דבר מוזר...

[אחמס]

דבר מוזר...

שלום לכם, קרה לי היום דבר מוזר מאוד, בטח לא תגלית מדעית, אבל לא דבר שאני יכול להסביר, אם מישהו יוכל לעזור מאוד אשמח. לקחתי חתיכות קטנות של בדיל ושמתי בכלי וחיממתי עד שזה הפך להיות נוזל. אבל קרה דבר ממש מוזר... כשהחתיכה הראשונה הפכה לכדורית ומבריקה (מן הסתם נוזלית) היא התחילה לנוע לעבר חתיכת בדיל אחרת! שגם זו עד מהרה הפכה להיות נוזלית, השתיים התאחדו וכדורית בדיל נוספת נעה לעברן. חשבתי שאולי הכלי לא היה ישר והבדיל הנוזלי פשוט "החליק" לנקודה הנמוכה ביותר בכלי, אבל אני לא חושב שזה היה כך, הכלי הוא די שטוח וגם הנקודה שאליה נעו הטיפות המכתיות הייתה במקום שאחת מחתיכות הבדיל הייתה שם בהתחלה. נראה לי שאולי הבדיל קיבל מידה מסויימת של מגנטיות כשחיממתי אותו, אבל זה לא ברור לי למה ואיך. לאו דוקא קשור: גם שמתי לב שהטיפות השאירו אחריהן שובל בצבע דמוי חום, שנדבק לאלומיניום ולא הצלחתי לנקות אותו (השתמשתי בחומץ בישול), האם זה היה הבדיל הנוזלי שקצת עיקל את האלומיניום (ביוצר איתו קשרים מתכתיים), והדבר החום הוא מעין סגסוגת של שניהם? או שבאיזשהו אופן תחתית הכלי "נרטבה" מהנוזל, ובטמפרטורת החדר הרטיבות הפכה לכתם?

 

[2_be]

ברוך הבא../images/Emo140.gif

 

[אחמס1]

תודה, אבל תשובה הייתה גם כן משמחת

 

[WHYwhy]

אני גם זוכר

שראיתי משהו דומה בניסוי. אולי זה משהו שקשור למבנה האטומי של הבדיל? ולכוחות משיכה שמתחזקים בגלל החימום?

 

[CommandeRiker]

ככה זה מתכות במצב נוזלי.

שואפות להתחבר. קורה בצורה הרבה יותר חזקה בכספית....

 

[אחמס1]

לא ביצעתי ניסויי מסודר בדבר כספית

אבל זכור לי שנשבר מד-חום כספית פעם ונשפכה הכספית על הרצפה. אם אני זוכר נכון הנוזל התפזר לכדוריות, אבל אני ממש לא זוכר שהן נמשכו אחת לשנייה. בקשר למבנה הבדיל, לא ידוע לי על הבדל משמעותי בין בדיל לשאר המתכות (ואכן יכול להיות שאם עושים את זה עם עופרת או מתכת אחרת קורה אותו דבר). וכוחות המשיכה: אם הכוונה לכוחות הבין-מולקולריים, אז הם דוקא הופכים חלשים יותר בחימום - אבל אולי מדובר בכוחות אחרים שפועלים שם, זה יכול להיות כמה דברים. לדעתי זו לא תכונה ייחודית לבדיל, ויש אותה לכל מתכת במידה זו או אחרת

 

[אורן51234]

החומר החום

אני מנחש שהשתמשת בבדיל להלחמות אלקטרוניקה... אם כן החומר החום שנשאר הוא סוג של דבק שנמצא במוט של הבדיל על מנת לאפשר להלחמות להישאר צמודות למעגל ולשאר חלקי שרוצים להלחין. (לניקוי תנסה להשתמש באציטון, למרות שאני לא בטוח אם גם זה יעזור). אני מלחים הרבה וגם אני ראיתי תופעה דומה (לא בכלי חם אבל דומה) אני חושב שזה קשור לעובדה שכאשר הבדיל חם ונוגע בחתיכה מוצקת גם היא מתחממת ונהיית נוזלית והם נדבקות בגלל מתח פני הנוזל (כמו טיפות מים או בועות סבון). נ.ב. מה בדיוק הכוונה כשאומרים מתח הפנים של נוזל מבחינה פיסיקלית?

 

[טל ר]

מתח פני נוזל

בין מולקולות הנוזל ישנם כוחות משיכה קצרי-טווח. כל מולקולה הנמצאת במרכז החומר מוקפת במולקולות אחרות, ולכן סה"כ הכוחות עליה הם 0. אין הדבר נכון למולקולות בקצוות החומר, הנמשכות פנימה אך לא החוצה, ולכן הן מוחזקות יחד עם שארית הנוזל. קל לראות שתופעה זו גורמת לנוזל לשאוף להיות בעל שטח פנים מינימלי. על פני כל חתך במעטפת (כלומר ישר) פועל כוח משיכה בין שני חלקיו שהינו פרופורציוני לאורכו. קבוע הפרופורציה הינו מקדם מתח פני הנוזל, ומשתנה בין חומרים שונים ותלוי גם בטמפרטורה.

 

[אחמס1]

ניחוש טוב

באמת השתמשתי בסליל בדיל להלחמה. אז לפי מה שאתה אומר, אם אני לוקח את הבדיל אחרי שהוא "טוהר" מהדבק, ומבצע את אותו דבר שוב, אז אני לא אמור לראות את החומר החום הזה? וזה מעלה שאלה נוספת - בטח קשור לעניין של מתח פנים (אני לא מבין גדול בעניין) - אם מים נשפכים על הרצפה ,או בתוך כלי, הם מרטיבים אותו ו"נדבקים אליו". כלומר, לא מספיק להטות את הכלי בזווית כדי שהמים ישפכו מהכלי, ההטייה בזווית "מעיפה" כמות גדולה של מים אבל תמיד נשארת קצת רטיבות שצריך לנקות במטלית, ובדרך כלל גם זה לא עוזר אז צריך לחקות שהמים יתיבשו. אם כן, למה הבדיל והכספית לא מרטיבים את הכלי, והמסתדרים בטיפות ממש מושלמות? את נוזל הבדיל היסרתי מהכלי פשוט אחרי שהוא התקשה, והכתמים החומים פשוט נשארו שם. אבל אם, כמו שאתה אומר, הייתי משתמש במתכת טהורה ולא היה נוצר כתם חום, אז למה הבדיל לא הרטיב את הכלי?

 

[אורן51234]

כספית מול מים

אני לא ניסיתי אף פעם לטהר את הדיל כך שלא ישאר בו דבק, נשמע כמו ניסוי מעניין, אם תצליח בבקשה ספר לי איך עשית זאת. כעיקרון אם הצלחת לטהר את הבדיל הבדיל עצמו יהפוך לגוש קשיח אך לא ידבק לכלי ואני מנחש שלא תראה כתמים חומים (בהנחה שהחום על הכלי לא יצר אותם). לגבי ה"רטיבות", כאשר אתה מוזג מים מקנקן כמה טיפות תמיד ידבקו לקצה וישארו שם או יטפטפו\יחליקו על הצד החיצוני של הקנקן (הייתה אישה אחת בבריטניה שתיכנה קנקן עם פייה מיוחדת שמחזירה טיפות אלו לקנקן- מידע מיותר אבל נראה לי קשור) בכל מקרה, לכספית יש תכונה שהיא פחות דחוסה ממים בדומה לשמן למשל ולכן היא חלקה יותר וכמעט ולא נצמדת לשום כלי מתכתי אחר (זו גם אחת הסיבות להוספת הדבק לבדיל) תוסיף לזה את הנטייה להיתחברות בין טיפות הכספית ואז אפשר לראות למה הם מתחברות לטיפות מושלמות ולא מרטיבות את הכלי(בנוסף לעובדה שהבדיל לא נשאר נוזלי אבל זה כבר לא קשור. אם כבר אני רוצה לשאול אותך, אתה עושה ניסויים גם עם כספית? (חומר נדיף ורעיל במיוחד...)

 

[טל ר]

כספית פחות דחוסה ממים?

אני חושב שזה קשור לקשרים החזקים מאוד בין אטומי הכספית, והקשרים החלשים שלהם עם הכלי (בדיוק ההפך ממים - יש להם קשרי מימן עם הכלי). מבחינת דחיסות, כשאתה אומר דחיסות אתה מתכוון למשקל סגולי? אם כן, זה ממש לא בכיוון. כספית, דרך אגב, לא כל כך נדיפה (כלומר אם תשאיר כספית חשופה לאויר יקח לה זמן רב להתנדף), אולם גם בלחץ החלקי הקטן של אדי הכספית בטמפרטורת החדר היא רעילה מספיק. טל.

 

[אורן51234]

נראה שטעיתי, תודה

 

[¶]

עוד דוגמא יפה

מים בכלי זכוכית יוצרים שטח פנים שקערורי , שקצה הנוזל גבוה במילמיטר ממרכזו. כספית לעומת זה יוצרת גבעונת כך שאמצע הנוזל גבוה במקצת מקצותיו. הסיבה לכך היא שהמים נקשרים היטב לזכוכית ומצבם האנרגטי נמוך יותר ככל שששטח הפנים שלהם קשור יותר לפני הזכוכית. לכפסית תכונה הפוכה והיא מעדיפה להיקשר לעצמה וכאן ההבדל בין שתי הצורות של שטח פני הנוזל. אגב , ניתן לשים לב לתופעה בעיקר בכלים עם קוטר קטן וגובה יחסית רב אליו - תנסו עם המים לא עם הכספית, שאגב בחשיפה קצרה לא כ"כ מזיקה אבל בחשיפה ארוכה יכולה ליצור תופעות "מענינות" בברכה , אבירם

 

[אחמס1]

אפשר גם לבדוק את הזווית הנוצרת

כן, שמעתי על העובדה הזאת איפשהו. גם קראתי פעם (מזמן) על זה שממש בודקים את הזווית שיוצרת טיפה בנוזל (או נוזל בכלי, לא זוכר), ומוצאים את מתח הפנים של אותו נוזל. בקשר לטיהור הבדיל מחומר הדבק שבו - חשבתי על חימום פשוט והפרדה, ואם זה לא עובד אז אפשר בחומצה חזקה ובמקרה שהחומצה מגיבה עם הבדיל אז טיהור התמיסה מיונים משקיפים וביצוע אלקטרוליזה. זה ניסויי בשביל הכיף, כי אם ממש צריך בדיל נקי בטח אפשר למצוא ספק שמוכר בכמויות קטנות. וכמו שציינתי בהודעה קודמת, אני לא משתמש בכספית (ובטח לא בחימום! שאיפת אדי כספית לריאות היא קטלנית!). שמעתי פעם שאיוון האיום קיבל תרופות שהכילו כספית וזה די גרם לא לאבד את השכל.

 

[¶]

אנטרופיה ואנרגיה

אנטרופיה ואנרגיה - שתי פונקציות מצב שמתארות מבחינה תרמודינמית את המערכת שלנו (בטג ליין יש שרשור ארוך אודתיהן). האנרגייה סכומה קבוע ולא ניתן לייצרה מכלום ולא ניתן להעלים אותה. והאנטרופייה הכוללת שואפת לעלות כל הזמן. יש לנו מצב קלאסי כאן של "ניגוד אינטרסים" בין שני המשתנים הללו. טיפות הכספית או הבדיל שואפות להגיע למצב האנרגטי הנמוך ביותר - בגלל כוחות בין מלוקולריים חזקים שקיימים במתכות (מודל ים האלקטרונים) המצב האנרגטי הנמוך ביותר הוא כאשר המתכת נמצאת בצביר אחד ושטח הפנים שפונה כלפי חוץ הוא הקטן ביותר. מצד שני חלקים קטנים של מתכת מותכת לא יכולים להגיע לאותה נקודה ע"מ להפוך לחלק אחד גדול כי זה סותר את עקרון עליית האנטרופיה כי היקום נהייה "מסודר יותר" כתוצאה מקיום בועה אחת של נוזל מאשר שתי בועיות. אז מה התשובה ? כמו בכל שאלהמורכבת אחרת - תלוי במערכת. אם נציב את שתי הטיפות במרחק רב אחד מהשנייה כוחות המשיכה לא יהיו חזקים מספיק והם לא יהפכו לטיפה אחת. אם נקרב אותם למרחק קטן יותר (תלוי בחומר, בטמפ' ובגורמים אחרים) הן יתאחדו לטיפה אחת. אגב כשהטיפות חמות ויש להן אנרגייה רבה הן ינעו באופן אקראי על המשטח במהירות שתלוייה בטמפ' ולכן הן יכולות באקראי להפיגש ושוב ליצור טיפה אחת גדולה. כמובן שמצב של שתי טיפות שמרחקן אחת מהשנייה רב (מספר סנטימטרים) ינועו ישירות אחת לשנייה בניסוי שניתן לחזור עליו פעמים רבות הוא לא מצב הגיוני ולכן ניתן לשער שיש שקערורית שלא ניתן לראות בעין בלתי מזויינת שגורמת להן לנוע אחת כפלי השנייה . בברכה , אבירם

 

[אחמס1]

כוחות

כרגע ביצעתי את הניסויי עם מי ברז בטמפרטורת החדר. שתי טיפות מים אכן התאחדו לטיפה אחת, זה קרה באופן ספונטני בערך בתוך חצי דקה מאז שקירבתי את הטיפות למרחק ממש קטן אחת מהשנייה (פחות מחצי מילימטר). עלי לציין שכאשר שמתי את טיפת המים על שולחן הפורמייקה היא הייתה "גבוהה" ולאט לאט נמעכה והפכה שטוחה יותר, הייתי צריך לחכות כמה דקות עד שהוספתי את הטיפה השנייה. אותה שמתי במרחק רב יחסית מהטיפה הראשונה אבל קירבתי אותה באמצעות סכין. כמו שכתבתי בהודעה קודמת, חייב להיות הבדל מהותי בין מים למתכת נוזלית. אני לא מצפה מקשרי המימן בין מולקולות המים לפעול במרחק סנטימטרים (אף על פי שמרחק בסדר גודל של עשריות מילימטר גם הוא מפליא). אם הבנתי נכון את מה שאתה אומר, בעצם הקשרים המתכתיים (יונים חיוביים וים האלקטרונים) הורגשו ממרחק רב יחסית? אני צריך לבדוק את העניין שוב עם מים בטמפרטורות גבוהות יותר, ולנסות שוב עם בדיל בכלי אחר (אני מעדיף לא להתעסק עם כספית).

 

[טל ר]

המעבר בין מצבים

צדק אבירם כשכתב כי מקסימום אנטרופיה ומינימום אנרגיה פוטנציאלית הם שתי מגמות מנוגדות. מעניין לראות כי בהינתן שני מצבים, אחד בעל אנרגיה פוטנציאלית ואנטרופיה נמוכים (למשל נוזל) והשני בעל אנרגיה פוטנציאלית ואנטרופיה גבוהים (למשל גז), המעבר ביניהם יהיה בטמפרטורה:

T = Q / S​

(Q - הפרש האנרגיה הפוטנציאלית, S - הפרש האנטרופיה, T - טמפרטורה מוחלטת). הדבר נכון לכל סוג של שינוי פאזה. טל.

 

[hatchetman82]

מגנטיות לא סביר

מומנט מגנטי בחומר נוצר עקב היערכות ספינים. בחימום החומר מספקים אנרגיה לחומר, מה שגורם לספינים להיערך בצורה אקראית, כך שהמומנט המגנטי של מתכת חמה הוא חלש, כך שאני מסופק אם ההסבר נעוץ באפקט מגנטי.