Você já se perguntou por que as taças de vinho se quebram com o impacto? Ou houve um momento de medo de que as paredes de vidro do prédio quebrassem e caíssem? A estrutura do vidro é muito complicada. É duro e forte, mas ao mesmo tempo é frágil. Para algo tão comum, a ciência por trás dos vidros quebrados também é complexa.
Por que o vidro quebra?
Na verdade, a razão pela qual o vidro é tão fácil de quebrar é devido à sua estrutura molecular. O vidro é feito de sílica. A sílica forma uma rede molecular rígida e aleatória. Ao contrário da maioria dos sólidos, onde as moléculas estão ordenadamente empilhadas em uma rede. Os átomos de silício e oxigênio no vidro estão conectados em ângulos aleatórios em um padrão irregular.
Este arranjo desordenado confere transparência ao vidro e é fácil de moldar em diferentes formatos quando aquecido. No entanto, isto também significa que não existem pontos fracos. Como resultado, quando é aplicada pressão externa, o vidro quebra de forma irregular e descontrolada. Qualquer pequeno defeito ou arranhão na superfície também pode se tornar um concentrador de tensão. Uma vez que uma rachadura é desencadeada, ela se espalha rapidamente por todo o material.
Quando as rachaduras começam a se espalhar, são difíceis de parar. Mesmo que a ligação entre os átomos de silício e oxigênio seja forte. Mas é difícil para a trinca mudar de direção ou parar na borda do defeito. Devido à geometria irregular das ligações silício-oxigênio, elas simplesmente continuarão a passar pela rede aleatória. O vidro não possui uma estrutura ordenada, por isso é difícil prever quando ele quebrará. Pela mesma razão, o vidro pode quebrar facilmente e espontaneamente, sem muito aviso.
A única maneira de melhorar a resistência ao impacto do vidro é introduzir um arranjo molecular mais ordenado. Assim como a segurança do vidro temperado é alta, é porque seu arranjo molecular é ordenado. Ao aquecer rapidamente e depois resfriar rapidamente, pode ser criada tensão de compressão dentro do vidro. Essas tensões ajudam a neutralizar a propagação da fissura. Portanto, o vidro temperado pode suportar uma carga maior. Mas isso não significa que não possa quebrar. Apenas quebra de uma forma mais segura. Ou seja, ele se quebra em pequenas partículas, em vez de pedaços pontiagudos de vidro comum.
Por que o calor quebra o vidro?
O vidro quebrará, exceto quando for impactado por forças externas. Também quebra quando submetido a estresse térmico. Em ambientes de alta temperatura, o desequilíbrio de temperatura faz com que o vidro se expanda de forma desigual, o que pressiona a sua estrutura. Quando uma área de vidro esquenta, ocorre expansão. Mas as regiões mais frias não se expandem ao mesmo ritmo.
Então você pode imaginar que uma parte do vidro está se expandindo rapidamente, enquanto a outra parte está se expandindo lentamente. Neste caso, será criada tensão no interior do vidro. Então ele puxa o vidro e faz com que ele se deforme. Se essas tensões se tornarem muito severas, o vidro quebrará. Na verdade, o vidro é quebrado apenas para reduzir o seu próprio estresse. Mas na nossa opinião o vidro é muito frágil.
Os níveis de estresse térmico também dependem de três fatores:
1. A diferença de temperatura entre a parte quente e a parte fria do vidro: quanto maior a diferença de temperatura, maior será a tensão.
2. A velocidade da mudança de temperatura: De modo geral, quando a temperatura aumenta ou esfria rapidamente, a velocidade de expansão ou contração do vidro é mais rápida. O que aumenta o estresse.
3. A espessura e o formato do vidro: vidros mais finos e irregulares têm maior probabilidade de quebrar. Porque não suporta flutuações de temperatura.
Para minimizar o estresse térmico, evite expor o vidro a mudanças extremas ou rápidas de temperatura. Por exemplo, não despeje água fervente sobre o vidro frio e não exponha o vidro a temperaturas congelantes. Essa rápida mudança de temperatura aumenta a probabilidade de o vidro quebrar. Proteger o vidro do estresse térmico é a chave para evitar a quebra do vidro. Portanto, devemos prestar atenção à temperatura ambiente do vidro em nossa vida.
Por que o vidro faz barulho quando quebra?
Mesmo que você nunca tenha ouvido o som de vidro quebrando em sua vida, você pode ouvi-lo na TV. O som do vidro quebrando é causado por ondas sonoras que vibram o vidro em sua frequência de ressonância. Quando as ondas sonoras passam através do vidro, elas fazem as moléculas do vidro vibrarem. Cada tipo de vidro possui uma faixa de frequência específica. Para fazer suas moléculas vibrarem mais, isso é chamado de banda de ressonância. Se as ondas sonoras corresponderem à frequência de ressonância, as vibrações aumentam e fazem com que o vidro se quebre.
As rachaduras geralmente começam com pequenos fragmentos ou rachaduras na borda ou superfície do vidro. À medida que as ondas sonoras continuam a vibrar no vidro, estes defeitos expandem-se, cruzam-se e espalham-se por todo o material. Uma vez que as fissuras se conectam e comprometem a integridade estrutural do vidro. O vidro inteiro vai quebrar. É mais provável que ocorram fissuras acústicas em placas de vidro maiores porque placas de vidro maiores têm uma área de superfície maior para a ocorrência de fissuras.
Para evitar quebra acústica, escolha um material de vidro cuja frequência de ressonância esteja fora da faixa normal de ruído ambiente. Coisas como vidro laminado ou vidro temperado são boas escolhas. São mais resistentes à quebra acústica. Se você costuma ouvir ruídos específicos que causam a quebra do vidro. O ruído pode continuar a danificar outros vidros na área. A única maneira de impedir que o vidro se quebre de forma imprevisível é eliminar a fonte sonora. Com as devidas precauções, o vidro pode permanecer intacto mesmo quando exposto a ruídos altos.
Como o vidro pode quebrar espontaneamente?
Às vezes, sem a influência de fatores externos, o vidro quebra espontaneamente. Existem várias razões para isso.
Tensão interna: No processo de fabricação de vidro, o resfriamento irregular pode criar tensão interna. Ao mesmo tempo, estas tensões permanecerão no vidro. Com o tempo, essas tensões aumentam. Então é possível enfraquecer repentinamente o vidro. O vidro então quebra. Isso acontece de vez em quando. Talvez o vidro esteja instalado há muito tempo e, uma manhã, ele possa quebrar repentinamente. Portanto, devemos prestar atenção à redução do estresse interno do vidro ao fabricá-lo. Para evitar a ocorrência de tais acidentes com freqüência.
Mudança de temperatura: A mudança de temperatura é uma dor de cabeça. Porque outras coisas talvez possamos controlar, mas não podemos alterar a temperatura externa. O sol ainda pode estar brilhando pela manhã e a chegada repentina de ar frio pode quebrar o vidro. A diferença de temperatura é suficiente para estressar o vidro. Recomenda-se vidro com baixo coeficiente de expansão. Também é melhor reduzir o uso de vidro em locais com grandes variações de temperatura.
Danos ou defeitos nas bordas: Se houver uma lacuna, arranhão ou rachadura na borda da placa de vidro, ela pode se tornar um ponto de concentração de tensão. Isso torna mais fácil a quebra do vidro sob mudanças de temperatura ou impacto. Não subestime os pequenos arranhões invisíveis. Às vezes, essas pequenas rachaduras são o gatilho para a quebra do vidro. Pode quebrar espontaneamente um dia. Tenha cuidado com arranhões e tente proteger o vidro. Evite danos nas bordas do vidro. Também é recomendável comprar vidro de fornecedores confiáveis. Pode reduzir a produção de defeitos de vidro.Como nós!
Reações químicas: Em casos raros, impurezas ou produtos químicos no vidro podem reagir com fatores ambientais, como temperatura ou exposição aos raios UV. Embora isto seja improvável, eles também podem enfraquecer as propriedades do vidro. Eventualmente, o vidro pode rachar ou quebrar espontaneamente. Usar um fornecedor que atenda aos padrões da indústria quanto à composição e pureza do vidro também é uma das melhores maneiras de evitar esse problema.
Uma maneira de evitar que o vidro quebre
Embora existam muitas razões possíveis para a quebra do vidro, existem algumas maneiras de reduzir a quebra do vidro.
Recozimento: Após a formação do vidro, ele precisa passar por um processo de recozimento e esfriar lentamente até a temperatura ambiente. Isso alivia o estresse criado dentro do vidro. Portanto, certifique-se de que o vidro que você compra esteja devidamente recozido.
Temperado: Vidro temperado após rápido aquecimento e resfriamento, a resistência pode ser bastante melhorada. O vidro forma uma concha quando é comprimido. Quando esticado, forma uma parte interna. Os dois trabalham juntos para controlar rachaduras. Isto é recomendado para áreas como portas ou mesas.
Sanduíche: Colocar um sanduíche no copo também é uma boa maneira. Todos sabemos que a segurança do vidro laminado também é melhor. Pode reduzir o respingo de fragmentos de vidro quando quebrados. Protege muito a segurança das pessoas.
Instalação adequada: Ao instalar o vidro, certifique-se de que o peso esteja distribuído uniformemente entre a moldura e as ferragens. Certifique-se de que o vidro esteja devidamente preso para evitar movimentos ou vibrações excessivas. Ao encontrar painéis de vidro pesados, determine vários pontos de conexão para suportar o peso do vidro.
Conclusão
Em geral, o motivo da quebra do vidro ainda é a sua fragilidade e estrutura molecular irregular. Uma vez que haja uma rachadura no vidro, toda a estrutura perderá a estabilidade e entrará em colapso. Depois de ler o artigo, você também deve compreender as causas da quebra do vidro e os métodos de prevenção. E o material de vidro apropriado pode ser selecionado de acordo com o uso pretendido. Se você ainda não está claro,você pode entrar em contato conosco!Podemos fornecer aconselhamento profissional.
Para obter mais informações sobre produtos de vidro, clique aquilink.
