שאלה על חוק קולון בתקוה שזה קשור =]

who am i1

New member
שאלה על חוק קולון בתקוה שזה קשור =]

אני לא לומד פיזיקה, אבל אתמול מישהו דיבר איתי על חוק קולון. ש אלתי אותו למה קורה שגוף בעל מטען חשמלי חיובי נמשך לגוף בעל מטען חשמלי שלילי, ולהפך גופים בעלי מטען חשמלי דומה דוחים אחד את השני, והוא אמר לי שלא נתנו לו אף פעם תשובה מספיק טובה לגבי זה. אשמח אם תוכלו לעזור לי
 
תגובה

אוקיי אז קודם כל נגדיר כמה מושגים: גוף טעון חיובית: גוף אשר מכיל עודף פרוטונים על אלקטרונים. (בדר"כ המצב הוא שיש פשוט מחסור באלקטרונים, ולא שהוסיפו עודף של פרוטונים.) גוף טעון שלילית: ההיפך. גוף אשר מכיל יותר אלקטרונים מאשר פרוטונים. למה יש משיכה בין פרוטונים לאלקטרונים ? תשאל את אלוהים. הנושא הזה הוא אחד הנושאים הנחקרים ביותר כיום בפיסיקה גרעינית\כימיה קוונטית. ובעצם רב הנסתר מן הגלוי. ישנם כוחות נוספים שאחראים לכך כמו הכח הגרעיני החלש ועוד כל מיני יצורים אקזוטיים (חלקיקים אלמנטריים) שלא הרבה ידוע עליהם. לגבי למה חיובי נמשך לשלילי ? המושגים האלה שרירותיים לחלוטין, באותה מידה יכולת להגיד במקום "חיובי נמשך לשלילי" - "עגבניה נמשכת למלפפון". כלומר, ה"חיובי" \ "שלילי" אלה פשוט שני מושגים שדי מתאימים לתאר את המצב, מכיוון שהם הפכים האחד של השני, הפכים די בסיסיים. ומה לעשות, גילו, שחומרים "חיוביים" מתנהגים (בסיטואציות מסוימות) בדיוק ההיפך מחומרים "שליליים" ... ולסיכום: המדע לא שואל "למה?" הוא שואל "איך?". השאלה שלך היא יותר פילוסופית מאשר מדעית, ויש שיגידו "אה נו ברור שחיובי ימשך לשלילי, כדי ליצור "איזון" - אה כן? ולמה צריך ליצור איזון ? ואפשר להמשיך ולהתחבט כאן בשרשרת של שאלות .. אם תגלה את התשובה לשאלה שלך, אני מבטיח שתקבל נובל.
 

who am i1

New member
זה אחד ההסברים הכי ברורים ששמעתי =]

אני לא לומד את החומר הזה, סתם התעניינתי בנושא ועשית לי את זה ברור למדי על רגל אחת, תודה. אז מה כל הסיפור הזה עם זה שתמיד האטומים רוצים שיהיה להם את המס' אלקטרונים שצריך להיות להם, ואם יש יותר/פחות אלקטרונים אז הם מתחברים ליןו נוסף כדי להשלים רמות אנרגיה. זה לא קשור איכשהו לכאן?
 
תגובה

הכל קשור בהכל בכימיה.. מסתבר. כמו ש Halena אמר, הטבע "שואף" למינימום אנרגיה (ומקסימום אי-סדר) . וכמו שאמרת, כל אטום "יעדיף" יציבות אנרגתית אם זה ע"י שיהיו סביבו 8 אלקטרונים ברמה החיצונית (אוקטט) או אם מדובר ביון טעון, שימשך ליון טעון הנגדי לו מבחינה חשמלית, כדי ליצור נייטרליות. לגבי למה זה קורה? אין לי מושג. מעניין לחשוב מה היה קורה אם זה לא היה כך, ואז היינו שואלים שאלה דומה: "אז למה הטבע לא שואף לאיזון???" הזכרתי למעלה "אי - סדר " , אז אולי תשאל את עצמך "מה כ"כ יציב\מאוזן באי-סדר ??" אז אי סדר, או בשפה המדעית, אנטרופיה. האנטרופיה קשורה למעברי חום (בתרמודינמיקה) ויכולה גם לתאר מושג די מופשט כמו סך כל המצבים המיקרוסקופיים השונים שיתנו את אותו מצב מקרוסקופי (במכניקה סטטיסטית). אז התשובה לשאלה לעיל, היא כדי להשיג סדר במערכת - צריך להשקיע אנרגיה.. אין אפס. כשאמא אומרת לך לעשות סדר בחדר, אתה משקיע אנרגיה בניקיון.. נכון? (אנאלוגיה בנאלית) ולעומת זאת, אי סדר הוא ספונטני. קח לדוגמא, כוס מים וטפטף לתוכה מס' טיפות דיו. לאחר מס' רגעים כל הדיו יתערבב ולא תוכל להבדיל יותר איפה הדיו ואיפה המים, וכל זאת מבלי שהתערבת כלל בתהליך. זאת דוגמא ליצירת אי סדר במערכת, ספונטנית. דוגמא נוספת הוא מעבר חום: כשאתה מכניס עוגה לתנור, כעבור שעה אתה מוציא אותה מוכנה, אפויה היטב. אם תכניס עוגה אפויה לתנור, האם תצפה להוציא אותה כעבור שעה - תערובת של קמח ביצים וסוכר ? והרעיון הוא: חום זורם מחומר "חם" לחומר "קר" ולא להיפך. בטבע עובר חום באופן ספונטני ממערכת שנמצאת בטמפרטורה גבוהה למערכת שהטמפרטורה שלה נמוכה יותר. תהליך זה אינו דורש השקעה של אנרגיה, ובמהלכו עולה רמת אי הסדר בשתי המערכות. אולי הרחבתי מעבר למה ששאלת... :)
 

MissDe

New member
רעיון

אין מערכת שנקיה מהתנגדות (שיכוך), תמיד תהיה דיספציה של אנרגיה ולכן המינימום.
 

deathcaster

New member
ידידי

ברור שזה הסבר ברור... כי פורום כימיה זה הכתובת לשאלות כאלו, לא פורום "שאלה קטנה"
 

who am i1

New member
כנראה שאתה צודק =]

אבל ככל שהשאלה תתפרסם ביותר פורומים, סטטיסטית יש יותר סיכוי שיענו עליה, לא? חח
 

Halena

New member
דוקוא תופתע זה קשור מאור לכימיה

חוק קולון מסיבר את המשיהכה של מטענים חשמליים מנוגדים והדחייה של מטענים חשמלים זהים. חפי עקרון זהה אנחנו רואים את הסיבה להמו תגובות בכימיה אורגנית לדוגמא, שרובה מתבסס על העובדה הזו . ישנם שני הסברים שאני יכול להציע לשאלה שלך. הסבר מתמטי לוקח את המשוואה ומפרק אותה לגורמים לפי מיקומם : ישנו את קבוע ה K שנמצא תמיד כמכפלה ונועד לשמש כקבוע ולהמרת יחידות פיסיקליות, והוא מסומן כשלילי. לאחר מכן הנוסחא מתארת את חוזק אותו כח קולון שתלוי ביחס ישר למטעני הכוחות, Q1 , Q2 . מכפלתם תיתן את חוזק הכח ורואים שככל שמטענם יהיה יותר גדול, מכפלתם תהיה יותר גדולה וכוח המשיכה שביניהם יהיה יותר חזק. במכנה של השבר מופיר המרחק בין שני המטענים בריבוע. הכח תלוי בו ביחס הפוף וככל שהמרחק שבין שני המטענים יגדל, כך ייחלש הכח ביניהם. אבל הכח המתואר מבחינה כמותית, מספרית לפי הנתונים שנכניס ייתן לנו רק את עוצמת הכח, שעדיין יכול להתבטא ככח דחייה או ככח משיכה. מסיבה זו קבוע K מופיע בסימן שלילי ומתקבל שבערכים של מטענים חשמליים מנוגדים, מכפלתם תהיה שלילית, אז מכפלתם עם K השלילי ייתן ערך חיובי. הערך החיובי הזה יציין משיכה בין המטענים. מכפלה בין שני מטענים זהים ייתן תוצאה חיובית שעם הכפלה ב K שלילי ייתן כח שלילי, כח דחייה. המכנה, המרחק בין המטענים בריבוע תמיד יהיה חיובי ולכן לא מפריע לפלס מינוס הזה. אבל זהו רק ההסבר המתמטי כיצד ניתן להבדיל בין כח משיכה לדחייה לפי הנוסחא. ההסבר הפיסיקלי נובע מעקרון נורא בסיסי בכימיה ופיסיקה, וזהו הנטייה הטבעית של כל חלקיק ביקום לשאוף למצב של מינימום אנרגיה. בין אם זה אלקטרון סביב גרעין של אטום, האטום עצמו או מולק' בתגובה, שאיפה למינימום אנרגיה תסביר המון תופעות. אותו חיסכון באנרגיה מתבטא במהון דרכים. כאשר חלקיק מסוים נמצא עם מטען חשמלי, זהו סוג של ביטוי אנרטי. ביטוי לא רציוי כל כך , מאחר והנטייה הטבעית של החלקיק היא להיות במצב מנוחה, ללא אותו מטען. ניקח לדוגמא את יון הכלור. הסיבה היחידה שהוא מופיע המון פעמים כיון שלילי היא שהוא בצורה זו מקבל מצה של אנריה נמוכה יותר וכך הוא יותר "רגוע". היערכות האלקטרונים סביב גרעינו יוצרת אוקטט ועל ידי כך מביא אותו לרמה אנרגטית נמוכה. אותו יום שלילי יכול לבוא בתגובה נאמר עם יון נתרן חיובי, שמאותה סיבה של מינימום אנרגיה, נמצא במצב של יון חיובי. החיבור בים השניים יעזור לשניהם להימצא במצב נמוך יותר אנרגטית וגם יעזור להם יותר לייצב את מטענם. יון כלור לא יבוא בתגובה עם עוד יון כלור שלילי, מאחר ודבר זה יצרוך המון אנרגיה, וביקום הולכים לפי כלל המים - חבל על כל טיפה.
 

who am i1

New member
איך בעצם

גוף הופך להיות בעל מטען חשמלי כלשהוא? אפשר לדוגמא לקחת עט ולהפוך אותו לגוף בעל מטען חשמלי חיובי? גם גופים שואפים למינ' אנרגיה, ולכן הם נמשכים/נדחים?
 

deathcaster

New member
תשובה על רגל אחת

איך בעצם גוף הופך להיות בעל מטען חשמלי כלשהוא? כדי שגוף ישנה את מטענו יש להפעיל עליו כוח, או לחילופין ע"פ החוק השלישי של ניוטון, אותו גוף צריך להפעיל כוח כדי לשנות את מטענו. אותו כוח יכול לנבוע מסוגים שונים של אנרגיה, כימית, חשמלית-מגנטית, פוטנציאלית, אלסטית, גרעינית (עם הסתייגות), תרמית וכד'. "אפשר לדוגמא לקחת עט ולהפוך אותו לגוף בעל מטען חשמלי חיובי?" - על פניו התשובה תהיה לא, כי באופן כללי בכדי שגוף כמו עט ישנה את מטענו הוא צריך להיות מוליך, ואם התכוונת לעט פלסטי, אז זה יהיה קצת קשה אפשרי אבל לא נכנס לזה), אך אם העט הוא מתכתי ( waterman,parker,inoxchrome) אין שום בעייה לשנות את מטענו..... לחיובי או לשלילי, תלוי איך משנים את הפרש הפוטנציאלים., אפילו אם בטריה פשוטה ו-2 חוטים ומד מתח לצורך ההוכחה של הניסוי שלך אתה יכול לעשות את זה. "גם גופים שואפים למינ' אנרגיה, ולכן הם נמשכים/נדחים? " - זה נכון מאוד, אבל הייתי מגדיר זאת בצורה יותר נכונה כך : גוף שואף לשיווי משקל אלקטרוסטאטי עם סביבתו, לכן תמיד ישאף להפעיל כוחות דחייה/משיכה עם הסביבה שצורה שתקנה לו מינימום הפרש פוטנציאלים (מתח) עם סה"כ הגופים הטעונים בסביבתו. מקווה שהבנת.
 

Halena

New member
אוקי הבהרות.....

אז בעצם מבלי לדעת יותר מדי בנושא, נגעת אולי בגולת הכותרת המדעית...... למה מתרחשות תגובות נקודה. למה קרח נמס בכוס מים ? ולמה זה לא יקרה באנטרטיקה ? למה הדיו שהוזכר טורח ומתערבב עם המים בכוס ? למה עוגה נאפית בתנור ? כימיה מסבירה לנו את התכונות השונות של החומרים הידועים לנו ביקום, בעזרת התכונות של האטומים המרכיבים חומרים אלה. מחקירה אינטנסיבית של אותם אטומים, וחקירה של תגובותיהם השונות עם אטומים אחרים, הגיעו לשתי מסקנות נורא בסיסיות שיכולות להיחשב בתחום הפיסיקה אבל תופסות יפה מאוד בתחום הכימיה (המדע אוהב לשלב בין תחומים חופפים) : ביקום שלנו, כל חומר מכל סוג שהו תמיד ישאף לשני מצבים - מינימום אנרגיה, כלומר מנוחה מבחינתו ובאותו הזמן שאיפה נוספת למקסימום אי סדר, אולי האנטיתזה לשאיפה הראשונה. כל התגובות שאנחנו רואים מסביבנו ביום יום הן התוצאה של איזון ושיווי משקל בין שתי השאיפות הטבעיות והבסיסיות האלה. כל תגובה כימית לא משנה כמה פשוטה ובנאלית או מסובכת ומשוגעת, בבסיסה תוסבר ע"י אחת מהשאיפות האלה. אז זה בקשר ליסודות, אטומים בודדים שאחראים לתגובות. אם אתה מדבר על עט ורוצה לשאול את עצמך שאלות עליו, צריך לזכור ממה העט מורכב. מחומרים שונים. יש לו דיו נודלי בתוכו, יש לי קליפס ממתכת וגוף מאיזה חומר רך יותר, מלאכותי. למה כל האטומים המרכיבים את העט לא מרחפים לכל עבר באופן ספונטני ? זה הרי ירצה את השאיפה למקסימום אי סדר - אם כך נראה שהפעם השאיפה למינימום אנרגיה מתבטאת ועל ידי כך החומר נח לו בשקט ולא מתפוצץ לנו בפרצוף. בנוסף כאשר מדברים על מנוחה אנרגטית של גופים גדולים כאלה, נהוג לדבר יותר על המכניקה שבפיסיקה , אולי שדות מורגשים בעולמנו ביום יום, ובכן העט יושב לו על השולחן נאמר ולא מרחף לו בחדר, כי שדה גדול שמקיף את כדה"א ונקרא כח המשיכה, מודך את העט כלפי מרכזו, והעט נעצר על השולחן. ובכן מדוע כח הכבידה הזה לא חזק דיו ומושך את העט דרך שולחן ? פיסיקה נותנת לנו משפט די חזק (ניוטון...) לכל פעולה יש תגובה. לעט, כמו שקיים כל שמפעיל עליו לחץ כלפי מטה, יש כח זהה בחוזקה והוא מופעל בדיוק בכיוון המנוגד, כלפי מעלה. פיסיקאים קוראים לכח הזה כח נורמלי, ושני הכוחות השווים שפועלים הכיוונים מנוגדים בעצם ביטלו הרגע אחד אתה שני. וכך מסך הכוחות הפועלים עליו, העט יושב בשקט, ונמצא במינימום אנרגיה, לא מושפע ע"י הסביבה בסיטואציה זו. זה היה קשור למינ' אנרגיה של גופים גדולים ביחס לאטומים. עט מורכב ממיליארדי אטומים ועל מנת להעביר זרם בעט או להפוך אותו לטעון, דורש מעט יותר ידע בסיסי בכימיה שקצת קשה לדחוף בהודעה אחת.... גוף כמו עט מסובך לדבר עליו במובנים אלה עקב תכונות של הולכה חשמלית של מתכות, אבל אם נדבר על אטום בודד, שפוגש סוג אחר של אטום לידו, השניים יפעלו ביחד באינטרקציה מסוימת שתרצה את השאיפות הבסיסיות שדברתי עליהן מקודם. גם אם זה אומר שאחד האטומים יגנוב אלקטרון מהאטום השכן שלו (אלקטרון הוא אחד ממאכיבי האטום) מקווה שזה שפך קצת אור....
 

who am i1

New member
תודה לכולכם ../images/Emo13.gif

לבטח הבנתי רק אלפית אחוז ממה שיש להבין בנושא הזה, ובכל זאת ממש כיף להגיע לפורום ששואלים בו שאלה וחבר'ה ישר נרתמים לעזור להסביר. ישר כוח!
 
למעלה