Урок физики по теме "Механические свойства твердых тел" (10 класс)

1 слайд

Аморфные вещества
ученицы 10 а класса
Забелова Кристина и Куликова Света

2 слайд

Аморфные вещества
(от др.-греч. ἀ «не-» и μορφή «вид, форма»)

Свойства:

не имеют кристаллической структуры;

изотропны, то есть не обнаруживают различных свойств в разных направлениях;

не имеют определенной точки плавления;

находиться либо в стеклообразном состоянии (при низких температурах), либо в состоянии расплава (при высоких температурах);

вязкость аморфных материалов — непрерывная функция температуры: чем выше температура, тем ниже вязкость аморфного вещества;

3 слайд

при внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно твёрдым телам, и текучесть, подобно жидкости;

атомы или молекулы аморфных тел, подобно молекулам жидкости, имеют определённое время “осёдлой жизни” - время колебаний около положения равновесия. Но в отличие от жидкостей это время у них весьма велико;

определённой температуры плавления нет.

4 слайд

Методы получения аморфных металлов:
катапультирования капли на холодную пластину,
распыление струи газом или жидкостью,
центрифугирование капли или струи,
расплавление тонкой пленки поверхности металла лазером с быстрым отводом тепла массой основного металла,
сверхбыстрое охлаждение из газовой среды и др.

Использование этих методов позволяет получать ленту различной ширины и толщины, проволоку и порошки.

5 слайд

Что относится и где применяются аморфные тела
аморфные металлические сплавы разделяются на сплавы «металл—неметалл» и «металл—металл;

широкое промышленное применение имеют магнито-мягкие сплавы системы «металл—неметалл». Их получают на основе ферромагнитных металлов — железа, никеля, кобальта, используя в качестве амортизаторов различные сочетания неметаллов;

применяются в изготовлении посуды, изделия из пластмассы, канцелярских изделий (линейки, авторучки) и др.

к аморфным телам относятся стекло, смола, канифоль, сахарный леденец и др.

6 слайд

Опыты
Можно проделать следующий опыт.
В стеклянную воронку бросим кусок смолы или воска и оставим в теплой комнате. По прошествии примерно месяца окажется, что воск принял форму воронки и даже начал вытекать из нее в виде "струи" (см. рисунок). В противоположность кристаллам, которые почти вечно сохраняют собственную форму, аморфные тела даже при невысоких температурах обладают текучестью. Поэтому их можно рассматривать как очень густые и вязкие вещества.

7 слайд

Опыты.

8 слайд

В 1959 г. английский физик Д. Бернал провёл интересные опыты: он взял много маленьких пластилиновых шариков одинакового размера, обвалял их в меловой пудре и спрессовал в большой ком. В результате шарики деформировались в многогранники. Оказалось, что при этом образовывались преимущественно пятиугольные грани, а многогранники в среднем имели 13,3 грани. Так что какой-то порядок в аморфных веществах определённо есть.

Частицы аморфных тел непрерывно и беспорядочно колеблются. Они чаще, чем частицы кристаллов могут перескакивать с места на место. Этому способствует и то, что частицы аморфных тел расположены неодинаково плотно: между ними имеются пустоты.

9 слайд

Часто одно вещество может находиться как в кристаллическом, так и в аморфном состоянии. Пример Кварц SiO2. Кристаллическую форму кварца можно представить в виде решетки из правильных шестиугольников. Аморфная структура кварца также имеет вид решетки, но неправильной формы. Наряду с шестиугольниками в ней встречаются пяти и семиугольники Все аморфные тела изотропны, т. е. их физические свойства одинаковы по всем направлениям. К аморфным телам относятся стекло, многие пластмассы, смола, канифоль, сахарный леденец и др.

10 слайд

Проследите за куском смолы, которая лежит на твердой поверхности. Постепенно смола по ней растекается, и, чем выше температура смолы, тем быстрее это происходит. Аморфные тела занимают промежуточное положение между кристаллическими твердыми телами и жидкостями. Их атомы или молекулы располагаются в относительном порядке. Понимание структуры твердых тел (кристаллических и аморфных) позволяет создавать материалы с заданными свойствами.

1 слайд

Кристаллические тела. Типы
кристаллических решеток
Уч-ца 10а класса Дербенева Ксения

2 слайд

Кристаллические тела
Большинство веществ в умеренном климате Земли находится в твердом состоянии. В отличии от жидкостей твердые тела сохраняют не только объем, но и форму, т.к положение в пространстве частиц стабильно. Из-за значительных сил межмолекулярного взаимодействия частицы не могут удалиться друг о друга на значительное расстояние. По характеру относительного расположения частиц твердые тела делят на три вида: кристаллические, аморфные и композиты.
При наличии периодичности в расположении атомов(дальнего порядка) твердое тело является кристаллическим.

3 слайд

Типы кристаллических тел
Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами. Поликристаллические тела состоят из многих сросшихся между собой хаотически ориентированных маленьких кристалликов, которые называются кристаллитами. Монокристаллические тела состоят из частиц, образующих единую кристаллическую решетку. Большие монокристаллы редко встречаются в природе и технике. Чаще всего кристаллические твердые тела, в том числе и те, которые получаются искусственно, являются поликристаллами.

Поликристаллы
монокристаллы

4 слайд

Кристаллическая решетка
Кристаллическая решетка- пространственная структура с регулярным, периодически повторяющимся расположением частиц.
Точки, в которых размещены частицы, называются узлами кристаллической решетки. В узлах воображаемой решетки могут находиться ионы, атомы или молекулы. Они совершают колебательные движения. С повышением температуры амплитуда колебаний возрастает, что проявляется в тепловом расширении тел.

5 слайд

Типы кристаллических решеток
В зависимости от вида частиц и характера связи между ними различают четыре типа кристаллических решеток: ионные, атомные, молекулярные и металлические.
Кристаллические решетки, состоящие из ионов, называются ионными. Их образуют вещества с ионной связью. Примером может служит кристалл хлорида натрия, в котором, как уже отмечалось, каждый ион натрия окружен шестью хлорид-ионами, а каждый хлорид-ион - шестью ионами натрия. Такому расположению соответствует наиболее плотная упаковка, если ионы представить в виде шаров, размещенных в кристалле.

Кристаллическая решетка поваренной соли

6 слайд

Атомные кристаллические решетки
Кристаллические решетки, в узлах которых находятся отдельные атомы, называются атомными. Атомы в таких решетках соединены между собой прочными ковалентными связями. Примером может служить алмаз - одна из модификаций углерода. Алмаз состоит из атомов углерода, каждый из которых связан с четырьмя соседними атомами. Координационное число углерода в алмазе 4. В решетке алмаза, как и в решетке хлорида натрия, молекулы отсутствуют. Весь кристалл следует рассматривать как гигантскую молекулу.

7 слайд

Молекулярные кристаллические решетки
Кристаллические решетки, состоящие из молекул (полярных и неполярных), называются молекулярными.
Молекулы в таких решетках соединены между собой сравнительно слабыми межмолекулярными силами. Поэтому вещества с молекулярной решеткой имеют малую твердость и низкие температуры плавления, нерастворимы или малорастворимы в воде, их растворы почти не проводят электрический ток. Число неорганических веществ с молекулярной решеткой невелико.

8 слайд

Использование кристаллов
Именно металлы преимущественно используются в настоящее время для изготовления орудий труда, различных машин и механизмов. металл состоит из огромного количества сросшихся друг с другом маленьких кристалликов их нетрудно рассмотреть, особенно на свежем изломе металла Твердое тело, состоящее из большого числа маленьких кристалликов, называют поликристаллическим. К поликристаллам относятся не только металлы, но и кусок сахара. Одиночные кристаллы называют монокристаллами. Они имеют правильную геометрическую форму, их свойства различны по разным направлениям

9 слайд

Использование кристаллов
Когда вы пишете карандашом, такое расслоение происходит непрерывно и тонкие слои графита остаются на бумаге. Это происходит потому, что кристаллическая решетка графита имеет слоистую структуру. Свойство вещества обладать несколькими кристаллическими состояниями называется полиморфизмом. Примером вещества является углерод. При расположении атомов углерода, изображённом на плакате мы имеем твёрдый алмаз. При расположении атомов цепочкой, образующей шестиугольник получается графит

10 слайд

Спасибо за внимание!

1 слайд

Композит
Композиционные материалы
Ученик 10 А класса Третьяк Костя

2 слайд

Характеристики
В результате совмещения армирующих элементов и матрицы образуется комплекс свойств композита, не только отражающий исходные характеристики его компонентов, но и включающий свойства, которыми изолированные компоненты не обладают. В частности, наличие границ разделов между армирующими элементами и матрицей существенно повышает трещиностойкость, и в композитах, в отличие от металлов, повышение статической прочности приводит не к снижению, как правило, к повышению характеристик вязкости разрушения.

3 слайд

Свойства
Высокая удельная прочность
Высокая жесткость
Высокая износостойкость
Высокая усталостная прочность
Возможность изготовить размеростабильные конструкции

4 слайд

Недостатки композита
Высокая стоимость
Анизотропия свойств
Повышенная наукоемкость производства, необходимость специального оборудования и сырья, а следовательноразвитого промышленного производства и научной базы страны

5 слайд

Области применения…
Железобетон
Удилища для рыбной ловли из стеклопластика и углепластика
Лодки из стеклопластика
Автомобильные покрышки
Металлокомпозиты
Кости человека и животных

6 слайд

Области применения…
В машиностроении: применяются для создания защитных покрытий на поверхностях трения, а также для изготовления различный деталей ДВС.

Композиты применяются в военном деле для производства различных видов брони.

7 слайд

Области применения…
В авиации и космонавтике также есть необходимость в изготовлении износостойких, прочных конструкций. Композиты применяются для изготовления теплоизолирующих покрытий шатлов, силовых конструкций искусственных спутников, космических зондов.

8 слайд

Всем спасибо за внимание!!!