אנרגיה

[Etztrubal]

אנרגיה

מישהו זוכר את האנרגיות היסודיות? בנוסף, ובלי קשר, מישהו יכול להסביר או להפנות להסבר בנושא של הפקת אנרגיה מדלקים? כלומר מה התהליך הכימי של הפיכת חומר אחד לחומר אחר + אנרגית חום? תודה

 

[tzuky]

אנרגיה

אתה מתכוון במקרה לתהליכי שריפה או תהליכי התמרה למינהן??

 

[2_be]

ברוך הבא איצטרובל../images/Emo140.gif

 

[2_be]

וחצי תשובה

כיוון שאני לא סגורה על מה בדיוק אתה מחפש ובאיזה רמה (בי"ס, אוניברסיטה, ידע כללי..) נתחיל מ- סוגי אנרגיה ועוד משהו...

 

[Etztrubal]

ראשית כל

תודה על התגובה המהירה. בנוגע לחלק השני, התכוונתי אם אפשר לתאר את תהליך הדלקות של חומרים כימים, לדוגמה בנזין, נפט... גם עץ. מה נגרם כתוצאה מהחום ברמה המולקולרית ולמה מתחיל תגובת שרשרת שמכלה את האנרגיה הפוטנציאלית הכימית... תשובה ברמה על תיכונית תיהיה מצויינת.

 

[TheFinalCut]

שריפה

כתבתי על זה בעבר, אבל נכתוב מחדש כי זה בטח יקח פחות אנרגיה מלחפש את הודעות המקור... בערה ומולקולות אורגניות - חומרים אורגניים, כאמור, בנויים מפחמן, חמצן ומימן (ולפעמים גם זרחן, חנקן וגופרית) מרבית החומרים האורגניים שנמצאים בטבע הם די יציבים, אך יש 2 צורות קצה (או התחלה, תלוי איך מסתכלים על זה) בלתי-אורגניות יציבות מכולם: פחמן דו-חמצני ומים. מאחר וחומר כמו אוקטן או רב-סוכר כמו תאית (הרכיב העיקרי בעץ) יציבים יחסית, הם לא מגיבים ספונטנית עם החמצן שבאויר ליצירת פחמן דו חמצני ומים. אולם אם אתה מכניס אנרגיה למערכת בצורת חום, אתה מאפשר להם לבצע את המעבר. אם תחשוף בנזין (אוקטן) לחום, זה יספק לו את האנרגיה הדרושה להגיב עם החמצן שבאויר ליצירת פחמן דו חמצני ומים. מאחר וכאמור מטה, צורות אלו יציבות (ולפיכך נמוכות יותר באנרגיה) מאוקטן בצורה מהותית למדי, ברגע שהחומר משתנה, נפלטת אנרגיה רבה למדי. בד"כ האנרגיה הנפלטת היא בצורת חום וקרינה אלקטרומגנטית באורכי הגל האינפרא-אדומים עד לאור נראה בצבע אדום עד צהוב, אך זה תלוי בכמות האנרגיה המשתחררת ולפעמים מדובר גם על אורכי גל קצרים יותר (משמע צבעים יותר לכיוון הירוק, ואף כחול-סגול). אנרגיית החום שמשתחררת ממולקולת אוקטן ספציפית שנשרפת, מאפשרת למולקולות האוקטן הסמוכות להגיב גם הן עם החמצן שבאויר ולהפוך ל- CO2 ול- H2O, תוך פליטת אנרגיה נוספת. כשמדובר באוקטן, דבר זה נמשך בשרשרת עד שכל החומר מתכלה ומומר לפחמן דו חמצני ומים. לעומת זאת, כשמדובר בעץ, התאית שנשרפת הרבה יותר יציבה מאוקטן. לכן, לעיתים קרובות העץ פשוט כבה ומפסיק לבעור, מאחר ותאית דורשת יותר אנרגיה כדי להפוך לפחמן דו חמצני ולמים. הפיסיקה הבסיסית מאחורי הדברים - (הכימאים (אם יש לנו כאלה!), הפיסיקאים וחובבי התרמודינמיקה מוזמנים לתקן אותי אם כתבתי משהו שגוי) מבנים כימיים שונים נמצאים ברמות אנרגיה שונות. הסיבה לכך היא האנטרופיה, שאתה יכול לקרוא עליה במאמרי הפורום אם אינך מכיר את המונח ואת משמעותו. אנרגיה נדרשת כדי ליצור מבנה כימי שמוביל לירידה באנטרופיה. לכן, כמה שחומר יציב פחות, הוא נמצא ברמה גבוהה יותר של אנרגיה, ומאחר שהוא נוטה בקלות רבה יותר להשתנות לצורה יציבה יותר. וברגע שהוא יגיע לשם, הוא יפלוט את האנרגיה השווה להפרש האנרגיה בין שתי הצורות - A פחות B. כפי שאני מבין את הדברים, אין אנרגיה במהותו של הקשר כימי עצמו. אנרגיה של קשר אינה האנרגיה הקינטית של האלקטרונים מהם מורכב הקשר, אלא אנרגיה פוטנציאלית שתשחורר אם קשר זה יוחלף בקשר אחר שיוביל את המבנה המולקולרי כולו ליציבות גבוהה יותר. וזה בדיוק מה שמתרחש בבערה. המונח האחרון שחסר כאן הוא אנרגיית המעבר. כמו שאמרנו, לפעמים חומר צריך השקעה של אנרגיה כדי לשנות מבנה, גם אם מדובר במעבר למבנה נמוך יותר באנרגיה. כמות האנרגיה שצריך להשקיע כדי שחומר כמו אוקטן יוכל לשנות את צורתו לפד"ח ומים היא אנרגיית המעבר, או אנרגיית האקטיבציה. חום שנגרם ע"י חיכוך, ניצוץ או כל דבר אחר, הוא האנרגיה הזו, שמאפשרת לדוגמא להדליק גפרור או להצית דלק.

 

[Deathatred]

ממה שאני זוכר מלימודי הכימיה

מה שכתבת פחות או יותר נכון. לעיתים, בשביל שתגובה כימית תתרחש יש צורך לספק למגיבים אנרגיה מסוימת, שנקראת "אנרגיית שפעול". כמו כן, רוב תהליכי הבעירה מתרחשים רק בקרב חומרים מולקולריים בעלי קשרים קובלנטיים.

 

[TheFinalCut]

אקטיבציה

אני חושב שכתבתי את זה, רק שקראנו לאותו הדבר בשמות שונים.. (Activation energy = אנרגיית שפעול \ מעבר \ אקטיבציה) גם לפי מיטב הבנתי התהליך מתרחש רק בקרב חומרים עם קשרים קוולנטיים, אם כי אני חייב להודות שאני לא מכיר בערה שאינה מובילה ליצירת CO2 ו\או H2O (משמע של חומרים אורגניים ומימן). אם מישהו יכול לתת דוגמאות זה בהחלט יהיה מעניין (זכור לי משהו עם גופרית וזרחן, אבל אני לא זוכר מה).

 

[רפליקון]

שריפה

הבנתי שכל חומר אורגני שנשרף התוצרים הסופיים הם פחמן דו חמצני ומים אבל במקרה שיש חומר אורגני שיש בו חנקן או גופרית, איך הם הופכים לתוצרי השריפה או שפשוט הם חוזרים להיות יסודות תקניים?

 

[Etztrubal]

ראשית כל

תודה על התגובה המהירה. בנוגע לחלק השני, התכוונתי אם אפשר לתאר את תהליך הדלקות של חומרים כימים, לדוגמה בנזין, נפט... גם עץ. מה נגרם כתוצאה מהחום ברמה המולקולרית ולמה מתחיל תגובת שרשרת שמכלה את האנרגיה הפוטנציאלית הכימית... תשובה ברמה על תיכונית תיהיה מצויינת.

 

[Deathatred]

האנרגיות הבסיסיות

אנרגיית המסה E=MC^2, אנרגיה האגורה בכוחות ובפועל מצטברת בקשרים שבין חלקיקי היסוד, אנרגיה אלקטרומגנטית (אור, פוטונים, גלים א"מ, קשרים אלקטרו-כימיים באטומים ובמולקולות), אנרגיית הואקום האפלה dark energy שמתבטאת בקבוע הקוסמולוגי של איינשטיין.

 

[וינסטון סמית]

חשבתי שאינשטיין אמר על הקבוע

הקוסמולוגי שהוא היה טעות חייו לא כן? הבנתי שעכשיו מנסים להחיות אותו עם החומר האפל, ולמרות זאת, כיצד ניתן לדבר על אנרגיה אפלה של חומר שעדין לא ברור לנו מה טיבו?