Tavení kovu a skla

Provedení

Žáci nad kahanem nejprve zahřívají skleněnou tyčinku nebo trubičku v jednom místě asi 5 cm od konce. Udržují ji vodorovně a pomalu ji v plamenu otáčejí, až sklo začne měknout a konec pomalu poklesne dolů.

Pak podobným způsobem zahřívají tyčinku pájky (stačí jen asi 3 cm od konce). Pozorují, že na rozdíl od skleněné tyčinky je tyčinka pájky nejprve stále tvrdá (neměkne), a pak se náhle "zlomí" a její konec upadne.

Vysvětlení

Pájka (slitina olova a cínu) je látka krystalická. Její krystalky sice nevidíme, protože jsou mikroskopicky malé, ale i tak každý z nich obsahuje biliony atomů uspořádaných pravidelným způsobem. Krystalické látky mají určitou teplotu tání. Pod touto teplotou jsou stále stejně pevné, při dosažení této teploty se náhle mění v kapalinu. Proto byla tyčinka pájky před dosažením teploty tání v místě ohřívání pevná a neohýbala se. Při dosažení teploty tání se pájka náhle změnila v kapalinu a pevný konec tyčinky upadl.

Naproti tomu sklo není krystalická látka. Jeho atomy nejsou uspořádány pravidelně, ale zcela náhodně, jako je tomu v kapalině. Takové látky se při nižší teplotě chovají jako pevná látka, ale při zvyšování teploty pozvolna měknou, až plynule přejdou do kapalného skupenství. Proto nelze stanovit jejich přesnou teplotu tání.

Na obrázku vidíme fotografii z elektronového mikroskopu, která ukazuje rozložení atomů křemíku v krystalickém křemíku (v horní části) a v amorfním křemíku (v dolní části).

Obr

Poznámka

Tloušťka skleněné tyčinky nebo trubičky musí odpovídat výkonnosti kahanu. Slabým kahanem ohřejeme na teplotu měknutí jen velmi tenkou tyčinku, silným kahanem i tlustší tyčinku nebo trubičku. Trubičkou i tyčinkou v plameni pomalu otáčíme, aby se nahřívala rovnoměrně dokola.