玻璃瓶,能在自然中存在多久玻璃的稳定性什

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综述

玻璃是我们日常生活中非常常见的一种材料,用途也十分广泛,从包装到装饰再到建筑,都能看到它的身影,我们也许知道它是如何被生产出来的,但是对于它被消费之后的去向却没有太多的了解。

在我们的印象中,玻璃瓶这样的物体不同于纸张或者塑料这样的垃圾,可以通过燃烧或者掩埋来处理掉,除了那些被回收利用的,还有相当一部分依然留在自然环境当中,那么玻璃瓶最终到底会变成什么样?它们能够在自然中存在多久呢?

关于玻璃

从材料的角度来看,玻璃是一种非金属材料,成分主要是无机矿物,比如我们比较熟悉的石灰石、石英砂等等,除了这些之外还会有其它一些辅助的材料,根据具体的用途不同来生产不同性能的玻璃。

像是硬度比较高的钢化玻璃,可以实现导电的导电玻璃,能够过滤有害物的多空玻璃等。

虽然有这些具体的类别差异,但是玻璃总体上还是有着一些共同的性质的,首先它们基本上都是各向同性的,意思是在分析其分子组成结构时,可以得出一个结论,就是这些分子在各个方向上的性质都是的一样的。

比如我们上面提到的硬度、导电能力以及导热能力、折射能力之类,虽然从排列上看,这些分子没有特别的规则性。

大部分工业使用的材料都有相对确定的物理性质,比如沸点和熔点有固定的数值或者范围,但是玻璃比较特殊,它并没有这样的标准,因为其本身就是很多种不同的物质混合之后形成的。

我们可以通过加热让它变软,甚至成为液体,但是每次加热的强度可能都是不一样的,而当它们从这种熔融的状态经过冷却变成固态的玻璃时,又会出现一个特殊的现象,那就是变成亚稳状态。

具体来说,冷却时的玻璃会在极短的时间内完成黏合,以至于其内部的分子甚至来不及排列好,成为它们本来应该成为的晶体,这样就会造成一个结果,原本应该在结晶过程中释放出来的能量就这样被封印在其中,让玻璃具有了相对比较高的内能。

就好像火山还没喷发完毕,火山口就被它自己的火山灰封住了,涌动的岩浆要释放出来只是一个时间问题,当然,玻璃的内能没有这么夸张,只是比起其它的晶体材料,它没有那么稳定而已。

相对于这种还没发生的不稳定,玻璃的稳定才是我们比较熟悉的常态,而支撑它能够维持这种稳定性的主要是两个方面的因素,首先就是化学意义上的稳定,玻璃是很多物质混合的结果,以二氧化硅为主,搭配钠、钙和其它一些元素,在一种比较饱和的条件中形成我们看到的状态,并且彼此之间达到了很好的平衡。

至少在常温常压的环境中一般都是不会发生什么变化的,所以也不容易跟其它的物质发生反应,我们日常能够看到的玻璃最多就是因为物理作用出现破裂,连软化都很少见。

其次,玻璃的结构比较特殊,本身就为自己提供了一种稳定的基础,尤其是其中的硅氧元素之间共同形成的四面形体结构,它们一个一个排列组合在一起,彼此连接,就像设计严密的建筑结构一样,如果不是特别强大的外部作用,是不会出现问题的。

玻璃的结局

当然,有条件的稳定都不是真正的稳定,我们也说玻璃本身就是亚稳状态的材料,当条件达到一定标准的时候,稳定还是会被打破的,作为一种混合物,玻璃中各种元素的分子之间还是有一定间隔的。

因为就不是一种物质,在根基上,玻璃就是一个松散的联邦,看上去大家团结友爱,其实具体到每一个个体之间,都没有我们想象中的那么亲近,只是貌合神离。

这个性质也直接反应在玻璃的重要特征上,也就是比较脆,容易破碎,遇到结构更紧密的物体,硬度稍微大一点,基本上都很难撑住,所以如果一个玻璃瓶掉进了一条河里面,那么它最后的结局可能就是在各种外力作用下,不断碎裂,一次又一次,直到成为很难在分裂的小颗粒。

我们在比较浅的河滩上其实也能发现这些玻璃的存在,它们隐藏在河沙里面,在阳光下看起来亮晶晶的,让人误认为是一些不认识的透明石头。

不过这还不是玻璃最后的结局,因为它们依然还在经受着外部力量的冲击,加上其本身就是不稳定的,所以河流的冲刷会进一步对它进行打磨,让它变得越来越小,越来越小,直到最后完全消失在水中,就好像一颗冰糖融化在水里一样,彻底看不见固态结构了。

这种情况下我们可以说这个玻璃瓶走到了存在的终点,从自然当中完全消失了,这是从宏观上看,但是从微观上讲,其实构成玻璃瓶的那些物质都还在,只是以另外的形式活动在地球的某个角落里。

结语

所以一个玻璃瓶如果离开了我们的社会生产系统,也没有被人为进行处理的话,那么它最大的可能就是在各种外力作用下被不断消磨,直到以分子的形式重新回到大自然,也是一种典型的物质循环了。




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