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你吃的硬糖都是玻璃,所以能做成迷惑科学家400年的超硬玩具 | 科学DIY

www.ighdhair.com2019-09-26

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你一定没想到硬糖水果在材料科学的意义上是全玻璃的。

因为水果糖是玻璃的,所以我们可以放它们…

把着名的玩具鲁伯特撕了个粉碎,这在400年的历史中一直困扰着科学家们。

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鲁伯特的眼泪能抵挡子弹

关键概念

非晶材料,压缩应力

材料和操作

白糖/水果硬糖

玉米糖浆(可选)

锤子

1。将糖和玉米糖浆(或硬糖)倒入锅中,加入适量的水,加热使糖浆变稠。

要把糖浆变成玻璃,糖的浓度必须高于85%。

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工作原理:

浓度低于65%的糖浆是液体。糖分子在液体中无序分布,可以自由流动。在高温(高于玻璃化转变温度)下,浓度在85%~95%之间的糖水为非晶态液体,即将变成玻璃。

非晶态是指由于分子的流动性很低,它不能结晶,内部原子排列不像晶体那样规则,我们更分散和随机排列。

浓度超过95%的糖浆中的糖分子很难流动,变成固体糖玻璃,或无定形或无定形固体。

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晶体(左)和非晶固体(右)之间的微小差异

我们平时吃的水果硬糖属于无定形体,在材料科学意义上是玻璃。如前所述,过去舞台上用来代替玻璃的道具是用糖玻璃做的。

此外,玉米糖浆的加入增加了糖(蔗糖)结晶的难度,使糖浆更容易变成玻璃。

有了高浓度的糖浆,鲁伯特的眼泪就可以开始分泌了。

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准备一杯水(可以用冰水),将融化的糖浆滴入冰水中,然后取出凝结的固体。那是鲁伯特的眼泪。

注:由于本例中获得的糖是一种玻璃,可能会割破手,操作时最好戴手套。

3?现在试着用锤子敲打鲁伯特的催泪球,看看需要多少力量才能把它打碎。然后他把手放在鲁伯特泪流满面的尾巴上,看看发生了什么。是不是一下子就坏了?为什么?

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原则

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实际上,我们吃的糖可以分为三类。

一种是结晶糖,如冰糖和糖。在这种糖中,原子排列成晶格。

第二类是无定形糖,或玻璃,如水果硬糖。因为玻璃被定义为无定形,无定形固体。除了水果硬糖,棉花糖、焦糖和太妃糖都是无定形的。

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第三类是半结晶糖,如含有颗粒(晶体)的焦糖。

这种无定形糖浆具有熔融玻璃的特性,因此可以用来制造糖酒机或鲁伯特的眼泪。

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告诉你另一个有趣的知识。广告上说,巧克力只在口中融化而不在手上融化,实际上是可可脂的第五种同质异形。

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同分异构体是指在不同的物理化学条件下形成的具有不同结构、化学成分相同的晶体。

可可脂共有6种同态异构体,其中第5种的熔点为34℃,接近人体体温,所以放进嘴里就可以融化,因此受到美食家的高度赞扬。

可可脂要结晶成第五种异构体,需要复杂的回火过程。

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至于鲁伯特的眼泪,如果你把鲁伯特的眼泪敲打在头上,很难打破。但当它割下尾巴时,它突然断了。

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鲁伯特的眼泪是一个有400年历史的奇怪玩具。17世纪,莱茵河的鲁普莱赫特王子把它从欧洲大陆带到了英国的查理二世。他希望英国皇家学会的科学家们能解释为什么东方有如此奇怪的天性。

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鲁珀特泪头的强度是因为当热玻璃滴入水中时,玻璃表面迅速冷却并变为固体,而热的内部则慢慢变为固体。在内部硬化过程中,玻璃表面被拉扯,产生巨大的抗压强度,这是支撑石拱桥的一种力。

玻璃拉丝头抗压强度高达?400?700?兆帕,比大气压高4000-7000倍。它与钢相当,所以特别坚固。

然而,由于技术有限,直到最近,尾巴一捏就会爆炸的原理还没有被揭示出来。

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液压机施加了20吨的力来压碎像鲁伯特这样的头部。

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