STRUKTURA A VLASTNOSTI PEVNÝCH LÁTEK Základními vlastnosti pevných látek jsou
KRYSTALICKÉ A AMORFNÍ LÁTKY
ZAMYSLI SE!
Jak vzniká pevná látka z kapaliny?
Krystalické látky se vyznačují _______________ uspořádáním Dělíme je na 2 základní typy – monokrystaly a polykrystaly Monokrystaly se vyznačují
příkladem monokrystalu jsou například
Polykrystaly se vyznačují
příkladem polykrystalu jsou například
______________________________________
_______________ a ______________, vyznačují se tím, že ___________________________________ ______________________________________________________________ Z hlediska
izotropie
krystaly
dělíme
na
dva
typy
a
to
_________________, polykrystaly jsou __________________
Monokrystaly jsou
Amorfní látky se vyznačují uspořádáním
kdežto
_______________
Pravidelné uspořádání mají pouze na vzdálenosti řádově 10 −8 m , jedná se tedy o tzv. ________________ uspořádání
?
OTÁZKY A ÚLOHY
1. Popiš rozdíl mezi krystalickou a amorfní látkou. 2. Rozděl krystaly z hlediska izotropie a popiš jak se projevuje. 3. Vyhledej si informace o anizotropii islandského vápence.
IDEÁLNÍ KRYSTALOVÁ MŘÍŽKA
ZAMYSLI SE!
Jak jsou částice prostorově uspořádány v krystalické látce?
Polohu částic v krystalové mřížce lze popsat v soustavě souřadnic, pro jednoduchost jako pravoúhlé rovnoběžnostěny – krychle, tzv. elementární buňky Skládáním
jednotlivých
krychlí
získáme
________________________________
Rozlišujeme tři základní typy krychlových buněk:
částice se vyskytují pouze ve vrcholech krychle, v přírodě se vyskytuje pouze výjimečně
kromě částic ve vrcholech jsou částice ještě ve středech stran
obsahuje navíc částici ve středu krychle
ZAMYSLI SE!
Kolik částic připadá na každou buňku v jednotlivých typech buněk?
?
OTÁZKY A ÚLOHY
1. Které typy krychlových buněk znáš? Popiš, čím se liší.
PORUCHY KRYSTALOVÉ MŘÍŽKY
ZAMYSLI SE!
Co se stane, pokud se do krystalu z jednoho prvku přidá malé procento částic jiného prvku? Co takto v praxi vznikne? Zakresli do mřížky, jak taková situace může vypadat.
V reálných krystalech dochází k odchylkám od ideální krystalové mřížky , nejjednoduššími poruchami jsou poruchy bodové •
vakance
k vakancím může docházet při uvolnění částice vlivem tepelného pohybu, ozářením,…
•
intersticiální poloha částice
intersticiální poloha částice souvisí s vakancemi, je-li částice na nějakém místě uvolněna může se dostat na jiné místo v mřížce
•
příměsi
příměsí se hojně využívá u polovodičů
?
OTÁZKY A ÚLOHY
1. Které typy bodových poruch krystalové mřížky znáš a jak vznikají? 2. Proč se u polovodičů hojně využívá příměsí?
VAZBY V KRYSTALECH
ZAMYSLI SE!
Jak krystal drží pohromadě?
V krystalech vždy působí vazebné síly – drží krystal pohromadě Rozlišujeme 5 základních typů vazeb •
iontová
iontová vazba se nachází v krystalech halogenidů – např. _______________, tyto krystaly jsou tvrdé a mají vysokou teplotu tání, jsou křehké a snadno štěpné kolmo na hrany buňky •
vodíková
vodíková vazba se projevuje jako vodíkový můstek například v krystalu ledu •
kovová
kovová vazba působí mezi kladnými ionty kovu a volně se pohybujícími elektrony, tzv. elektronovým mrakem, krystaly s kovovou vazbou jsou dobře vodivé (tepelně i elektricky), kujné, tažné a neštěpí se
•
kovalentní
kovalentní vazba se uplatňuje například u diamantu, vyznačuje se velkou pevností a vysokou teplotou tání •
van der Waalsova
van der Waalsova vazba je velmi slabá, krystaly s touto vazbou jsou měkké a mají nízkou teplotu tání ve většině krystalů se uplatňuje více vazeb
?
OTÁZKY A ÚLOHY
1. Které typy vazeb znáš a kde se uplatňují?
DEFORMACE PEVNÉHO TĚLESA
ZAMYSLI SE!
Co se děje s tělesem pokud na něj působí síla?
Jsou – li vazby pevné, zachovává krystal svůj tvar Ke změně tvaru dochází při silovém působení na krystal, poloha částic se mění, přibližuji se, oddalují, pootáčejí nebo se odtrhnou, někdy může dojít i ke změně objemu krystalu
Deformace tělesa je
Deformace dělíme na dva druhy podle jejich účinků • _________________ (elastická) po vymizení působící síly vymizí i deformace, deformace je elastická pokud je působící síla malá a její působení je pouze krátkodobé • _________________ (plastická) po vymizení síly deformace zůstává, deformace je plastická například při kování, válcování kovu,… Ve většině případů se projeví obě deformace současně
Podle směru působících sil dělíme deformace na 5 typů: •
deformace _________________ dvě stejně velké síly působí směrem z tělesa ven, tímto způsobem jsou deformována například lana jeřábů, výtahů
•
deformace _________________ dvě stejně velké síly působí směrem do tělesa, tímto způsobem jsou deformovány například pilíře, nosníky, podpěry
•
deformace _________________ tímto způsobem je deformována například tyč podepřená na dvou místech na kterou působí kolmé síla nebo je deformována pouze svou tíhou, dolní vrstvy tělesa jsou deformovány tahem a horní tlakem
•
deformace _________________ dvě stejně velké síly působí na horní a dolní podstavu tělesa v rovinách podstav, při této deformaci dochází ke vzájemnému posunutí jednotlivých vrstev tělesa rovnoběžných s podstavami •
d
eformace _________________ dvě dvojice sil se stejnými momenty působí na horní a dolní podstavu tělesa, tímto způsoben jsou deformovány například hřídele strojů, vrtáky, šrouby v praxi dochází ve většině případů ke složené deformaci
?
OTÁZKY A ÚLOHY
1. Které typy deformací znáš a jak se projevují? 2. Ke které deformaci dojde při natahování pružiny, při zatloukání hřebíku, při doskoku na trampolínu? TEPLOTNÍ ROZTAŽNOST PEVNÝCH LÁTEK
ZAMYSLI SE!
Proč se v průběhu roku mění délka drátů elektrického vedení?
Fyzikální jev spočívající ve změně rozměrů tělesa při změně jeho teploty nazýváme teplotní roztažnost Nejčastěji se projevuje délková teplotní roztažnost
Prodloužení tyče je přímo úměrné počáteční délce tyče a změně jeho teploty ∆
l = α ⋅ l1 ⋅ ∆ t
kde α je
________________________________________________________, jednotkou je _____________, pro malé teplotní rozdíly se jedná o konstantu
po dosazení za ∆ l získáme
l = l ⋅ ⋅ (1 + α ⋅ ∆ t ) u rozměrných těles, která nemají tvar tyče nelze zanedbat ani objemovou roztažnost
V = V⋅ ⋅ (1 + β ⋅ ∆ t ) kde β je
________________________________________________________, jednotkou je _____________, β =& 3α
?
OTÁZKY A ÚLOHY
1. Jak se projevuje teplotní roztažnost těles? 2. Proč jsou na plynovodech po vzdálenostech vždy určitých zákruty? 3. Proč jsou mostovky mostů napevno připevněny pouze na jedné straně a druhá část je umístěna na ocelových pohyblivých válcích? 4. Jak fungují bimetalové teploměry? 5. V jakém ročním období je nejlepší natahovat dráty elektrického napětí a proč?