0066

Właściwości sprężyste ciał są często opisywane za pomocą modułu Younga E, zwią

A /

7’

zanego z wydłużeniem ciała. Jeżeli za miarę wydłużenia przyjąć wydłużenie względne

będzie ono z naprężeniem wydłużającym związane zależnością

3.3

A/

/

Ze względu na właściwości sprężyste można wyróżnić trzy stany skupienia:

—    stan stały — o dużych wartościach modułów sprężystości tak objętościowej jak postaciowej, ,

—    stan ciekły — o dużych, choć nieco mniejszych niż w stanie stałym, wartościach modułu sprężystości objętościowej, a znikomo małych — postaciowej. Ciecze są trudno ściśliwe, lecz nie opierają się siłom zmieniającym postać,

—    stan gazowy — o małych wartościach modułu sprężystości objętościowej i praktycznie zerowym module sprężystości postaciowej. Niewielki opór, jakim gazy przeciwstawiają się zmniejszaniu objętości, jest wynikiem nie tyle oddziaływań międzycząsteczko-wych, ile zmian pędów molekuł gazu, spowodowanych zderzeniami ze ścianami naczynia.

Podział na trzy stany skupienia ze względów strukturalnych przedstawia się następująco:

—    stan stały — stan krystaliczny wyróżnia się określonym uporządkowaniem przestrzennym elementów strukturalnych danej substancji: atomów, jonów, molektił itp.

—    stan ciekły — zachowuje pewne uporządkowanie charakterystyczne dla kryształów w bezpośrednim sąsiedztwie każdego elementu, natomiast w dalszej odległości jest ono inne, ponadto uporządkowanie jest zmienne w czasie.

—    stan gazowy — wyróżnia się zupełnym brakiem jakiejś uporządkowanej struktury. Cząsteczki gazu poruszają się jedne niezależnie od drugich, bez żadnego ładu. Rozmieszczenie przestrzenne cząsteczek jest zmienne w czasie, zupełnie chaotyczne.

W powyższych sposobach klasyfikowania ciał do jednego z trzech stanów skupienia trudno znaleźć miejsce dla takich stanów, jak bezpostaciowy — inaczej amorficzny, oraz stan kryształów ciekłych — mezomorficzny. Ciała bezpostaciowe, ze względu na właściwości sprężyste, lepiej pasują do ciał stałych, natomiast ze względu na strukturę — do ciał ciekłych o bardzo dużych lepkościach (w stanie szklistym rzędu 10^u puazów). Ciekłe kryształy z właściwościami sprężystymi są zbliżone do cieczy, strukturalnie (w odpowiednich granicach temperatur) przypominają kryształy. Ich cząsteczki, o wydłużonym kształcie, ustawiają się równolegle do siebie, tworząc określone, uporządkowane struktury przestrzenne. Ciekłe kryształy wykazują zjawisko anizotropii, dwójłamność optyczną itp. W medycynie kryształy ciekłe znalazły zastosowanie w termografii. (rozdz. 18.3.4).

3.1.2. Siły międzycząsteczkowe

Siły van der Waalsa. W fazie skondensowanej materii — ciałach stałych i cieczach — silom odkształcającym przeciwstawiają się siły międzycząsteczkowe. Składają się na nic siły przyciągania, jak i odpychania, działające między elementami strukturalnymi.

72