玻璃仪器发生变形主要有以下几种情况。
一、温度因素
1. 高温影响
- 当玻璃仪器长时间处于高温环境时,玻璃内部的分子结构会发生变化。玻璃是一种非晶体,在高温下,其分子的热运动加剧。例如,在加热实验中,如使用酒精灯对玻璃烧瓶进行加热,如果加热温度过高或者加热时间过长,玻璃会逐渐软化。对于普通的钠钙玻璃,在温度达到400 - 500℃左右就可能开始软化变形。像在玻璃加工车间,工人会利用玻璃在高温下可塑的特点进行吹制等操作,但在实验室环境中,这种非预期的高温就容易导致仪器变形。
- 另外,温度的急剧变化也会引起变形。如果玻璃仪器从一个温度较低的环境突然转移到高温环境,或者反之,玻璃的不同部分会因为热胀冷缩的程度不同而产生应力。例如,一个在冰箱中冷藏的玻璃量杯,立刻放到热水中,量杯的内壁因为直接接触热水,温度迅速上升而膨胀,而外壁由于热传导需要时间,膨胀滞后,这种内外膨胀的差异就会导致量杯变形。
二、压力因素
1. 外部压力
- 当玻璃仪器受到外部压力超过其承受极限时,就会发生变形。例如,在一些需要对玻璃容器内的物质进行压缩的实验中,如果压力控制不当,玻璃仪器的壁会在压力作用下向内凹陷。对于薄壁的玻璃仪器,如一些小型的玻璃试管,其抗压能力相对较弱。在高压环境下,即使压力没有超过其破裂极限,也可能会使试管的形状发生改变。
- 另外,在真空实验中,如果玻璃仪器的壁不够厚或者质量不佳,在抽真空的过程中,外部大气压会对仪器产生压力,也可能导致仪器变形。例如,一个薄壁的玻璃真空干燥器,在抽真空时,如果其结构不能有效抵抗外部大气压,干燥器的壁可能会被压瘪。
三、化学因素
1. 化学侵蚀
- 某些化学物质会与玻璃成分发生反应,导致玻璃的结构和性能发生变化。例如,强碱溶液(如氢氧化钠溶液)会与玻璃中的二氧化硅发生反应,生成具有粘性的硅酸盐。随着反应的进行,玻璃仪器的壁会逐渐变薄,并且在化学反应产生的应力作用下,可能会发生变形。同样,一些强氧化剂(如浓硝酸)在长期接触玻璃仪器后,可能会氧化玻璃中的一些杂质或者成分,改变玻璃的内部结构,导致变形。
四、机械因素
1. 外力碰撞或挤压
- 如果玻璃仪器受到外力的碰撞或者挤压,也会发生变形。例如,在实验室的架子上,如果玻璃仪器摆放得不够稳固,当架子受到震动或者被其他物体碰撞时,玻璃仪器可能会相互挤压或者被架子的边缘挤压,从而导致形状改变。这种变形可能是局部的凹陷或者弯曲,影响仪器的正常使用。