Il 05 Ott 2005, 14:19, Pol <linux_milano_at_yahoo.it> ha scritto:
> Giorgio Pastore wrote:
> > Io lo definirei un solido amorfo ottenuto per raffreddamento rapido di
> > un liquido.
> > Il discorso della struttuta microscopica non di equilibrio e' un po'
> > vago: che significa che una str. microscopica e' o meno di equilibrio ?
> >
>
> Intendevo comparare la struttura atomica del vetro con quella di un
> cristallo. Qui gli atomi oscillano attorno a punti di equilibrio,
> praticamente indefinitamente nel tempo (in un cristallo ideale).
> Credo che la regolarit� della disposizione critallina possa spiegarsi
> solo con tale ipotesi, cioe' che le forze 'deterministiche' agenti
> sull'atomo (cio� le interazioni tra gli atomi, se non ci fosse il
> disturbo termico, portato alla superficie del cristallo dalle collisioni
> dell'ambiente circostante) si equilibrino esattamente.
Questo passo e' oscuro. Cioe' la regolarita' delle posizioni
e' vero che e' compatibile con il fatto che le forze locali in
un cristallo si mantengono, per ragione delle fluttuazioni
dinamiche (che siano deterministiche o no), tipicamente
al disotto delle soglie di rottura, ma pure nel migliore
dei cristalli esistono, si formano, e si propagano i difetti.
A meno che non consideri il materiale su scale
particolarmente selezionate.
> In una struttura completamente disordinata, come il vetro, le forze
> deterministiche agenti su ogni atomo non si equilibrano e danno luogo a
> risultanti diverse, da atomo ad atomo. E' condivisibile tale descrizione?
Quasi. Dipende dalla specifica struttura del disordine,
ma e' spesso vero che la struttura disordinata e'
compatibile con una distribuzione differenziata dell'energia
cinetica per effetto della dinamica all'interno del vetro.
Per esempio nella sabbia e' possibile che si formino linee
di maggiore tensione. Un fenomeno analogo si verifica nei
silos di grano: negli Stati Uniti, come riportava Le Scienze
non tantissimo tempo fa e' un vivace oggetto di ricerca il fenomeno
dell'esplosione dei Silos a causa del fatto che si verificano
concentrazioni di carico caratteristiche della struttura disordinata.
Lo scopo di queste ricerche sarebbe di individuare delle strategie
di caricamento dei silos che evitino questi costosi sconquassi.
> A proposito, immagino che anche in una struttura completamente
> disordinata gli atomi siano soggetti ad oscillazioni di orgine termica,
> ma attorno a punti di equilibrio 'transienti'. Tale rappresentazione
> della dinamica potrebbe trovare giustificazione, credo, nella grande
> differenza di scala temporale tra l'evolvere della posizione dell'atomo,
> a causa delle interazioni con i vicini, rispetto i moti oscillatori,
> dovuti all'energia termica. E' corretto?
Almeno in parte e' corretto. La differenza di scala temporale e'
legata almeno in parte con la differente soglia di energia che
un gruppo di atomi deve raggiungere per attivare una dinamica,
ma non necessariamente si tratta dei vicini. Pensa appunto al
caso in cui hai una struttura in cui si ha una distribuzione differenziata
delle tensioni. Lungo le linee di maggiore tensione basta che un
atomo all'inizio della catena si muova per innescare un moto in
tutta la catena. Tuttavia attenzione a non forzare troppo nemmeno
questa immagine, come dicevo sono possibili diversi tipi di disordine
per diversi tipi di vetro. In alcune strutture disordinate dominano le
fluttuazioni, in altre no. Esistono differenti comportamenti calorimetrici
che distinguono i diversi tipi di dinamica, uno stesso materiale puo'
avere comportamenti diversi secondo il modo in cui e' stato raffreddato
e la temperatura a cui e' stato portato. Per poter parlare di vetro si fa
in genere una scelta arbitraria circa la scala di tempo caratteristica della
evoluzione. Queste convenzioni fissano la viscosita' come parametro
significativo se l'interesse applicativo e' meccanico, ma non e' l'unico
criterio adottato.
>
> > (...)
> > Riassumendo, nell' immediato intorno della transizione puo' essere
> > difficile fare una distinzione netta tra solido e liquido viscoso.
> > Ben al di sotto dell atransizione, nessun problema. Nonostante le
> > leggende, i vetri restano li', solidi.
Non tutti i vetri, in effetti questo dipende dalla temperatura, la
pasta vetrosa non e' meno vetro della caraffa di Murano
esposta nelle vetrine presso San Marco e' solo molto meno viscosa
ed ha tempi di risposta alle sollecitazioni decisamente piu' veloci.
Un'altra questione molto discussa e' stata per lungo tempo se
i vetri sono caratterizzati da una transizione di fase di seconda
specie, ovvero nella derivata delle grandezze termodinamiche,
un parziale accordo raggiunto su una risposta negativa a questa
affermazione non esclude che molte questioni sono ancora da
comprendere in rapporto con la molteplicita' di scale caratteristiche,
questa situazione sembra puntare ad un ripensamento del
concetto di fase, tale da comprendere una classe di sistemi
termo-dinamici e la nozione stessa di equilibrio e di termo-staticita'.
E' chiaro ad esempio che del ghiaccio in formazione o in liquefazione
e' un sistema in cui si ha coesistenza fra due fasi distinte. Ma un liquido
sottoraffreddato ha una dinamica microscopica molto piu' complessa
di quello a cui siamo abituati a pensare nel caso di liquidi ideali.
Per i liquidi sottoraffreddati esiste una teoria predittiva, ma
l'interpretazione
di questa teoria e' problematica in rapporto al concetto di fase.
> grazie per la spiegazione
>
> ciao
>
> --
> Paolo
>
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Received on Wed Oct 05 2005 - 17:30:57 CEST