Representa a variação de volume de uma massa fixa em função da temperatura
Por: Mauro Akerman – Escola do Vidro
Todo material possui uma temperatura característica de fusão; por exemplo a da água é 0 oC, a do alumínio 660 oC, do mercúrio é -38 oC, e assim por diante. Isto significa, que acima de sua temperatura de fusão o estado em que o material vai estar é o líquido e abaixo é o sólido.
Considerando-se um líquido estável. A medida em que ele se esfria até chegar à sua temperatura de fusão (que neste caso pode ser dita de solidificação) ele se contrai, pois com menor temperatura menor é a agitação de suas moléculas, e uma mesma massa passa a ocupar um espaço menor, ou seja, aumenta sua densidade. Na temperatura de fusão há uma enorme redução de volume, pois as moléculas que antes estavam soltas, rolando umas sobre as outras, que é a característica do estado líquido, passam a se ordenar na forma de cristais.
Cristais são constituídos por arranjos ordenados de moléculas que se repetem em períodos regulares.
Após a completa cristalização do material, um novo resfriamento ocasionaria uma redução ainda maior no agitamento das suas moléculas, que se traduz em diminuição de volume ou aumento de densidade.
No estado sólido os átomos arranjados na forma de cristais, tem menor liberdade de movimentação.
Agora imaginemos que o resfriamento esta sendo feito muito rapidamente e não houve tempo para que as moléculas se deslocassem umas em relação às outras para constituir os cristais, desta maneira obtendo-se um líquido superresfriado, onde a redução de volume só continua devido à diminuição do agitamento térmico, mas ainda não
houve possibilidade de cristalização.
Imagine ainda, para piorar mais a situação, que a viscosidade deste líquido aumentasse muito com o abaixamento de temperatura, como o mel por exemplo. Chegamos a um ponto, a partir do qual a viscosidade é tão alta queimpossibilita qualquer movimentação de moléculas, umas em relação às outras, e portanto a cristalização. A partir deste ponto o material embora continue com a característica de um líquido, isto é, suas moléculas
amontoadas ao acaso sem um arranjo definido, ele passa a se comportar semelhantemente ao sólido cristalino.
A temperatura de transição vítrea é justamente este ponto. Abaixo dele o comportamento do material é de um sólido e é o vidro que conhecemos. Acima dele o comportamento é de um líquido. Porém, na passagem por este ponto não houve uma transformação como a cristalização que ocorre na temperatura de fusão.
Teoricamente então poderíamos dizer que é possível existir vidros de qualquer material,bastando que se esfriasse suficientemente rápido para tanto. Na prática porém, não é bem assim, e os materiais que podem vir a constituir vidros são aqueles que possuem a característica de ter uma grande alteração de viscosidade com a mudança de temperatura.
Portanto, resumindo, para termos um vidro, na sua forma mais “popular” como os de garrafas e de janelas, precisamos antes ter um líquido fundido que tenha a característica de ser viscoso e ter aumentada muito a sua viscosidade durante o esfriamento, e que, finalmente apresente a transição vítrea.
O vidro ocupa um volume superior que um sólido com a mesma análise química pois, suas moléculas estão bagunçadas enquanto que no sólido estão bem organizadas.
