בשער-קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער בפייסבוק - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל בשער - קהילה אקדמית למען החברה בישראל
דף הבית   |   על בשער   |   פעילויות בשער   |   ספר אורחים   |   צור קשר      רשימת תפוצה
 
 
 > שלח שאלה למומחה
 
 
 
     כל התחומים
     אסטרופיזיקה
     הנדסת חשמל
     הנדסת מזון
     כימיה
     פרקינסון
     ננוטכנולוגיה
     הנדסה
     מדעי המחשב
     כימיה
     ביולוגיה
     פיזיקה
     רפואה
     מתמטיקה
     מדעי הסביבה
     גיאוגרפיה
     מוט"ב
     הוראת המדעים
     אזרחות
     כלכלה
     היסטוריה
     משפטים
     פסיכולוגיה
     תנ"ך
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 > בשער האזרחות
 
 
 > הרצאות מומחים ברשת
 
 
 > רשימת תפוצה
 
 > חתום בספר האורחים
 
 > כניסה לשואלים רשומים
 
 
 > English
 
שאלה מספר 3608 - אנומליה של המים תאריך: 07/08/2008
תחומי דעת:  כימיה  

שלום רב,


אני מעונין להבין ולהסביר לתלמידי מדוע מ-4 מעלות ומטה המרווחים בין מולקולות המים גדלים.

אני מבין שכיון שכוחות "ואן דר ואלס" חזקים יותר וכן הקוטביות בין מולקולות המימן בעלות המטען החיובי לבין מולקולת החמצן בעלת המטען השלילי יוצרת כוחות חשמליים שאינם מאפשרים על ידי קירור להתכווץ יותר. אך מדוע בהמשך הקירור חלה התרחבות ומרחק גדול יותר בין המולקולות?


תודה רבה, ניר


תשובה מאת: ד"ר תמי יחיאלי
   

שלום לך ניר,

בשאלתך אודות האנומליה של המים הזכרת את כוחות ון דר ולס ואת הקוטביות של מולקולת המים, אבל לא הזכרת את הזווית המיוחדת של מולקולת המים - 1090 שמעצים את האפקט של הקוטביות וכן את האנרגיה הקינטית של מולקולות המים. המבנה של כל נוזל הוא תוצאה של "מאבק" בין האנרגיה הקינטית של המולקולות שלו (הפועלת בכיוון של הגדלת הנפח) לבין כוחות המשיכה הקיימים ביניהן (הפועלים בכיוון של הקטנת הנפח). כשמקררים את המים - עד ל-40, האנרגיה הקינטית של המולקולות הולכת וקטנה, אבל היא עדיין חזקה מספיק כדי להתגבר על הקוטביות של המים ולכן נפחם הולך וקטן (כמו כל נוזל).

מתחת ל-40, האנרגיה הקינטית של המלקולות נמוכה יחסית ואז כוחות המשיכה החשמליים שבין מולקולות המים (המכונים כפי שציינת, כוחות ון דר ולס) הם חזקים יחסית והם גורמים למולקולות המים להסתדר במערך המוכתב מהקוטביות שלהן ומהמבנה הזויתי שלהן. מבנה זה הוא אכן מבנה מרווח יחסית , והוא הולך ומתרווח עם הירידה בטמפרטורה (כלומר עם הירידה באנרגיה הקינטית של המולקולות), כיוון שהתנועתיות של המולקולות הולכת וקטנה ומפריעה פחות ופחות למבנה המרווח שנוצר.זו הסיבה שהנפח של גוף המים הולך וגדל עד לקפיאה. בטמפרטורה זו מתקבע המבנה המרחבי המרווח האופייני למים, מולקולות המים כבר אינן נעות במרחב והתנועה היחידה המתאפשרת למולקולות היא תנודה במקום.


מקווה שעניתי לך, כל טוב


ד"ר תמי יחיאלי
החוג להוראת המדעים
האוניברסיטה העברית

לשאלה זו נשאלה שאלת המשך, לצפייה לחצו כאן
הוסף תגובה הדפס שאלה      שלח לחבר      שאלות מועדפות
תגובות      [ הוסף תגובה ]
 
שלח שאלה למומחה   |   שמור כדף הבית   |   הוסף למועדפים   |   תנאי שימוש באתר   |   Powered By Art-Up