שני שאלות בכימיה פיזיקיה

[אמִיר]

לא (שידוע לי)

רק צריך להבין שטמפרטורה של אפס קלווין לא אומר אפס אנרגיה, או אפס תזוזה.

 

[mor200602007]

שני שאלות בכימיה פיזיקיה

למה היא אפשר להגיע לאפס המחולט,ובאפס המחולט אנטורפיה של החומרים היא אפס ,איך חומרים יתנגעו במצב כזה.ועוד משהו שלא מצאתי עליו כך כך תשובה איזה כוחות מושכים את ניוטרונים לפרטונים אני יודע שקורים לו הכוח הגרעיני החזק איך בדיוק הפרוטונים נמשכים לניוטרונים משיכה חשמלית וכו.. תודה לכל העונים

 

[אחמס1]

אפס תזוזה => אפס תנע => אי-ודאות אפס בתנע =>

אי-ודאות אינסופית במיקום. וזה אכן כך, הייתי בהרצאה על עיבוי בוז אינשטיין של אטומי הליום קרים (מאוד, נדמה לי במיליארדית המעלה) והמרצה (Dr. Jeff Steinhauer) אכן אמר והראה צילומים של אטומים בקרבת האפס המוחלט שמתנפחים בעקבות עקרון אי-הודאות.

 

[mor200602007]

יתנגעו=התנהגו

 

[niv1990]

נסיון

אני חושב שהאנטרופיה היא הגידול בפיזור של החומר, שנגרם עקב תנועה אקראית של המולקולות. אם אין חום בכלל, אין אנרגיה קינטית של המולקולות בכיוון אקראי, ולכן אני לא רואה למה שהאנטרופיה תגדל. יש 4 כוחות בסיסיים: כבידה, אטומי חזק, אטומי חלש ואלקטרו מגנטי (האלקטרומגנטי והאטומי חלש הם אותו כוח אני חושב, וזה בא לידי ביטוי בתנאים מסוימים שאני לא יודע). הכוח שמושך הוא אכן הכוח האטומי החזק, שהוא שונה ונפרד מהאלקטרומגנטי. האלקטרומגנטי דווקא דוחה את את הפרוטונים זה מזה (על הניוטורונים הוא לא משפיע). הכוח החזק גדל ככל שהאטומים מתרחקים בתוך הגרעין. זה מה שאני יכול להגיד לך וגם בזה אני לא בטוח...

 

[אמִיר]

ספרתי יותר משתיים

למה אי אפשר להגיע לאפס המוחלט? קודם כל, מגיעים *מאוד מאוד מאוד* קרוב לאפס המוחלט. הטמפרטורה הכי נמוכה *ביקום* היא טמפרטורה שהגיעו אליה במעבדות. מדובר על טמפרטורה שהיא 1/100000000000 מטמפרטורת הסביבה. הסיבה (אחת הסיבות) שזה כל כך קשה, היא שחום עובר נורא בקלות. אנחנו מוקפים באוויר- מולקולות האוויר זזות, פוגעות בנו, ומעבירות לנו את האנרגיה שלהם. אם אנחנו רוצים לקרר משהו, צריך לדאוג שחום לא יצליח להגיע אליו, זה לא פשוט. לגבי "איך חומרים יתנהגו במצב כזה"- תלוי בחומר. זה לא פשוט. אפשר לדמיין שהם "יקפאו" ויפסיקו לזוז. זה יהיה בערך נכון עבור חומרים מסויימים. הפרוטונים לא נמשכים לניוטרונים משיכה חשמלית. פרוטונים נמשכים לאלקטרונים משיכה חשמלית, ולניוטרונים משיכה חזקה. בשביל להבין בדיוק מה קורה, צריך להיכנס לתוך הפרוטון והניוטרון (ואולי בשבוע הבא אני אדע יותר), אבל בעיקרון זה לא שונה מאוד ממה שקורה באור. אפשר לדמיין שפרוטון יוצר שדה של כוח חזק, שמושך את הניוטרון (כמו שאלקטרון יוצא שדה חשמלי). אפשר גם לדמיין שכמו שהכוח האלקטרומגנטי עובר דרך פוטונים ("אור"), הכוח החזק עובר דרך חלקיקים אחרים, ה"פוטונים" של הכוח החזק, שגם להם יש שם (פאיונים?).

 

[giladt02]

אולי עוד קצת

איך חומרים מתנהגים בטמפרטורות מאוד נמוכות זה נושא להמון מחקרים עכשוויים. בעיקרון אפשר לחלק את החלקיקים בטבע לשני סוגים בעלי התנהגות שונה מאוד בטמפרטורות קרובות לאפד המוחלט, וכיום הרוב חוקרים את החלק היותר מעניין וזה איך בוזונים מתנהגים שם. יש מצב שנקרא התעבות בוזה איינשטיין (ע"ש שני האנשים) והיא אחראית להיווצרות של על נוזלים ועל מוליכים בטמפרטורות קרובות לאפס המוחלט. אחת הבעיות בהגעה לטמפ' נמוכות מאוד היא השאלה איך לוקחים אנרגיה ממשהו. אנרגיה באופן כללי תעבור ממערכת עם הרבה אנרגיה למערכת עם מעט. וגם אם נניח שמצאנו דרך כזו צריך לפגוש את החלקיק כדי לקרר אותו, אבל חלקיק קפוא בקושי זז וכמות ההתנגשויות בו פוחתת מאוד, אז מי יכול לקחת לו את האנרגיה? לגבי הכוח בין פרוטונים לעצמם ולניוטרונים, כיום כבר מתייחסים למה שנקרא כוח הצבע (QCD) פרוטונים וניוטרונים מורכבים משלושה קוורקים כל אחד והכוח מועבר בין הקוורקים ע"י גלואונים בדיוק כמו שהכוח האלקטרומגנטי מועבר בין חלקיקים טעונים ע"י פוטונים. מתברר שהכוח בין קוורקים אפקטיבי רק בטווחים מאוד מאוד קטנים אבל הוא מאוד חזק ומתחזק עם המרחק בין הקוורקים. ברמה של הכוח החזק, גם הוא בעל טווח מוגבל, ואפשר לקבל נתונים עליו ע"י מדידות של מצבים גרעינים. אפשר לאמר למשל שהוא לא משמר תנע זוויתי ולא ספין בנפרד אבל כן משמר זוגיות ותנע זוויתי כולל. מעבר לזה, ובתשובה לשאלה איך הכוח פועל, אולי כדוגמא תנסה להסביר לעצמך איך הכוח האלקטרומגנטי פועל בין חלקיקים טעונים. זה יכול להיות נושא מעניין וקשה להסבר, אולי תעלה לכאן את הרעיונות שלך על איך הכוח הזה עובר.

 

[pelegs]

תקנו אותי אם אני טועה

אבל אין הפרה של עקרון אי-הוודאות בטמפ' 0 קלווין?.. (סיבה טובה שאי-אפשר יהיה להגיע לטמ' כזו)

 

[מניקור לקרפיון]

אתה טועה ונתקן

בגבישים תנועת החלקיקים סביב נקודות שיווי המשקל יורדת עם הטמפרטורה אך אינה שואפת לאפס. אילו היתה התנועה שואפת לאפס היתה הפרה של אי הודאות כבר בטמפרטורות גבוהות מ0K . העבודה הדרושה לקרר גוף יחסית ליחס שבין הטמפרטורה שלו לסביבה והעבודה הנדרשת לקרור ל 0K אינסופית.

 

[toty455]

אין ביניהם משיכה חשמלית