說,冷卻時的玻璃會在極短的時間內完成黏合,以至于其內部的分子甚至來不及排列好,成為它們本來應該成為的晶體,這樣就會造成一個結果,原本應該在結晶過程中釋放出來的能量就這樣被封印在其中,讓玻璃具有了相對比較高的內能。
就好像火山還沒噴發(fā)完畢,火山口就被它自己的火山灰封住了,涌動的巖漿要釋放出來只是一個時間問題,當然,玻璃的內能沒有這么夸張,只是比起其它的晶體材料,它沒有那么穩(wěn)定而已。
相對于這種還沒發(fā)生的不穩(wěn)定,玻璃的穩(wěn)定才是我們比較熟悉的常態(tài),而支撐它能夠維持這種穩(wěn)定性的主要是兩個方面的因素,首先就是化學意義上的穩(wěn)定,玻璃是很多物質混合的結果,以二氧化硅為主,搭配鈉、鈣和其它一些元素,在一種比較飽和的條件中形成我們看到的狀態(tài),并且彼此之間達到了很好的平衡。
至少在常溫常壓的環(huán)境中一般都是不會發(fā)生什么變化的,所以也不容易跟其它的物質發(fā)生反應,我們日常能夠看到的玻璃最多就是因為物理作用出現(xiàn)破裂,連軟化都很少見。
其次,玻璃的結構比較特殊,本身就為自己提供了一種穩(wěn)定的基礎,尤其是其中的硅氧元素之間共同形成的四面形體結構,它們一個一個排列組合在一起,彼此連接,就像設計嚴密的建筑結構一樣,如果不是特別強大的外部作用,是不會出現(xiàn)問題的。
玻璃的結局
當然,有條件的穩(wěn)定都不是真正的穩(wěn)定,我們也說玻璃本身就是亞穩(wěn)狀態(tài)的材料,當條件達到一定標準的時候,穩(wěn)定還是會被打破的,作為一種混合物,玻璃中各種元素的分子之間還是有一定間隔的。
因為就不是一種物質,在根基上,玻璃就是一個松散的聯(lián)邦,看上去大家團結友愛,其實具體到每一個個體之間,都沒有我們想象中的那么親近,只是貌合神離。
這個性質也直接反應在玻璃的重要特征上,也就是比較脆,容易破碎,遇到結構更緊密的物體,硬度稍微大一點,基本上都很難撐住,所以如果一個玻璃瓶掉進了一條河里面,那么它最后的結局可能就是在各種外力作用下,不斷碎裂,一次又一次,直到成為很難在分裂的小顆粒。
我們在比較淺的河灘上其實也能發(fā)現(xiàn)這些玻璃的存在,它們隱藏在河沙里面,在陽光下看起來亮晶晶的,讓人誤認為是一些不認識的透明石頭。
不過這還不是玻璃最后的結局,因為它們依然還在經(jīng)受著外部力量的沖擊,加上其本身就是不穩(wěn)定的,所以河流的沖刷會進一步對它進行打磨,讓它變得越來越小,越來越小,直到最后完全消失在水中,就好像一顆冰糖融化在水里一樣,徹底看不見固態(tài)結構了。
這種情況下我們可以說這個玻璃瓶走到了存在的終點,從自然當中完全消失了,這是從宏觀上看,但是從微觀上講,其實構成玻璃瓶的那些物質都還在,只是以另外的形式活動在地球的某個角落里。
結語
所以一個玻璃瓶如果離開了我們的社會生產(chǎn)系統(tǒng),也沒有被人為進行處理的話,那么它最大的可能就是在各種外力作用下被不斷消磨,直到以分子的形式重新回到大自然,也是一種典型的物質循環(huán)了。
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