ผลต่างระหว่างรุ่นของ "ของแข็ง"

	กลศาสตร์ภาวะต่อเนื่อง
กฎ
	กฎการอนุรักษ์มวล; กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม; กฎการอนุรักษ์พลังงาน; Entropy Inequality
กลศาสตร์ของแข็ง
	ของแข็ง · ความเค้น · การเปลี่ยนรูป · Finite strain theory · Infinitesimal strain theory · Elasticity · Linear elasticity · Plasticity · Viscoelasticity · กฎของฮุก · วิทยากระแส
กลศาสตร์ของไหล
	ของไหล · สถิตยศาสตร์ของไหล; พลศาสตร์ของไหล · ความหนืด · Newtonian fluids; Non-Newtonian fluids; แรงตึงผิว
นักวิทยาศาสตร์
	ไอแซก นิวตัน · จอร์จ สโตกส์ · Navier · Cauchy· โรเบิร์ต ฮุค · ดานีเอล แบร์นุลลี
	กล่องนี้: ดู; คุย; แก้;

เรียกดูประวัติแบบโต้ตอบ

← การแก้ไขก่อนหน้า การแก้ไขถัดไป →

เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม

เห็นภาพข้อความวิกิ

ในบรรทัด

รุ่นแก้ไขเมื่อ 20:39, 24 เมษายน 2558

ไฟล์:Solidpic.gif

การจัดเรียงตัวของอนุภาคองค์ประกอบของของแข็ง

ของแข็ง (อังกฤษ: solid) เป็น สถานะ ของ สสาร ซึ่งมีลักษณะเฉพาะ ที่สามารถทนและต้านทานต่อการเสียรูปทรง และการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรของตัวมันเอง มีการจัดเรียงตัวของอนุภาคองค์ประกอบใกล้ชิดกัน แรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคมีค่ามาก อนุภาคของแข็งจึงเคลื่อนที่ไม่ได้ แต่จะสั่นไปมาได้เล็กน้อย เนื่องจากมีช่องว่างระหว่างโมเลกุลน้อยมาก ของแข็งจึงไหลไม่ได้เหมือนของเหลว และอัดไม่ได้เหมือนแก๊ส

เมื่อพิจารณาของแข็งตามรูปผลึก สามารถแบ่งประเภทของของแข็งได้เป็น 2 ชนิด ดังนี้

ของแข็งที่ไม่มีรูปร่างผลึก (amorphous solids) เช่น แก้ว ยาง พลาสติก เป็นต้น ของแข็งประเภทนี้จะมีจุดหลอมเหลวที่ไม่ชัดเจนเนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างอนุภาคจะแตกต่างกันไปในแต่ละโมเลกุล
ของแข็งที่มีรูปร่างผลึก (crystalline solids) ของแข็งส่วนใหญ่จะมีลักษณะเป็นผลึก มีการจัดเรียง มีรูปทรงเรขาคณิตที่แน่นอน หลายแบบ ผลึกมีการจัดเรียงตัวที่เป็นระเบียบ จึงทำให้มีจุดหลอมเหลวที่ชัดเจน ของแข็งกลุ่มนี้มีปรากฏการณ์สองอย่างได้แก่
- ภาวะหลายรูปแบบ (polymorphism) เป็นปรากฏการณ์ที่สารชนิดเดียวกัน สามารถมีรูปผลึกได้หลายรูปแบบ เช่น คาร์บอน (C) สามารถมีรูปผลึกเป็นได้ทั้ง แกร์ไฟต์ และ เพชร
- ภาวะรูปแบบเดียว (isomorphism) เป็นปรากฏการณ์ที่สารต่างชนิดกัน แต่มีรูปผลึกเป็นแบบเดียวกัน

ของแข็งมีคุณสมบัติในระดับจุลภาคดังนี้

อะตอม หรือ โมเลกุล ที่ประกอบกันเป็นของแข็งจะอัดกันแน่น
องค์ประกอบของธาตุเหล่านี้จะมี ตำแหน่ง อยู่กับที่ (space) และยึดเกาะซึ่งกันและกันทำให้ของแข็งมีความแข็ง
ถ้ามีแรงที่พอเพียงมากระทำคุณสมบัติเหล่านี้ของมันจะถูกทำลาย และเป็นเหตุให้มันเสียรูปทรงอย่างถาวร
เนื่องจากของแข็งบางชนิดมี พลังงานความร้อน (thermal energy) อะตอมของมันจึงมีการสั่นไหว แต่อย่างไรก็ดีการเคลื่อนไหวนี้ก็เกิดขึ้นเล็กน้อยและเร็วมากจนกระทั่งไม่สามารถสังเกตได้ด้วยวิธีธรรมดา

สาขาวิชา ฟิสิกส์ ที่เกี่ยวข้องกับของแข็งมีดังนี้

ฟิสิกส์สถานะของแข็ง (solid-state physics) ซึ่งมีเนื้อหาใกล้เคียงกับ ฟิสิกส์สสารอัดแน่น (condensed matter physics) และอาจจะรวมเป็นสาขาเดียวกันได้
วัสดุศาสตร์ (Materials science) เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของของแข็ง เช่น ความแข็งแรง และการปรับเปลี่ยนสถานะ (transformations) ของมัน ซึ่งมีความคาบเกี่ยวกันมากกับ ฟิสิกส์สถานะของแข็ง
เคมีสถานะของแข็ง (Solid-state chemistry) คาบเกี่ยวกับวิชาทั้งสองข้างบนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการสังเคราะห็วัสดุในจินตนาการ (novel materials)

ของแข็งที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดในโลกคือ ซิลิกานาโนโฟม (silica nanofoam) มีความหนาแน่นประมาณ 1 มิลลิกรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งน้อยกว่าความหนาแน่นของอากาศ เป็นผลิตภัณฑ์ของแอโรเจล (aerogel) ที่ดูดอากาศออก

สมบัติของของแข็ง

อนุภาคของของแข็งมีพลังงานจลน์น้อยมาก แต่ก็ยังสั่นได้ เนื่องจากอนุภาคของของแข็งอยู่ชิดกันมากกว่าของเหลว และแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคของของแข็งมีมากกว่าแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคของของเหลว ของแข็งจึงมีรูปร่างแน่นอน ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามภาชนะที่บรรจุ ไม่สามารถไหลได้ในภาวะปกติ มีปริมาตรคงที่ที่อุณหภูมิและความดันคงที่ มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดของสารสูงกว่า สารที่อยู่ในสถานะของเหลวและแก๊ส ของแข็งบางชนิดระเหิดได้ เช่น แนพทาลีน โดยเกิดที่ผิวหน้าของของแข็ง

ดูเพิ่ม

รายชื่อสถานะของสสาร (List of phases of matter)

บทความฟิสิกส์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล

@@ บรรทัด 37: / บรรทัด 37: @@
 [[หมวดหมู่:ฟิสิกส์สสารอัดแน่น]]
 [[หมวดหมู่:วัสดุศาสตร์]]
-== ประเภทของผลึก ==
-อนุภาคที่อยู่ในแลตทิซผลึกอาจจะเป็นอะตอมหรือโมเลกุล หรือไอออนก็ได้ ดั้งนั้นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคจึงแตกต่างกัน การแบ่งประเภทของผลึกตามชนิดของอนุภาคและแรงยึดเหนี่ยวระหว่างอนุภาคอาจแบ่งได้เป็น 4 ชนิด
-*1. ผลึกไอออนิก (Ionic Crystal) อนุภาคที่อยู่ที่จุดแลตทิซของผลึกของแข็งประเภทนี้เป็นไอออนบวกและไอออนลบสลับกันไปทั้งสามมิติ สารประกอบที่จัดว่าเป็นผลึกไอออนิกได้แก่ ออกไซด์ของโลหะแอลคาไลน์เอิร์ท (โลหะหมู่ IIA) และเกลือเฮไลด์ของโลหะแอลคาไล เช่น เกลือแกง ที่จุดแลตทิซในแลตทิซผลึกจะมีโซเดียมไออนเรียงสลับกันไปทั้งสามแกนมีลักษณะเป็นรูปลูกบาศก์ ไอออนที่อยู่ในแลตทิซผลึกจะมีพลังงานศักย์น้อยกว่าไอออนที่แยกกันอยู่อย่างอิสระ แรงคูลอมบ์ (Coulomb force) จัดว่าเป็นแรงดึงดูดหรือแรงยึดเหนี่ยวที่แข็งแรงมาก ดั้งนั้นผลึกประเภทนี้เมื่อเทียบกับผลึกประเภทอื่นที่อุณหภูมิห้องจะมีความดันไอต่ำมาก มีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง ขณะที่เป็นของแข็งไม่นำไฟฟ้า แต่ถ้าหลอมเหลวหรือเป็นสารละลายจะนำไฟฟ้าได้ดี เพราะไอออนสามารถเคลื่อนที่ได้ ผลึกประเภทนี้แข็งแต่เปราะ
-*2. ผลึกโมเลกุล (Molecular Crystal) อนุภาคที่อยู่ที่จุกแลตทิซของแลตทิซผลึกอาจเป็นอะตอมหรือโมเลกุล แรงดึงดูดระหว่างอนุภาคในแลตทิซผลึกแบบนี้ อาจเป็นแรงแวนเดอร์วาลส์ หรือแรงขั้วคู่-ขั้วคู่แล้วแต่ว่าอนุภาคเหล่านั้นเป็นโมเลกุลมีขั้วหรือไม่มีขั้ว โมเลกุลที่ไม่มีขั้วจะดึงดูดกันด้วยแรงแวนเดอร์วาลส์แรงนี้จะมีค่ามากขึ้นเมื่ออะตอมหรือโมเลกุลนั้นมีจำนวนอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น เช่นแรงแวนเดอร์วาลส์ใน Xe (เลขอะตอม 54) ย่อมมีค่ามากกว่าใน Ar (เลขอะตอม 18) ถ้าอนุภาคในแลตทิซผลึกเป็นโมเลกุลมีขั้ว เช่น H2O จะมีแรงดึงดูดขั้วคู่-ขั้วคู่ระหว่างด้านของโมเลกุลที่มีประจุต่างกัน แรงชนิดนี้แข็งแรงกว่าแรงแวนเดอร์วาลส์ แต่อย่างไรก็ตามแรงทั้งสองแบบที่กล่าวนี้ก็ยังอ่อนกว่าแรงคูลอมบ์ ดั้งนั้น จึงมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ และระเหยง่าย มีความดันไอสูงที่อุณหภูมิห้องเช่น แนพทาลีน (ลูกเหม็น) พิมเสน เมนทอล ไอโอดีน เป็นต้น แต่ผลึกโมเลกุลทุกชนิดไม่จำเป็นต้องระเหยง่ายเสมอไป บางชนิดระเหยยากก็มี เช่น กำมะถัน