2. Залежність фізичних властивостей (механічних, оптичних, електричних, теплових) від напряму в середині монокристалів, називають анізотропією.

(Монокристал - це один кристал).

Полікристали є ізотропними. Ідеально далекого порядку в розташуванні твердої речовини немає.

Відхилення від ідеального порядку називають дефектами просторової (кристалічної) решітки.

Види кристалічних структур.

Є чотири види:

Іонна – у вузлах решітки знаходяться позитивні і негативні іони, які втримуються електричними силами притягання і відштовхування.

Наприклад Na+Cl-

Атомна - у вузлах знаходяться нейтральні атоми, між якими встановлюється ковалентний зв’язок.

Молекулярна - у вузлах знаходяться нейтральні молекули, які втримуються молекулярними силами (дуже слабий зв’язок), нафталін.

Металічна - у вузлах занаходяться позитивно заряджені іони металу, між якими хаотично рухаються вільні електрони.

3. Плавлення – це перехід речовин з твердого стану в рідкий.

Твердення – це перехід речовини з рідкого стану в твердий стан.

У кристалічних тіл є температура плавлення. У аморфних тіл немає температури плавлення, вони поступово нагріваються, розм’якшуються і плавляться.

Найпоширеніші види деформації, котрі розглядаються опором матеріалів - згин, зсув (зріз), кручення, розтяг-стиск.

Деформація згину - тип деформації бруса (балки), що полягає у викривленні осі прямого бруса чи зміні кривини осі кривого бруса в результаті виникнення моментів згину у його перерізах від прикладених навантажень (поперечних сил і/або згинаючих моментів у площині, що проходить через вісь бруса.

Деформація зсуву — вид деформації, при якому величина зміщення кожної точки тіла зростає в напрямку, перпендикулярному напрямку зміщення.

Деформація зсуву схематично показана на діаграмі праворуч. Вона виникає, якщо закріпити тіло в основі й прикласти силу (F) до бічної грані.

Деформа́ція кру́чення — вид деформації у вигляді повороту поперечних перерізів стрижня навколо його осі на деякий кут під дією у цих же перерізах крутильного моменту. При цьому вісь стрижня залишається прямолінійною і називається віссю кручення (вісь OZ на рис), а кут φ, на який зміщується переріз на вільному кінці стрижня називається повним кутом закручування.

При деформації кручення зміщення кожної точки тіла перпендикулярне до її віддалі від осі прикладених сил і пропорційне цій віддалі.

Ро́зтяг (стиск) — тип деформації твердого тіла, при якому його розміри вздовж однієї осі збільшуються (зменшуються).

Процеси, які відбуваються при розтягу або стиску в більшості випадків є ідентичними, як і механічні характеристики дуже великої кількості пластичних конструкційних матеріалів. Тому ці протилежні види — розтяг і стиск — описують одними й тими ж математичними залежностями й об’єднують як один вид: розтяг–стиск. При цьому домовилися: все, що стосується розтягу (сили, напруження, деформації і т.п.) вважати зі знаком «+», а те, що стосується стиску — зі знаком «–».

У своїй найпростішій формі закон Гука записується для деформації довгого тонкого стрижня або пружини

F = − kx,

де F — сила, k — коефіцієнт жорсткості, х — видовження.

Ця формула не враховує зміни поперечних розмірів стрижня при розтягу. Крім того коефіцієнт жорсткості — це властивість стрижня, а не властивість матеріалу, з якого він виготовлений.

пружність – здатність відновлювати свої первинні розміри після зняття навантаження;

пластичність – здатність зберігати деформацію аж до межі текучості після зняття навантаження;

твердість – здатність чинити опір пружним і пластичним деформаціям при місцевій силовій дії на поверхню тіла

міцність – здатність чинити опір руйнуванню під дією напружень;

твердість – здатність чинити опір пружним і пластичним деформаціям при місцевій силовій дії на поверхню тіла;

міцність – здатність чинити опір руйнуванню під дією напружень;

7…

Капілярний ефект - явище підвищення або зниження рівня рідини у капілярах в порівнянні з тим значенням, яке вимагає закон сполучених посудин.

Капілярний ефект виникає через зниження або збільшення тиску рідини під меніском, який утворюється при змочуванні рідиною стінок капіляра.

Величина підвищення або зниження h залежить від радіуса капіляра r, а також від кута змочування рідиною стінок θ

,

де γ - коефіцієнт поверхневого натягу рідини, ρ - густина рідини, g - прискорення вільного падіння.

Приклад капілярного ефекту - всмоктування розлитої води серветкою.

В’язкість рідин – це результат взаємодії внутрішньомолекулярних силових полів, що перешкоджають відносному рухові двох шарів рідини. Отже для переміщення шару один відносно одного треба подолати їх взаємне притягання, причому чим воно більше, тим більша потрібна сила зсуву. При відносному зсуві шарів у газовому середовищі, в результаті перенесення молекулами газу кількості руху під час їх переходу з шару в шар, виникає дотична сила між шарами, що протидіє проковзуванню останніх.

Таким чином, внутрішнє тертя в рідині, на відміну від газів, зумовлене не обміном молекул, а їх взаємним притяганням. Доказом цього є те, що із збільшенням температури, як відомо, обмін молекул зростає і тертя в газах зростає, а в рідинах спадає у зв'язку із послабленням міжмолекулярного притягання.

Атоми аморфних твердих тіл коливаються поблизу невпорядковано розміщених точок.

За типом зв’язку між атомами розрізняють тверді тіла з ковалентним, іонним, металічним зв’язками тощо.

Рідкі кристали (рос. жидкие кристаллы, англ. liquid crystals, нім. flüssige Kristalle m pl) — специфічний стан речовини, якому властиві риси як рідини (текучість), так і кристалу (анізотропія властивостей).

Кристал справжній (англ. real crystal) — природний кристал, форма якого залежить не тільки від внутрішньої будови, але і від зовнішніх умов росту

8…

Рідина – дуже цікавий і мало вивчений агрегатний стан речовини, який має постійний об’єм, але немає постійної форми. Займає вона середнє положення між газом, складові частинки якого розміщені в об’ємі газу повністю невпорядковано, і твердим тілом, що характеризується певним порядком у розміщенні часток. Отже, область існування рідини є обмеженою. При «низьких» температурах рідина кристалізується, тобто переходить в твердий стан. З боку високих температур рідина обмежена переходом в газоподібний стан, при чому кожна речовина характеризується певною температурою кристалізації і певною критичною температурою, вище якої рідина не може бути в рівновазі зі своєю парою. Подібне бачимо і при температурі кристалізації, тобто нижче температури кристалізації рідина може бути в рівновазі з твердою фазою. Структура і фізичні властивості рідини залежать від хімічної індивідуальності часток, які її складають, а також від характеру міжмолекулярного зв’язку. З огляду на ці фактори рідини поділяють на прості і складні. До простих належать зріджені інертні гази, розплавлені метали, деякі багатоатомні рідини, які складаються з неполярних молекул, наприклад CCl4. Прості рідини характеризуються ненаправленим (металічним або Ван-Дер-Ваальсівським ) міжмолекулярним зв’язком. До складних рідин відносять ті, які характеризуються направленими міжмолекулярними силами. Типова складна рідина – це вода, у якій сили зчеплення реалізуються в основному водневими зв’язками між молекулами. До складних рідин також належать розплавленні багатокомпонентні напівпровідникові сполуки, які зберігають напівпровідникові властивості і в рідкому стані. Оскільки рідина займає проміжне положення між твердим тілом і газом, то й характер теплового руху атомів чи молекул, які складають рідину, є своєрідним і відрізняється від руху частинок твердого тіла чи газу. Тепловий рух молекул рідини являє собою нерегулярні коливання біля положень рівноваги, які з часом змінюються. Середній період коливання молекули рідини біля положення рівноваги становить близько 10 -12 сек., а час «осілого життя» молекули рідини – 10 -11 сек. Те, що молекули рідини безперервно здійснюють переходи з одного положення рівноваги в інше, приводить до високої дифузійної здатності рідин, а також спричинює текучість. Рідини характеризуються ще й дивною, як на перший погляд, властивістю – пружністю. Ця властивість виявляється тоді, коли прикладена сила буде діяти на рідину короткий проміжок часу, менший від часу «осілого життя» молекул. При такій короткотривалій дії сили текучість не встигає виявитись і рідина стає пружно деформованою. Вивчати пружні властивості рідин важко, оскільки вони замасковані текучістю. Сучасна теорія розглядає рідину як систему, що складається з багатьох взаємодіючих між собою частинок. І основне завдання теорії полягає в одержанні рівняння стану і у вивченні його властивостей. Ця проблема не може бути вирішеною без детальних відомостей про структуру, про взаємне розміщення атомів чи молекул рідини. Не менш важливе також питання про природу сил міжмолекулярної взаємодії у різних рідинах. Методами рентгеноструктурного аналізу доведено, а тепер підтверджено дифракцією електронів і нейтронів, що в структурному відношенні рідина характеризується лише ближнім порядком. Вивчення кількісних параметрів ближнього порядку рідин дуже важливе, оскільки збагачує наші знання про природу рідкого стану. Вивчаючи рідини, потрібно пам’ятати і про те, що з них формується тверде тіло. Це означає, що в рідині закладена та інформація, яка з часом дасть змогу керувати процесами кристалізації у напрямку одержання твердих тіл з насамперед заданими властивостями.