จุดเดือดของเพชรคืออะไร เพชรในสถานะของเหลว
นักวิทยาศาสตร์ยังคงโต้เถียงกันอยู่ว่าเพชรผ่านเข้าสู่สารใดในระหว่างการหลอมละลาย ตั้งแต่ศตวรรษที่ 16 เมื่อมีการค้นพบแร่ก็ได้รับการศึกษาอย่างแข็งขัน แต่ความลึกลับมากมายยังไม่ได้รับการแก้ไข เป็นเวลากว่า 500 ปีที่ได้ทำการทดลองหลายครั้งในการแสวงหาของนักวิทยาศาสตร์เพื่อไขปริศนานี้ แต่คุณสมบัติส่วนใหญ่ของหินนั้นยังไม่ได้สำรวจ การค้นพบแต่ละครั้งใช้เวลาหลายปี ในบทความของเรา เราจะเปิดม่านบังตาหลังหนึ่งซึ่งซ่อนสิ่งที่น่าสนใจมากมายไว้ให้คุณ
เกี่ยวกับคุณสมบัติพื้นฐาน
อุณหภูมิที่เพชรละลายจะเป็นตัวกำหนดว่าสามารถใช้ในอุตสาหกรรมเครื่องประดับหรือในอุตสาหกรรมได้ แต่ลักษณะนี้ยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างเต็มที่เนื่องจากหินมีคุณสมบัติเฉพาะตัว เป็นการยากที่จะเปรียบเทียบกับสิ่งที่โลกรู้จัก
หนึ่งในคำอธิบายสำหรับลักษณะพิเศษที่ผิดปกติของแร่ดังกล่าวคือต้นกำเนิดจากนอกโลก มีทฤษฎีที่ว่าเพชรมาจากอวกาศมาสู่โลกพร้อมกับอุกกาบาตและตั้งรกรากอยู่ในส่วนลึกของโลก นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ อธิบายพฤติกรรมแปลก ๆ ของหินโดยโครงสร้างของผลึกขัดแตะ
อะตอมของคาร์บอนในนั้นมีพันธะที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษ ซึ่งกำหนดคุณสมบัติของเพชรที่ทราบอยู่แล้ว:
- ความแข็งผิดปกติ
- ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมทางเคมีที่ก้าวร้าว (ด่างและกรด);
- ความเปราะบาง
ความขัดแย้งของเพชรก็คือ ด้านหนึ่ง มันคือแร่ที่ทนทานที่สุดในโลก แต่ในทางกลับกัน มันเปราะบางมากและสามารถเสียหายได้ง่ายจากการถูกกระแทกอย่างแรง อัญมณีใช้คุณสมบัติสุดท้ายในการตัด
คุณสมบัติที่น่าสนใจที่ศึกษาระหว่างการทดลอง
เพชรเป็นหินที่วิเศษที่สุด ธรรมชาติและคุณสมบัติของมันทำให้มากที่สุด คนฉลาดดาวเคราะห์ในการแก้ปัญหาที่ยากที่สุด ความงามของมันทำให้คนนับล้านมีความสุข เป็นหนึ่งในไดอิเล็กทริกและฉนวนที่ดีที่สุด ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนเท่านั้น
เป็นเรื่องแปลกที่คาร์บอนเองเป็นสารที่ติดไฟได้สูงมาก ในธรรมชาติมักพบในรูปกราไฟต์ สิ่งนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์มีความคิดที่จะแปลงสารหนึ่งเป็นอีกสารหนึ่ง พวกเขาสนใจว่าในระหว่างกระบวนการหลอมเหลว เพชรจะกลายเป็นกราไฟต์หรือไม่และในทางกลับกัน ผลลัพธ์ได้รับการผสม
ปรากฎว่าเป็นไปได้ที่จะสร้างกราไฟท์จากเพชรโดยให้ความร้อนแก่คริสตัลถึง 2,000 องศาและปิดกั้นการเข้าถึงของออกซิเจน แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะทำปฏิกิริยาย้อนกลับโดยไม่สร้างเมล็ดพืช คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้ในบทความ ถ้าหินไม่ได้รับความร้อนในสุญญากาศก็จะกลายเป็นคาร์บอน
การเปลี่ยนผ่านจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง
ด้วยอุณหภูมิและสภาพแวดล้อมในเตาหลอม จึงสามารถคาดการณ์ได้ว่าเพชรจะเข้าสู่สถานะใด หากมีออกซิเจนอยู่ในขวด หินจะเผาไหม้จนหมดที่อุณหภูมิ 850-1,000 องศาเซลเซียส ในระหว่างการทำปฏิกิริยา เปลวไฟสีน้ำเงินอ่อนจะถูกปล่อยออกมา เมื่อสิ้นสุดการทดลอง คาร์บอนไดออกไซด์ - ออกซิเจนและคาร์บอน - จะยังคงอยู่ในแคปซูล
เป็นไปได้ที่จะพิสูจน์สิ่งนี้ในปี 1694 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Targioni และ Averani พวกเขาพยายามหลอมรวมเพชรเม็ดเล็กสองเม็ดให้เป็นหนึ่งเดียว แต่พวกมันเผาหินเท่านั้น
การทดลองของพวกเขาล้มเหลวเพราะเป็นเรื่องยากอย่างเหลือเชื่อที่จะทำให้เพชรละลายอย่างราบรื่น: แคปซูลที่ไม่มีออกซิเจนเป็นสิ่งจำเป็นพร้อมความสามารถในการควบคุมความดันภายใน
สารที่เพชรผ่านความร้อนได้ถึง 2,000-3,000 องศาขึ้นอยู่กับสิ่งแวดล้อม หากคุณปิดกั้นออกซิเจนและสร้างอุณหภูมิ 1800-2000 องศา คุณจะได้กราไฟท์ การเพิ่มระดับความร้อนเป็น 3700-4000 องศาในสภาวะเดียวกัน คุณจะได้คาร์บอนหลอมเหลว แต่มันยากมากที่จะบรรลุความสามารถดังกล่าวจากอุปกรณ์ในห้องปฏิบัติการ
หลักสูตรของการทดลองและผลลัพธ์
เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิที่เพชรละลาย ได้ทำการทดลองครั้งใหญ่ในปี 2010 วางหินขนาด 1/10 กะรัตไว้ในแคปซูลพิเศษ ซึ่งสร้างพัลส์คลื่นระดับนาโนวินาที เตาหลอมมีความดันถึง 10 ล้านบรรยากาศและอุณหภูมิ 40,000 เคลวิน (39,726.85 องศาเซลเซียส) หลังจากนั้นคริสตัลก็ผ่านเข้าสู่สถานะของเหลว
การทดลองไม่ได้สิ้นสุดเพียงแค่นั้น นักวิทยาศาสตร์ยังคงเพิ่มอุณหภูมิและความดันอย่างต่อเนื่อง เมื่อความร้อนสูงถึง 50,000 เคลวิน (49,726.85 องศาเซลเซียส) เพชรก็เริ่มแข็งตัว ยิ่งกว่านั้น เขายังทำเป็นชิ้นๆ อย่างแท้จริง - ผลึกแข็งก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของมวลหลอมเหลว
การออกแบบคล้ายกับภูเขาน้ำแข็ง น่าแปลกที่มวลที่หลอมเหลวไม่เดือดหรือเปลี่ยนแปลงในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงเพิ่มอุณหภูมิอย่างต่อเนื่อง แต่เมื่อองศาลดลงและความดันยังคงเท่าเดิม ผลึกก็ใหญ่ขึ้นและรวมเป็นหนึ่งเดียว
ปรากฏการณ์และข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์
นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงสนใจการละลายของเพชรเท่านั้น ในระหว่างการทดลองครั้งหนึ่งเกี่ยวกับการเปลี่ยนหินเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ การค้นพบที่น่าสนใจก็เกิดขึ้น เมื่อคริสตัลสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตที่ทรงพลัง จะเกิดโพรงในแร่
เป็นไปได้ที่จะพบว่ารังสีอัลตราไวโอเลตสร้างความเสียหายให้กับเพชร แต่สำหรับเจ้าของเครื่องประดับเพชร เรื่องนี้ไม่น่าเป็นห่วง ต้องใช้เวลาหลายหมื่นปีก่อนที่แสงแดดจะทำร้ายเครื่องประดับของคุณ
นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถไขปริศนามากมายของเพชรได้ ตัวอย่างเช่น ในโรงงานเครื่องประดับ หินสามารถให้ความร้อน แปรรูป และบัดกรีได้ง่าย จริงอยู่ ถ้ามีรอยแตกในเพชร มันจะแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย
ลาวาและผลึกคาร์บอน
เนื่องจากการสะสมของเพชรอยู่ในท่อ Kimberlite ซึ่งเป็นที่ที่หินภูเขาไฟโผล่ขึ้นมาบนผิวน้ำ จึงมีข้อกังวลที่ถูกต้องตามกฎหมาย ลาวาละลายเพชรได้ไหม? คำตอบคือชัดเจน - ไม่
ความจริงก็คือจุดหลอมเหลวของเพชรมีมากกว่า 3500 องศา ใช่ และความกดดันจะต้องรุนแรง มากกว่า 11 hPa ความร้อนของลาวาเพียง 500-1200 องศา โดยการเปรียบเทียบง่ายๆ เราสรุปได้ว่ากระแสลาวาสามารถเผาผลาญแร่ธาตุได้ก็ต่อเมื่อถึง 1,000 องศาเท่านั้น
สถานะนี้ตั้งอยู่บนพรมแดนของรูปแบบผลึกและหลอมเหลว ไม่เพียงแต่จะช่วยให้เข้าใจโครงสร้างและลักษณะของเพชรได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังจะเปิดเผยความลับของดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลอีกด้วย
“เพชรสามารถเรียกได้ว่าเป็นสารประกอบทางเคมีที่โลกคุ้นเคย อย่างไรก็ตาม เพื่อให้มันหลอมละลาย การมีอุณหภูมิสูงไม่เพียงพอ - คุณต้องใช้แรงดันที่สูงมากด้วย ซึ่งจะทำให้ควบคุมความร้อนได้ยาก ” หนึ่งในผู้เขียนการศึกษา Herman Eggert กล่าว
ครั้งหนึ่งนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการหลอมเพชร แต่ในระหว่างการทดลองนั้น ทีมนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถควบคุมกระบวนการและวัดค่าพารามิเตอร์ได้อย่างถูกต้อง อาจกล่าวได้ว่าผลของการทดลองนั้นเกิดขึ้นโดยบังเอิญ
เพชรเป็นวัสดุที่แข็งแรงเป็นพิเศษ และสิ่งนี้เองที่ทำให้การหลอมละลายเป็นงานที่น่าเกรงขาม แต่นอกจากนี้ยังมีคุณสมบัติอื่นที่ทำให้กระบวนการนี้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ความจริงก็คือเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เพชรไม่ต้องการรักษาธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลง คุณสมบัติทางกายภาพกลายเป็นกราไฟท์ และแล้วสารประกอบนี้จะกลายเป็นของเหลว นักวิทยาศาสตร์ต้องลงมือเพื่อนำเพชรไปถึงจุดที่มันเริ่มกลายเป็นกราไฟต์และเก็บไว้ในนั้น
ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนก๊าซยักษ์เป็นหนึ่งในสถานที่ไม่กี่แห่งในส่วนที่รู้จักของเอกภพซึ่งมีอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษรวมกับความกดอากาศสูงมาก เพื่อจำลองสภาพธรรมชาติเหล่านี้ Eggert และเพื่อนร่วมงานของเขาได้วางเพชรธรรมชาติหนา 10 กะรัตหนาครึ่งมิลลิเมตรลงในเครื่องเลเซอร์ที่สามารถสร้างแรงกดดันมหาศาล
ด้วยความดันที่สูงกว่าความดันโลกที่ระดับน้ำทะเล 40 ล้านเท่า เพชรจึงกลายเป็นสารเหลว หลังจากนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มค่อยๆ ลดความดันและอุณหภูมิในการติดตั้ง ที่ประมาณ 11 ล้านเท่าของความดันปกติบนโลกและอุณหภูมิประมาณ 50,000 องศาเคลวิน เศษของแข็งเริ่มก่อตัวขึ้นในของเหลวของเพชร จากการทดลอง เป็นไปได้ที่จะระบุได้ว่ากระบวนการก่อตัวกำลังได้รับโมเมนตัมด้วยแรงดันที่ลดลงในขณะที่รักษาอุณหภูมิให้อยู่ในระดับคงที่
พฤติกรรมเพิ่มเติมของกลุ่มตัวอย่างทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจ เศษเพชรไม่ติดกัน แต่ลอยอยู่ในของเหลวเช่นเดียวกับภูเขาน้ำแข็งที่ลอยอยู่บนมหาสมุทรอันกว้างใหญ่
วัสดุส่วนใหญ่ใน รูปของเหลวมีความหนาแน่นน้อยกว่าของแข็ง น้ำถือเป็นข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียว เนื่องจากความหนาแน่นของน้ำแข็งจะน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำที่เป็นของเหลวเสมอ เพชรหลอมเหลวมีคุณสมบัติเหมือนกัน
การวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสมีคาร์บอนสิบเปอร์เซ็นต์ ดังนั้นจากข้อมูลของ Eggert การมีอยู่ของทะเลเพชรบนดาวเคราะห์เหล่านี้จึงค่อนข้างเป็นไปได้ ยิ่งไปกว่านั้น การก่อตัวดังกล่าวยังเข้ากันได้ดีกับทฤษฎี เนื่องจากพวกมันสามารถอธิบายความลึกลับที่น่าสนใจที่สุดเรื่องหนึ่งของก๊าซยักษ์เหล่านี้ได้
บนโลก ขั้วแม่เหล็กเกือบจะตรงกับขั้วทางภูมิศาสตร์ และบนดาวยูเรนัสและเนปจูน แกนของสนามแม่เหล็กจะเปลี่ยนจากแกนหมุนอย่างรวดเร็ว ซึ่งต่างกันประมาณ 60 องศา การมีอยู่ของมหาสมุทรเพชรซึ่งสามารถสะท้อนและหักเหคลื่นแม่เหล็กได้ สามารถอธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าวได้เป็นอย่างดี
Doctor of Geology and Mineralogy Ilya Torbaev พนักงานของสถาบันวิจัยอวกาศ กล่าวถึงทะเลเพชรและชายฝั่งเพชรของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน
“จากมุมมองทางกายภาพ แบบจำลองที่เสนอไม่มีข้อบกพร่องที่ชัดเจน ใช่ เราเคยชินกับความจริงที่ว่าเพชรเป็นแร่ธาตุที่มีลักษณะเฉพาะสำหรับโลก แต่ความพิเศษนี้เกิดจากการขาดเงื่อนไขที่เพียงพอบนโลกของเราเท่านั้น การก่อตัวของสารประกอบทางเคมีดังกล่าว
ในทางตรงกันข้ามดาวยูเรนัสและเนปจูนดูเหมือนจะถูกสร้างขึ้นเพื่อการสังเคราะห์สารดังกล่าว ปริมาณคาร์บอนสูง ความดันสูงและ ความร้อนสามารถสร้างเพชรได้เหมือนกับที่ซิลิคอนมีอยู่บนโลก แม้ว่าองค์ประกอบทางเคมีและฟิสิกส์ของการทดลองของ Eggart จะไม่ทำให้เกิดข้อสงสัยใดๆ ก็ตาม ส่วนทางดาราศาสตร์นั้นต้องการการตรวจสอบและพิสูจน์ แต่พวกเขาต้องรอ - การเดินทางครั้งต่อไปไปยังดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีการวางแผนในปี 2568-2573 เท่านั้น"
ขอให้เป็นวันที่ดีเพื่อนรัก เพชรทนทานต่ออิทธิพลทุกประเภทจากโลกภายนอกอย่างเหลือเชื่อ แต่ถึงกระนั้น ก็ยังมีจุดหลอมเหลวของเพชร ซึ่งสามารถทำได้ก็ต่อเมื่อตรงตามปัจจัยบางประการเท่านั้น
อันที่จริง การวัดจุดหลอมเหลวของเพชรนั้นไม่ง่ายนัก ประเด็นก็คือ ความดันสูงก็มีผลเช่นเดียวกัน มิฉะนั้น อาจมีความเสี่ยงที่จะเปลี่ยนหินกลับเป็นกราไฟท์
ทดลองจุดหลอมเหลวของเพชร
ในเรื่องนี้ห้องปฏิบัติการลิเวอร์มอร์แห่งชาติ ลอว์เรนซ์. ท้ายที่สุด นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียได้ทำการทดลองที่ไม่ปกติ ซึ่งผลปรากฎว่าเพชรละลายที่อุณหภูมิ 3700-4000 องศาเซลเซียส และความดัน 11 GPa การทดลองได้ดำเนินการในปี 2010
ต่างจากของแข็งทั่วไปทั่วไป เพชรไม่สามารถเปลี่ยนเป็นของเหลวได้โดยการเพิ่มอุณหภูมิของอากาศโดยรอบ
Eggart John หนึ่งในผู้นำของกระบวนการนี้ ได้แบ่งปันข้อสังเกตเหล่านี้ระหว่างการทดลอง เขายังกล่าวอีกว่าสำหรับสภาพดังกล่าว เพชรจะต้องถูกเก็บไว้ภายใต้แรงกดดันที่สูงมาก อย่างที่คุณอาจเดาได้ เป็นการยากมากที่จะวัดอุณหภูมิของเพชร
และคุณไม่สามารถทำได้โดยไม่มีแรงกดดัน: ในอากาศ เพชรไหม้ที่อุณหภูมิเกือบ 1,000 องศาเซลเซียส และในสุญญากาศที่ 2,000 องศา จะกลายเป็นกราไฟต์ (ในขณะเดียวกัน กระบวนการกลับกันไม่ได้ ทิศทางที่ดีที่สุด คุณจะได้เพชรสังเคราะห์ที่ด้อยกว่าพี่น้องของตัวเอง) ไม่มีสถานะกลางในทั้งสองกรณี
ยิ่งไปกว่านั้น การทดลองเกี่ยวกับการศึกษาแร่ได้ดำเนินการเมื่อปลายศตวรรษที่ 17 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ซึ่งตัดสินใจเสียค่าใช้จ่ายทั้งหมดในการหลอมรวมหลายฉบับให้เป็นฉบับเดียว ผลที่ได้คือสามารถค้นหาได้เฉพาะจุดหลอมเหลวของหินเท่านั้น
ครั้งหนึ่งยังเป็นไปได้ที่จะพบว่าการหลอมเหลวไม่สามารถทำได้ด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต ในกรณีนี้ แร่ก็จะเริ่มเปลี่ยนเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเลเซอร์อัลตราไวโอเลตโดยใช้หิน - พวกมันใช้ไม่ได้ แต่สำหรับเพชรธรรมดาทุกอย่างไม่ได้น่ากลัวขนาดนั้น อันที่จริง สำหรับการหายไปอย่างสมบูรณ์ของแร่ธาตุหนึ่งไมโครกรัม จะต้องใช้เวลายาวนานถึง 10 พันล้านปี
ความคืบหน้าของการทดลองหลัก
และนี่คือหลักสูตรของการทดลอง ซึ่งดำเนินการในปี 2010:
- นักวิทยาศาสตร์เอาเพชรขนาดเล็กมาก (1/10 กะรัต)
- ด้วยความช่วยเหลือของพัลส์เลเซอร์ระดับนาโนวินาที คลื่นกระแทกได้ก่อตัวขึ้น ทำให้เกิดแรงกดดันมหาศาล
- เมื่อความดันสูงถึง 40 เท่าของความดันบรรยากาศที่ระดับน้ำทะเล เพชรจะเข้าสู่สถานะของเหลว
แต่มันไม่ได้จบเพียงแค่นั้น นักวิทยาศาสตร์เริ่มลดความดันและลดอุณหภูมิลง ผลที่ได้คือเพชรเริ่มกลับคืนสู่สภาพที่เป็นของแข็ง (แม้ว่าจะเป็นชิ้นๆ) ที่ความดัน 11 ล้านชั้นบรรยากาศและ 50,000 เคลวิน ในเวลาเดียวกัน ชิ้นส่วนเหล่านี้ลอยอยู่ใน "น้ำซุป" ที่เหลือเหมือนน้ำแข็งลอยอยู่ในทะเล นักวิทยาศาสตร์ตัดสินใจที่จะลดความดันลงอีกแต่จะไม่เปลี่ยนอุณหภูมิ และเพชรก็เริ่มทำตัวเหมือนน้ำธรรมดา - มี "ภูเขาน้ำแข็ง" ปรากฏอยู่ในนั้นมากขึ้นเรื่อย ๆ การก่อตัวเองก็ใหญ่ขึ้น
สมมติฐานที่ผิดปกติ
บนพื้นฐานของการทดลองดังกล่าว ได้มีการสรุปข้อสรุปเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของเงื่อนไขดังกล่าวบนดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ประเด็นก็คือดาวเคราะห์ทั้งสองนี้ประกอบด้วยคาร์บอนประมาณ 10%
มีรุ่นที่มหาสมุทรของเพชรหลอมเหลวอาจเป็นพื้นฐานสำหรับสนามแม่เหล็กที่ผิดปกติสำหรับดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสเพราะขั้วของพวกมันแยกออกจากกัน (!) นั่นคือขั้วแม่เหล็กไม่ตรงกับขั้วทางภูมิศาสตร์
แต่สำหรับตอนนี้ สมมติฐานยังคงเป็นแค่สมมติฐานเท่านั้น ท้ายที่สุด การส่งดาวเทียมไปยังดาวเคราะห์ทั้งสองดวงหรือพยายามจำลองบรรยากาศของพวกมันบนโลกนั้นยากและมีราคาแพง แต่วันหนึ่งเราจะได้รู้แน่ชัดว่าเกิดอะไรขึ้นที่นั่นจริงๆ
อย่างไรก็ตาม หากคุณสนใจในหัวข้อของอวกาศและดาวเคราะห์ที่ผิดปกติเหล่านี้ เราขอแนะนำให้คุณดูวิดีโอการฝึกอบรมเกี่ยวกับพวกมัน
ความลับของจักรวาลแห่งอัญมณียังไม่ได้รับการเปิดเผยอย่างสมบูรณ์ กลับมาบ่อยๆ และเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับแร่ธาตุที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้ แล้วพบกันใหม่!
ทีม LyubiKamni
ความจริงที่ว่าเพชรไหม้ได้รับการพิสูจน์ตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 แต่วันนี้หัวข้อนี้ลุกเป็นไฟขึ้นใหม่ ดึงดูดความสนใจของนักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคนทั่วไปด้วย หินที่ "ต้านทานไม่ได้" กลายเป็นเป้าหมายหลักของการศึกษา เนื่องจากการพัฒนาเทคโนโลยีทำให้ความต้องการเพชรเพิ่มขึ้น อ่านบทความแล้วคุณจะพบว่ามนุษย์เรียนรู้เกี่ยวกับความไวไฟของแร่ได้อย่างไร บทบาทของลาวัวซิเยร์ในประวัติศาสตร์ของแร่นี้เป็นอย่างไร และการทดลองเหล่านี้ให้อะไรแก่เรา
ผ่านคลื่นแห่งประวัติศาสตร์...
จิตใจที่อยากรู้อยากเห็นหยิบยกทฤษฎีที่บ้าที่สุด ไม่น่าแปลกใจที่พวกเขาสนใจเพชรและคุณสมบัติของเพชร หินไม่ได้เป็นเพียงหนึ่งในหินที่ทนทานที่สุดในโลก แต่ยังมีราคาแพงที่สุดด้วย เฉพาะในศตวรรษที่ 17 เท่านั้นที่สามารถระบุได้ว่าเพชรกำลังไหม้
เครดิตเป็นของ Boyle นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เขาพยายามเผาเพชรผ่านเลนส์ด้วยการฉายแสงตะวันส่องลงบนเพชร แต่ความพยายามที่จะทำซ้ำการทดลองโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสล้มเหลว พวกเขาวางหินลงในภาชนะถลุง และสิ่งที่พวกเขาได้รับคือการเคลือบสีเข้มบนคริสตัล
การมีส่วนร่วมของ Antoine Lavoisier ในการศึกษาคริสตัล
นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Antoine Lavoisier มีส่วนสนับสนุนอย่างมากในการศึกษาแร่ เขาพิสูจน์ว่าเพชรไหม้ต่อหน้าอากาศ สำหรับการทดลองของเขา เขา:
- วางหินไว้ในภาชนะแก้ว
- เติมออกซิเจน
- อุดตัน
เขาใช้เลนส์ให้ความร้อนกับเพชร หลังจากนั้นพวกมันก็เผาไหม้จนหมดด้วยเปลวไฟสีน้ำเงินจางๆ แต่ไม่พบขี้เถ้าในขวด หลังจากตรวจสอบอากาศในขวดแล้ว เขาพบว่ามีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปรากฏขึ้น
ที่น่าสนใจ Lavoisier ไม่ได้พยายามพิสูจน์ด้วยการทดลองของเขาว่าเพชรสามารถเผาไหม้ได้ - มันเกิดขึ้นโดยบังเอิญ สาระสำคัญของการทดลองของเขาคือการหักล้างทฤษฎีโฟลจิสตัน
การทำการทดลองเกี่ยวกับการเผาไหม้ของสารในแคปซูลที่ปิดสนิท Lavoisier ไม่สามารถดึงดูดความสนใจของ "ชุมชนวิทยาศาสตร์" ให้กับพวกเขาได้ เพื่อแก้ไขเรื่องนี้ เขาประกาศว่าเขาจะเผาเพชรชิ้นหนึ่ง การเคลื่อนไหวดังกล่าวพิสูจน์ให้เห็นถึงประสิทธิภาพของงานของเขาและเผยให้เห็นถึงความลึกลับอย่างหนึ่งของเพชรต่อโลก
การค้นพบที่เปลี่ยนโลก
ทุกสิ่งที่เรามองว่าคุ้นเคยขึ้นอยู่กับว่าเพชรถูกไฟไหม้หรือไม่ ประการแรก ขอบคุณการทดลองของ Lavoisier ทฤษฎี phlogiston ถูกปฏิเสธ ตามที่เธอกล่าวไว้ สารสองชนิดจำเป็นสำหรับปฏิกิริยาเสมอ คนหนึ่งสามารถให้ อีกคนสามารถรับได้ มันถูกแทนที่ด้วยกฎการอนุรักษ์พลังงาน: ไม่มีอะไรถูกพรากไปจากที่ไหนเลยและจะไม่หายไปไหน
ด้วยกฎข้อนี้ เป็นไปได้ที่จะพบว่าเมื่อถูกเผา เพชรจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอน และสิ่งนี้ทำให้เรา อย่างที่สอง หากสามารถหาคาร์บอนจากเพชรได้ ก็จะต้องมีปฏิกิริยาย้อนกลับ
โดยการพัฒนาทฤษฎีนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่าเพชรสามารถสังเคราะห์ได้ การค้นพบนี้มีเสียงสะท้อนที่กว้าง เนื่องจากแร่ธาตุนี้ถูกใช้ในหลายด้านของชีวิต ความสามารถในการรับมันมาโดยไม่ได้ตั้งใจคือการจัดหาทรัพยากรอันล้ำค่าอย่างไม่จำกัด
เรื่องตลกของธรรมชาติ: กิ้งก่าท่ามกลางอัญมณี
ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว เพชรจะเริ่มไหม้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 720 องศา จากการทดลองกับหินบางชนิด นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าเมื่อถึงระดับ 120-150 กรัม แร่ธาตุจะเปลี่ยนสี สิ่งนี้นำพวกเขาไปสู่การค้นพบที่น่าสนใจ
เพชรกิ้งก่ามีอยู่ในธรรมชาติ โดยปกติจะมีสีมะกอก แต่ถ้าถูกความร้อน สีจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลเข้มหรือสีส้มเหลือง ผลกระทบมีอายุสั้น หากคุณยังคงทำงานบนก้อนหิน พวกมันจะเหนื่อยหน่าย
เพชรกิ้งก่ายังสามารถเปลี่ยนสีได้ในที่มืดหากอยู่ตรงนั้นเป็นเวลานาน นักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่สามารถไขปริศนานี้ได้ หลังจากทำการทดสอบพร้อมกัน 39 ครั้ง พวกเขาไม่สามารถเห็นด้วยกับความคิดเห็นได้ บางคนเชื่อว่าเหตุผลคือส่วนผสมของไฮโดรเจนและอื่น ๆ - หินได้รับคุณสมบัติเรืองแสง
บอกเพื่อนของคุณเกี่ยวกับเรื่องนี้โดยการโพสต์ใหม่
คำว่า "เพชร" มาจากภาษากรีก มันถูกแปลเป็นภาษารัสเซียว่า "" ในการสร้างความเสียหายให้กับหินก้อนนี้ คุณต้องใช้ความพยายามเหนือมนุษย์ มันตัดและขีดข่วนแร่ธาตุทั้งหมดที่เรารู้จัก ในขณะที่ตัวมันเองยังไม่ได้รับบาดเจ็บ กรดไม่เป็นอันตรายต่อเขา ครั้งหนึ่งด้วยความอยากรู้ จึงได้ทำการทดลองในโรงตีเหล็ก: เพชรถูกวางบนทั่งและทุบด้วยค้อน เหล็กเกือบจะแยกออกเป็นสองส่วน แต่หินยังคงไม่บุบสลาย
เพชรลุกเป็นไฟสีน้ำเงินสวยงาม
ในบรรดาของแข็งทั้งหมด เพชรมีค่าการนำความร้อนสูงสุด ทนทานต่อการเสียดสี แม้กระทั่งกับโลหะ เป็นแร่ที่ยืดหยุ่นที่สุดโดยมีอัตราส่วนการอัดต่ำสุด คุณสมบัติที่น่าสนใจของเพชรคือการส่องสว่างแม้อยู่ภายใต้อิทธิพลของรังสีประดิษฐ์ มันเรืองแสงด้วยสีรุ้งทั้งหมดและหักเหสีในลักษณะที่น่าสนใจ หินก้อนนี้ดูเหมือนจะอิ่มตัวด้วยสีสุริยะ แล้วเปล่งแสงออกมา อย่างที่คุณทราบ เพชรธรรมชาตินั้นน่าเกลียด การเจียระไนให้ความงามที่แท้จริง พลอยจากเพชรแปรรูปเรียกว่าเพชร
ประวัติการทดลอง
ในศตวรรษที่ 17 ในอังกฤษ บอยล์สามารถเผาเพชรได้ด้วยการส่องแสงแดดส่องผ่านเลนส์ อย่างไรก็ตาม ในฝรั่งเศส การทดลองกับการเผาเพชรในภาชนะหลอมละลายไม่ได้ผลใดๆ นักอัญมณีชาวฝรั่งเศสผู้ทำการทดลองพบว่ามีเพียงชั้นบางๆ ของคราบหินปูนสีเข้มบนหิน ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 17 นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Averani และ Targioni เมื่อพยายามรวมเพชรสองเม็ดเข้าด้วยกัน สามารถสร้างอุณหภูมิที่เพชรไหม้ได้ - จาก 720 ถึง 1,000 ° C
เพชรไม่ละลายเนื่องจากโครงสร้างที่แข็งแรงของโครงผลึก ความพยายามทั้งหมดในการละลายแร่จบลงด้วยการเผามัน
นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสผู้ยิ่งใหญ่ Antoine Lavoisier ได้ก้าวไปไกลกว่านี้ โดยตัดสินใจวางเพชรไว้ในภาชนะแก้วสุญญากาศและเติมด้วยออกซิเจน ด้วยความช่วยเหลือของเลนส์ขนาดใหญ่ เขาทำให้ก้อนหินร้อน และพวกมันก็ไหม้จนหมด หลังจากตรวจสอบองค์ประกอบของสภาพแวดล้อมในอากาศแล้ว พบว่านอกจากออกซิเจนแล้ว ยังมีคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นส่วนผสมของออกซิเจนและคาร์บอน ดังนั้น คำตอบที่ได้รับคือ เพชรถูกเผาไหม้ แต่เมื่อออกซิเจนมีเท่านั้น กล่าวคือ กลางแจ้ง การเผาไหม้เพชรกลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ นั่นคือเหตุผลที่ไม่เหมือนถ่านหินแม้แต่ขี้เถ้าก็ไม่ยังคงอยู่หลังจากการเผาไหม้ของเพชร การทดลองของนักวิทยาศาสตร์ยืนยันคุณสมบัติอีกอย่างของเพชร: หากไม่มีออกซิเจน เพชรจะไม่ไหม้ แต่โครงสร้างโมเลกุลของเพชรเปลี่ยนไป ที่อุณหภูมิ 2,000 ° C สามารถรับกราไฟท์ได้ในเวลาเพียง 15-30 นาที
