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 4190 - מה הגורם לתנועה העצמית של החלקיקים תאריך: 18/10/2009
תחומי דעת:  כימיה  , פיזיקה  
עלפי הכתובים, כאשר מקררים חלקיק לאפס המוחלט נפסקת תנועתו העצמית. אזי תנועתו "העצמית" תלויה במשתנה סביבתי ולא תלויה בגורם פנימי עצמי.
מהו ההסבר לתנועה העצמית ?
תשובה מאת: פרופ' דניאל הריז
   

שלום אריה,

השאלה ששאלת והיבטים שונים שלה העסיקה ועדיין מעסיקה חוקרים רבים, וניתן להרחיב עליה רבות. אולם כאן אשתדל לענות רק תשובה קצרה.

בתאור קלאסי ועל פי חוקי התנועה של ניוטון, כל עוד לא פועל על גוף כוח, הרי שהוא יתמיד בתנועתו, דהיינו ינוע במהירות קבועה. לפיכך, גם האנרגיה הקינטית שלו, המתכונתית למהירות בריבוע, תהיה גם היא קבועה. כדי לשנות את האנרגיה הקינטית של החלקיק, דרוש כוח. למשל, כדור הנופל על הקרקע, מאבד חלק מהאנרגיה שלו בהתנגשות, ובקפיצתו חזרה כפי מעלה מהירותו תהיה קטנה מזו שהייתה לו בעת ההתנגשות. התנגשויות הן לפיכך מנגנון חשוב להעברת אנרגיה בין חלקיקים. למשל: הכדור העביר חלק מהאנרגיה שלו לכדור הארץ בעת ההתנגשות.


במערכות שכוללות מספר רב של חלקיקים (המכונות לעיתים מערכות תרמודינמיות) הכללים דומים. למשל, כוס מים המכילה מספר רב של מולקולות מים מתנגשות זו בזו ללא הרף, ובכך משנות את מהירותן, ואת כיוון התקדמותן, ולפיכך גם את האנרגיה שלהן. אם האנרגיה הממוצעת של מולקולות המים אינה משתנה בזמן, אנו אומרים שהטמפרטורה של המים קבועה. הטמפרטורה היא השם שאנו נותנים לאותו "כח" שמחזיק את האנרגיה הממוצעת של הפרודות קבועה. לעיתים קרובות חושבים במקרים כאלה על "אמבט חום" שמייצר את אותו "כח".

נדמיין מבחנה המוצבת בתוך אמבט גדול מאוד של מים חמים. אם האנרגיה הממוצעת של החלקיקים באמבט בעלי אנרגיה קינטית גדולה יותר מאלו שבמבחנה, החלקיקים באמבט יעבירו יותר אנרגיה בממוצע לדפנות המבחנה בכל התנגשות מאשר החלקיקים שבמבחנה. למעשה כיוון זרימת האנרגיה (החום) יהיה לכן מהאמבט למבחנה. כלומר, חלקיקים בתוך המבחנה יקבלו בממוצע יותר אנרגיה מאשר ימסרו בכל התנגשות עם הקירות. במובן זה, אכן האנרגיה הקינטית הממוצעת שיש לחלקיק תהיה תלויה במשתנה סביבתי – כלומר באנרגיה הממוצעת לחלקיק באמבט שסובב את המבחנה (שלעיתים קוראים לה גם "המערכת"). שווי משקל מושג כשאר קצב העברת האנרגיה מהמבחנה לאמבט שווה לזה של העברת האנרגיה מהאמבט למבחנה.

זו כמובן רק דוגמה פשוטה, אולם בכל מקרה שבו נחשוב על טמפרטורה, אנו למעשה חושבים על מימוש כזה או אחר של אמבט, או כפי שניסחת בשאלך – גורם סביבתי – שתפקידו לקבוע את האנרגיה הממוצעת לחלקיק. העברת האנרגיה בין המערכת לאמבט יכולה להעשות במגוון דרכים. אולי הנפוצה שבהן היא בדרך של התנגשויות בין חלקיקים. המקרה שציינת לגבי האפס המוחלט הוא מקרה קיצון שבו החלקיקים העבירו את כל אנרגיית התנועה שלהם לסביבה (אמבט), ולפיכך נפסקת תנועתם.

בברכה,

ד"ר דניאל הריז
המכון לכימיה
האוניברסיטה העברית

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