两块有一面绝对光滑平整的铁块,对着放在一起能不能变成一块铁?
液态的同种东西放到一起就会融合成一体,固态的东西放到一起却不会这样,比如两块光滑平整的铁块儿放到一起,并不会成为一块铁,然而这只是在地球上我们生活的环境中是这样,如果在外太空中,将两块光滑平整的铁放到一起,最终它们会成为一块铁。
在太空中,两块没有氧化的光滑平成的铁放到一起,很快就会成为一个铁块,这种现象称之为“冷焊”,就是不用加温也能焊接到一起,其道理也很简单,就是当两个铁块儿靠近了之后,两者的铁原子之间相互吸引,由于两者的原子之间的距离足够近,因此接触面的铁原子可以相互把握住对方,最终使得两块铁成为一个整体。
不过这种现象只会发生在金属物上,因为金属中有大量的自由电子,而且,金属都没有固定的微观结构,所有的金属内部都像是一堆原子核畅游在电子的海洋中,虽然大多数金属都体现为固态,其实它们实际上都只是不流动的液态而已,金属原子也都在运动之中,只要对其施加高温,那么金属就很容易变成液态,很多金属在高压之下也会改变形状,但是其本质却不会改变,比如液压机下的铁块,常常像泥巴一样被改变形状,而无论怎么改变,它仍然是铁,这说明金属的延展性也大都很好。
当两块铁在太空中接触的时候,两者接触面上的铁原子会首先在自由电子的层面上接触,而自由电子的交流就使得两者为一体了,铁原子的自由电子并不会区分所接触的铁原子核属于两块铁,因为金属内部的结构本就是杂乱无章的,并不体现为某种晶体模式,所以金属原子并不会一直待在固定的位置。而且同种金属元素的物理和化学性质相同,电子和原子核也相同,运动模式也一样,这使得它们在接触的时候很容易融为一体。如果是非金属的晶体结构的物质,就不会发生这种冷焊现象了。
那么为什么在地球上我们生活的环境中不会发生这种现象呢?这是因为地球上有空气,特别是氧气,很多金属都很容易和氧气发生反应生成氧化物,铁元素就很容易和氧气生成三氧化二铁,或者四氧化三铁,导致铁块的表面形成一层氧化膜,而氧化物是一种分子结构,和氧气分子结合的铁的化物就不再是游离的金属原子状态,电子和原子核都会在固定的位置上,于是两个铁块等金属就不能发生冷焊现象,粘接到一起了。
不过从事金属加工的朋友可能发现过有的铁等金属刚加工出来的时候,放到一起也会发生粘连现象,这是因为这个时候两块金属表面还没有发生氧化反应,而且这两块金属的表面必然非常平整,可接触的地方比较多,其部分金属原子间发生了类似太空中的冷焊现象造成的,那么这也说明两块绝对光滑平整的铁块儿,如果表面铁原子还没有和氧气发生反应,把两者放到一起,挤出两块铁块之间的空气,也是会成为一块铁的,所以在地球表面的环境中也并非不会发生冷焊现象。
感谢悟空的信任和邀请。
如果你的假设前提,两块表面绝对光滑平整的铁块,这两个面接触在一起,那么我的回答就是:完全有可能发生,在学术领域被称为冷焊现象。
我为什么要强调您的前提条件呢?第一、在地球表面空气中,裸露的金属面会迅速氧化,形成一个氧化层,这样两块金属在一块的时候,会因为氧化层的阻隔而无法发生冷焊现象。
第二、地球上空气的存在会使两块金属之间有所阻挡,所以两块金属的金属原子难以直接相连,那么冷焊现象当然就不容易发生了。在题主所强调的前提下,我们可以认为,这两个光滑表面原子以晶体晶格规则完整排列、并且没有氧化情况发生。同时,同种金属光滑表面接触,此时铁原子之间距离可以达到很近足够粒子间作用力发挥作用,自然就会束缚在一起。
我是郭哥论道,一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学,让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣、更有料的科普搬运工。欢迎点赞、关注、评论,但也不禁止吐槽、谩骂和人身攻击,你们有这个权力,不管怎样,都是对老郭的支持,哈哈哈!!!如果真的做到了绝对平整和光滑,确实可以做到完美连接在一起,这种现象叫做冷焊。
冷焊顾名思义就是指材料在常温下的焊接技术,其原理就是金属直接如果没有氧化膜或者其它杂原子保护,做到原子洁净的程度,则相互靠在一起就好发生黏附,进而过段时间就好焊接在一起,这里面起到主要的作用就是分子间的无阻碍扩散左作用。平常我们生活中的金属表面都会被杂原子“污染”,比如被氧气氧化生成氧化膜,这些杂原子的存在阻碍了金属间的无阻碍扩散,所以无法发生冷焊。但是如果在太空中,则偶然条件下就会发生冷焊,或者说冷焊的前期阶段-黏连。造成机械故障,比如伽利略号木星探测器就因为在太空中发生了冷焊,导致主天线没有打开。还有些卫星的太阳能电池板打不开,也是发生了冷焊作用。
正常情况下,冷焊很难发生。但是如果尺度小到一定程度,比如达到纳米级,很多材料就会直接突破某些能垒,发生冷焊现象。最早发现这个现象的就是纳米金和纳米银线之间的冷焊现象,科学家发现,尺寸在10纳米以下的两个纳米线,很容易就发生了冷焊行为。小尺寸下,物质的行为往往和宏观下完全不一样,具有很多神奇的物理和化学性质。
冷焊即有利也有弊,利的时我们可以在常温下,直接对器件进行修补。而弊端则是某些时候发生冷焊,会造成器件机械障碍,比如卫星。所以,合理利用冷焊以及合理设计器件避免冷焊,是机械设计时需要仔细考虑的。
世上本无绝对光滑平整的东西,但你既然说有,那我可以回答一下,题主说“绝对光滑平整”显然就是在诱导大家:两块有一面绝对光滑平整的铁块,对着放在一起能变成一块铁。我也是这个结论,但有个前提条件:必须处于低温超真空环境中,意思就是两表面不能污染。有人说这就是冷焊,我认为不全是,下面先来看一看什么是冷焊。
所谓的冷焊是指利用机械力、分子力、电力使得焊材扩散到器具表面的一种工艺方法。它对表面粗糙度要求并不高,主要用于修复金属表面的磨损、划伤、小气孔、砂眼等小缺陷。
一些冷焊机,比如堆焊冷焊机利用充电电容短时间周期性放电,电极尖与器具接触处可达10000℃高温,等离子化状态熔融金属以冶金的方式过渡到工件表面,合金化作用向工件内部扩散、熔渗,形成了扩散层,得到了高强度的结合。这是利用电力和分子力的工艺方法。
冷焊现象确实特别容易发生在超低真空和低温环境下(真空度高于10的-8次方),比如说高轨或深空航天器,
它们的运动部件表面处于原子清洁、无污染状态,造成金属面间的原子键结合造成的粘接,还有金属活动部件间因过度摩擦造成凸点处局部焊接,这是利用分子力和机械力的现象。主要就是这一点讨厌,容易卡死,但又必须能活动,所以一般采用润滑剂。比如说二硫化钼)降低表面的摩擦系数来防止冷焊现象发生。
而题主所说的情况不涉及电力和机械力,只依靠原子分子力了。准确地说这是最理想化的冷焊了。绝对光滑平整能达到什么程度?这就要看什么程度叫绝对光滑平整。
记得人民教育出版社出版的初中物理教材中,在说明固体分子不停地做无规则的运动时,曾举过一个例子:将磨的很光滑的铅片和金片压在一起,在室温下过了五年,铅片和金片就结合在了一起,把二者切开后发现,彼此相互渗透了1mm。
当然,金和铅硬度较小,加压后两种金属表面上的原子比较容易接近。特别是铅硬度更小,表面光洁的两块铅用手就可压在一起。
铁的硬度比较大,两块铁放在一起,大量原子间距离较大,只有少数原子间距离较小,产生作用力难以将二者结合在一起。不过,这里的铁块不是普通的铁块,它太不寻常了,是绝对光滑平整的。放在一起,二者之间任何其他的东西都不会存在,大部分原子会靠的很近,原子间的作用力就会将二者拉在一起,并且二者的原子也会不断的向对方运动,虽然运动的很慢,但时间可以长一些,五年不行,就十年、二十年……所以,完全有希望成为一个整体。
怎么将电脑系统重组啊?
买系统光盘或者下载系统镜像刻录。
1.开机刚进入主板时,按Delete键,进入主板BIOS。
2.在主板BIOS里设定硬件启动顺序:光驱-硬盘。
3.放入win XP光盘,重新启动。
4.在启动过程中,如是纯win XP光盘,在有一白点一闪一闪时,按住H键,进入win XP光盘的界面,按提示操作。如ghost Xp光盘,会自动进入该界面,选将系统安装在C盘,就可以了。
5.装纯win XP光盘,进入xp系统后,还需按主板、显卡、网卡、声卡的顺序安装驱动。而ghost Xp光盘就会自行安装驱动。注意:原有一键恢复系统的电脑,必须在重装系统前,将一键恢复的隐藏分区删除。否则,系统重装无法正常完成。
为什么碳要杂化?
因为碳原子外面有四个电子,在没有形成共价键时,四个轨道能量一样,在空间均匀分布,类似于甲烷的正四面体结构形式。
在同一个原子中,能量相近的不同类型的几个原子轨道在成键时,可以互相叠加重组,成为相同数目、能量相等的新轨道,这种新轨道叫杂化轨道。
C原子中1个2s电子激发到2p后,1个2s轨道和3个2p轨道重新组合成4个sp3杂化轨道,它们再和4个H原子形成4个相同的C-H键,C位于正四面体中心,4个H位于四个顶角。
烫发时如果不上2号剂会怎样?2号剂的作用是什么?
不上2号剂,就把头发烫不卷的。2号剂还有个叫法就是定型剂,化学名称为氧化剂。烫发水1号剂是碱性的,烫发水打开毛鳞片,切断头发中的二硫键,头发才会在杠子上产生内部结构的变形。2号剂是酸性的,主要作用是通过氧化作用把切断的二硫键在卷芯形状的位置冲洗连接起来,再就是中和头发中的碱性物质,清楚残留的气味,闭合毛鳞片。
既然产品的配方是这样设计的,就说明2号剂的作用非常重要,就没有理由不用2号剂。烫发时不使用2号剂,头发是不会被烫卷的,那烫发的意义就不存在。因此,烫发的时候,肯定是要使用2号剂的。
为了更好的说明这个问题,还是先科普一下烫发的原理,你就知道2号剂有多重要。
烫发水,1号剂中的氨水打开毛鳞片,硫化物进入头发中切断大约45%的二硫键,变成单硫键。这些单硫键随着杠子的形状在头发中移动,移动的距离和杠子的直径有关,这个时候1号剂的作用就结束了。冲洗掉头发上的1号剂,擦干头发后,均匀涂放2号剂,2号剂的主要成分就是氧化剂(双氧水或溴酸钠),在没有进入头发是2号剂的分子结构非常小,进入到头发中后就开始膨胀变大,把两个单硫键重新组成新的二硫键,这样头发就变卷了。
如果不使用2号剂,头发中的二硫键就不会被重组,头发也就不会被烫卷了。
2号剂的作用就是通过氧化作用把单硫键在新的位置重新组合,中和头发中的碱性成分和异味,闭合毛鳞片。所以,烫发必须使用2号定型剂。
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烫发水套装中,一号药水叫软化剂,主要成分碳酸氢铵,呈弱酸性,用于对头发的软化,打破发干中的硫、氢键原始结构,使发干中的硫、氢键按照预设的形状重组,也就是按照卷发杠的形状重组,这就是烫发的原理。第二剂药水叫中和剂,呈弱碱性,作用就是中和掉烫发水的弱酸性,使头发中的电解质恢复的正常的中性偏弱碱状态,从而达到持久定型的效果。
需要强调的是在烫发过程中,当第一剂软化达到目标状态后,要完全冲去头发上的软化剂,再涂抹中和剂,以达到最佳定型效果。
烫发时如果不上2号剂,给大家打个比方吧,就像你给别人辛辛苦苦打工一个月,月底的时候不要工资一样,白干!
为什么药水是分两瓶呢?一个是1号剂打开头发毛鳞片,切断二硫化物键和氢键,把头发组织内部打乱,经过杠具的塑型和加热机加热,形成卷度。在由另一瓶2号剂,重组二硫化物键,以达到持久定型的效果。
用专业名词说可能不大容易理解,1号剂就像把垒成“1字的墙拆开,给垒成“3”,在由2号剂把“3”固定住,风吹雨打都到不了的墙。这样大家能更明白一些了吧?一个拆一个固定,重组是由烫发杠具和加热机完成。
任何烫发都需要2号剂的加入,否则烫出的头发不会保持长期卷度,可能洗两次头发就变成直发,有时候还没走出理发店就是直的,烫发失败的一个重要原因。