Fizică: Ce se întâmplă la nivel cuantic atunci când rup o bucată de hârtie?


Cel mai bun răspuns

Această întrebare este prea dificil de răspuns. Ar trebui să te uiți la milioane de fibre individual și să explici ce s-a întâmplat cu legăturile moleculare, probabil că nu ar fi toate aceleași lucruri.

Un caz mai ușor ar fi ceea ce se întâmplă atunci când o bară de fier este feliat îngrijit în jumătate. În primul rând, nu ați făcut cu adevărat o tăietură curată dacă ați folosit unelte de grădină. Obținerea divoturilor și a umflăturilor să se alinieze pe două suprafețe care probabil au fost deformate temporar într-o multitudine de moduri de către instrumentul de tăiere ar fi o imposibilitate practică.

Deci, să punem o etapă intermediară sau două. În primul rând, echipați-vă cu cele mai bune instrumente de lustruit, genul de instrumente care au capacitatea tehnică de a obține lucruri la fel de netede ca lentilele telescopice. Lustruiți cele două suprafețe până când sunt la fel de aproape de a fi perfect plane pe cât oricine le-ar putea descurca. Când le puneți la suprafață, acestea se vor lipi împreună. (Două lamele pentru utilizarea microscopului se vor lipi și ele în acest fel. Singurul mod pe care l-am descoperit vreodată să le separăm este să le alunecăm lateral până când zona de contact este mult mai mică și regiunile neacoperite vă oferă un braț mare de pârghie pentru a trage și glisați-le restul drumului liber.) Chiar dacă sunt lipite împreună de forțe atomice, există încă o suprafață de demarcație între cele două blocuri. Acestea sunt legate numai de forțe pe cele două suprafețe.

Acum puneți cele două blocuri într-un jig care le ține aliniate, nu le va lăsa să se miște lateral sau să alunece și să poziționați un ciocan uriaș direct deasupra . Lăsați acest ciocan uriaș să cadă și veți obține un fel de sudură sub presiune care este uneori utilizată pentru suduri minore de la suprafață la suprafață, unde nu este necesară rezistența maximă. Câteva foi de metal sunt strânse între ele și apoi un fel de ciocan electric sau hidraulic este așezat pe locul pe care doriți să-l sudați și conferă celor două foi o lovitură extraordinară care forțează regiunile lor de suprafață să fuzioneze împreună.

Ați putea obține două bucăți de fier dintr-o bucată de fier pentru a „reveni împreună”, dar nu ar fi o îmbinare perfectă. Ar fi un pic ca un os rupt care a început să se vindece, dar este încă prea tremurat pentru a pune cu adevărat vreo presiune. (De aceea mi-au ținut brațul în turn timp de 8 săptămâni.)

Modalitatea reală de a-i „readuce laolaltă” ar fi să fac o adevărată sudură în care cele două bare să fie re-lichidate practic și atunci când sunt îmbinate, nu lăsați nici o urmă a suprafețelor deschise originale între ele.

Răspundeți

Când măriți, cred că este important să vă întrebați exact la ce măriți La nivelul moleculei, aveți dreptate că unele dintre legăturile covalente din lignină și celuloză din care este alcătuită hârtia se vor sparge, dar o mare parte din rupere este doar separarea lanțurilor de molecule strâns strânse, agățate împreună prin legarea hidrogenului. În ambele circumstanțe, dacă ați mări doar un singur atom, ați vedea densitatea electronilor din jurul atomului schimbându-se ușor dacă o legătură de hidrogen ar fi spartă și s-ar schimba destul de drastic dacă o legătură covalentă ar fi ruptă. ca ion sau radical și pentru un timp pe scara nanosecundei ar rămâne în această stație destul de instabilă te înainte de a reacționa, moment în care ai vedea din nou schimbarea densității electronilor. De asemenea, ați fi introdus o cantitate mare de energie în stările vibraționale ale moleculelor, așa că ați observa locația medie a atomilor oscilând destul de întâmplător (hârtia ar fi probabil probabil puțin mai caldă, deși probabil nu în măsura în care ați fi observați dacă l-ați atins).

Structura chimică a hârtiei este foarte complexă, deci prezicerea exactă a modului în care ar arăta densitatea electronilor în tot acest proces este foarte dificilă. Ați descoperi, dacă ați privi un număr mare de atomi în timpul acestui proces, că fiecare proces ar arăta puțin diferit pentru fiecare dintre atomi.

Desigur, dacă ați fi cu adevărat curios cu privire la modul în care structura dintre nuclee se schimbă, atunci Pratik este corect: nimic semnificativ nu li se va întâmpla. Nucleii sunt destul de impermeabili la orice le putem face cu mâinile noastre. Densitatea particulelor din interiorul nucleului aproape sigur nu se va modifica cu nicio cantitate observabilă.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *