Урок: 82 Деформації. Модуль Юнга. Механічні властивості твердих тіл.

Рідкі кристали – це специфічний агрегатний стан речовини, у якому вона одночасно проявляє властивості кристала і рідини. Властивості рідких кристалів притаманні рідинам: набувають форми посудини; відсутня кристалічна гратка, тому течуть; є в`язкими.

Полімерами називають природні та штучні сполуки, молекули яких складаються з великої кількості повторюваних однакових або різних за будовою атомних угруповань, з`єднаних між собою в довгі лінійні або розгалужені ланцюги. Структурні одиниці полімерів називають мономерами.

Наноматеріалами називають матеріали, основні фізичні характеристики яких визначаються властивостями нанооб`єктів, що містяться в них; кристалічні або аморфні системи, розмір частинок яких менший за 100 нм.

Запитання для самоперевірки: (виконати як контрольні запитання)

1) Що називають рідкими кристалами?

2) Назвіть основні властивості рідких кристалів.

3) Наведіть приклади речовин, що є рідкими кристалами, та галузі їх використання.

4) Що називають полімерами?

5) Наведіть приклади штучних полімерів.

6) Наведіть приклади синтетичних полімерів.

7) Назвіть галузі застосування полімерів, їхні переваги та недоліки.

За впорядкованістю молекул відносно положення рівноваги тверді тіла поділяють на кристали і аморфні тіла.

Умовно можна назвати чотири типи зв`язків між частинками в кристалах – іонний, атомний, металічний, молекулярний – і відповідно поділити тверді тіла на чотири типи кристалів.

Кристалічними називають тверді тіла, атоми або молекули яких здійснюють теплові коливання біля положення рівноваги, що утворюють так звані вузли кристалічної гратки.

Для кристалічних тіл є характерним дальній порядок у розташуванні атомів. Кристалічні тіла поділяють на монокристали і полікристали. Залежність фізичних властивостей від напрямку називають анізотропією.

Найважливішою властивістю будь-якого кристалічного тіла є наявність певної фіксованої температури плавлення, за якої воно перетворюється в рідину, не розм`якшуючись перед цим.

Атоми аморфних тіл зберігають ближній порядок. Основні особливості аморфних тіл: текучість, в`язкість, ізотропність, відсутність фіксованої температури плавлення.

Фізичною величиною, що характеризує дію внутрішніх сил, які виникають у деформованому тілі, є механічна напруга, що позначається грецькою літерою «сигма» (𝞼).

Механічна напруга визначається відношенням модуля сили пружності до площі поперечного перерізу тіла:

Величина, яка характеризує здатність матеріалів протидіяти деформації одностороннього розтягування (стискання), називається модулем Юнга (модулем пружності) (Е), що дорівнює відношенню механічної напруги до відносного видовження (𝜀), спричиненого цією напругою у напрямку її дії.

де ΔƖ – абсолютне видовження, м;

Ɩₒ - початкова довжина, м.

Закон Гука: механічна напруга прямо пропорційна відносному видовженню.

Число, яке показує, у скільки разів границя міцності більша за допустиму напругу, називається запасом міцності. Зазвичай запас міцності вибирають не менше 3.

Запитання для самоперевірки: (виконати як контрольні запитання)

1) Чим відрізняються кристалічні тіла від аморфних?

2) Назвіть основні властивості кристалічних тіл.

3) Які основні властивості аморфних тіл?

4) Що таке анізотропія? Ізотропність?

5) Назвіть основні властивості кристалічних тіл.

6) Як візуально можна відрізнити кристал від аморфного тіла?

7) Які існують типи зв`язків між частинками в кристалах? Охарактеризуйте кожен із них?

8) Що таке механічна напруга та межа міцності?

Домашнє завдання:

1) Опрацювати матеріал теми самостійно і скласти конспект § 31,32, с.196,с.201, підручник Фізика (рівень стандарту, за навчальною програмою авторського колективу під керівництвом Ляшенка О.І.) 10 клас авт. Головко М.В., Мельник Ю.С., Непорожня Л.В., Сіпій В.В.

2) Відповіді на контрольні запитання записати в конспект.

Підручник