6 أسباب لنزول ماء من اسفل الثلاجة (بعضها غير متوقع)

هل الزجاج ناقل للكهرباء ام عازل

الزجاج مادة صلبة غير بلورية وغير متبلورة ولها بريق شفاف ، سهلة الانكسار. وهي مكونة من ذرات السيليكون والأكسجين المتصلة في هيكل يشبه السلسلة لتشكل بلورة شبكية. ويتم تحضيره بعملية التبريد (التبريد السريع)، وبعض أنواع الزجاج مثل الزجاج البركاني يحدث بشكل طبيعي.


لدى الكثير منكم شك فيما إذا كان الزجاج يوصل الكهرباء أم لا. وفي هذا المقال  سنتعرف على إذا كان الزجاج موصل للكهرباء أم لا.

هل الزجاج ناقل للكهرباء ام عازل

لا يُعد الزجاج من المواد الموصلة للكهرباء، بل من المواد العازلة . حيث يعتبر الزجاج عازلًا في درجة حرارة الغرفة بسبب فجوة النطاق الكبيرة ( large bandgap ) ولا يحتوي على إلكترونات حرة.

 يتكون الزجاج من ذرات الأكسجين التي لها سالبية كهربائية عالية وتربط الإلكترونات بقوة. وذلك لأن هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الطاقة لتحرير الإلكترونات من ذرة الأكسجين حتى يتمكن الزجاج من توصيل الكهرباء. ولذلك، في درجة حرارة الغرفة، يعمل الزجاج بمثابة عازل.

لكي يتمكن أي مركب من توصيل الكهرباء، من الضروري أن يكون لديه إلكترونات حرة. حيث أن الإلكترونات الحرة هي الناقلات التي تتدفق التيار الكهربائي في جميع أنحاء المادة.


إذا تحدثنا عن الزجاج، فلا توجد إلكترونات حرة داخل المادة. لأنه يحتوي على السيليكون والأكسجين الذي يشكل جزيئات SiO2 والتي تكون مستقرة في درجة حرارة الغرفة. وبصرف النظر عن الإلكترونات الحرة، فإنه يحتوي على فجوة نطاق كبيرة.

 فجوة النطاق  bandgap: هي الحد الأدنى للفرق بين طاقة الغلاف الإلكتروني الذي يرتبط فيه الإلكترون بذرته والغلاف الإلكتروني الذي يكون فيه الإلكترون حرًا في الحركة عبر الشبكة.

نفهم من ذلك أن الزجاج عازل وليس ناقل للكهرباء ولكن في درجة حرارة الغرفة.


لا يقوم الزجاج عمومًا بتوصيل الكهرباء بشكل جيد، ولكن يمكن إضافة طبقات خاصة مصممة لتوصيل الكهرباء في مرحلة ما بعد الإنتاج مما يسمح للزجاج بالقيام بذلك. الطلاءات، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من أكسيد القصدير ولكن يمكن أيضًا تصنيعها من معادن أخرى، بما في ذلك الذهب، أو مجموعات من معادن أخرى.

متى يصبح الزجاج موصلاً للكهرباء

يصبح الزجاج العازل موصلاً للكهرباء عند تسخينه إلى درجة حرارة الاحمرار باستخدام موقد اللحام.


في درجة حرارة الغرفة، يعتبر الزجاج عازلًا جيدًا مثل المطاط الصلب. ومع ذلك، عند تسخينه إلى 1000 كلفن، يكون للزجاج مقاومة أقل من 107 أوم-متر . عندما يصبح الزجاج منصهرًا، تصبح الأيونات غير المتحركة قادرة على الانجراف أكثر بين الاصطدامات تحت تأثير المجال الكهربائي المطبق ).


الزجاج مادة صلبة غير متبلورة، حيث يصبح لينًا ببطء عند تسخينه. مع زيادة درجة الحرارة، يصبح عدد قليل من الإلكترونات قادرًا على التحرك بحرية. ومع زيادة درجة الحرارة، تنخفض لزوجة الزجاج، ويزداد عدد الإلكترونات الحرة في الزجاج، ويتحرر المزيد من الإلكترونات لتوصيل الكهرباء. بمجرد أن يصبح الزجاج طريًا، عند زيادة درجة الحرارة، تزداد أيضًا الموصلية الكهربائية للزجاج.


وعندما يبرد الزجاج، تنخفض الموصلية مرة أخرى.

أسئلة شائعة (FAQ)

 

لماذا يعتبر الزجاج عازل وليس ناقل للكهرباء ؟

الزجاج يُعتبر مادة عازلة وليست ناقلة للكهرباء بسبب تركيبته الجزيئية. يتكون الزجاج من مجموعة من الذرات المرتبة بشكل منتظم في بنية صلبة، وهذه الترتيبات تمنع تدفق الشحنات الكهربائية بسهولة.

عند تعريض الزجاج للكهرباء، يحدث تأثير العزل حيث يعمل الزجاج على عرقلة حركة الشحنات الكهربائية وتوزيعها عبر السطح. هذا يعني أن الزجاج لا يسمح بمرور الكهرباء بشكل فعال، بالتالي فإنه لا يعتبر ناقلًا جيدًا للكهرباء.


وبالتالي، بسبب تركيبته الجزيئية، فإن الزجاج يكون عازلًا للكهرباء وليس ناقلًا لها.

ما هي خصائص الزجاج؟

للزجاج بعض الخصائص نذكر منها ما يلي :

• اللزوجة: في الحالة المنصهرة، يكون الزجاج عبارة عن سائل شديد اللزوجة يحتفظ به المصنعون عند نطاق محدد من درجات الحرارة للعمل عليه وتشكيله بالشكل المطلوب.
• القوة: يتم إضافة البلورات  إلى سطح الزجاج لتعزيز قوته.
• التمدد الحراري: يميل الزجاج إلى التمدد عند درجات الحرارة المرتفعة. أنواع مختلفة من الزجاج لها معاملات مختلفة للتمدد الحراري.
• الموصلية الكهربائية: في درجة حرارة الغرفة، يعمل بمثابة عازل.
• الموصلية الحرارية: الزجاج مادة غير بلورية. لديها موصلية حرارية منخفضة.

هل الزجاج موصل للحرارة ؟

 يعتبر الزجاج موصل رديء للحرارة ويعتبر عازلاً حرارياً لأنه لا يسمح بانتقال الحرارة بسهولة. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أنه على الرغم من أن الزجاج موصل رديء للحرارة، إلا أنه لا يزال قادرًا على توصيل الحرارة إلى حد ما.




مراجع (References)
Does Glass Conduct Electricity?
Conductivity of Glass