Δήμητρα Σπανού, χημικός, συνταξιούχος καθηγήτρια Χημικός Δευτεροβάθμιας Εκπ/σης από 30-6-2025
υπό κατασκευή
ΕΛΑΣΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΑΝΕΛΑΣΤΙΚΕΣ ΣΥΓΚΡΟΥΣΕΙΣ ΑΤΟΜΩΝ, ΜΟΡΙΩΝ ΚΑΙ ΜΙΚΡΟΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ
Στην μελέτη της συμπεριφοράς συστημάτων - συνόλων μεγάλων πληθυσμών από στοιχειώδεις μονάδες που να τα αποτελούν, έγινε δυνατόν να μελετηθούν αέρια και υγρά σώματα και να συνδεθούν οι μικροσκοπικές ιδιότητες των σωματιδίων τους με τα μακροσκοπικά φαινόμενα (πίεση, θεμοκρασία).
Η ιδανική περίπτωση για να ξεκινήση η μελέτη των ιδιοτήτων του μικρόκοσμου ώστε να συσχετιστούν οι ιδιότητές του με τα μακροσκοπικά φαινόμενα της ύλης ήταν τα ιδανικά αέρια για τα οποία οι συγκρούσεις τους θεωρούνται ελαστικές (χωρίς απώλεια κινητικής ενέργειας) και η μάζα τους θεωρείται σημειακή (αμεληταίος όγκος και μάζα) και επίσης είχαμε συμπεριλάβει σε αυτά σύνηθη αέρια υπό συνθήκες χαμηλής θερμοκρασίας και συγκέντρωσης ώστε η συμπεριφορά τους τότε θεωρείται ότι πλησίαζε των ιδανικών.
Αυτό που εξετάζουμε τώρα είναι η συμπεριφορά σχετικά με την ενέργεια : Στα ιδανική συμπεριφορά η συνολική εσωτερική ενέργεια των σωματιδίων πριν την σύγκρουση παρέμενε η ίδια μετά και δεν υπάρχει εκπομπή θερμότητας ή ήχου.
είναι οι συνολικές κινητικές τους ενέργειες πριν και μετά την σύγκρουση
είναι οι συνολικές κινητικές τους ενέργειες πριν και μετά την σύγκρουσηΟι κατανομές maxwell είναι αυτές που περιγράφουν την συμπεριφορά ιδανικών αερίων
Στον φυσικό κόσμο αν και οι συγκρούσεις των μικροσωματιδίων (που δεν ήταν ιδανικά) δεν είναι στην πραγματικότητα ελαστικές, όμως
Α. στους περισσότερους υπολογισμούς που αφορούν μόρια αερίων και υγρών θεωρείται ότι οι συγκρούσεις είναι ελαστικές,
Β. κανένα αντικείμενο δεν υφίσταται μόνιμη παραμόρφωση.
Οι ελαστικές συγκρούσεις τους υπόκεινται στον νόμο διατήρησης της ορμής
αλλά και στον νόμο διατήρησης της μηχανικής ενέργειας
(U1, U2 η συνολική δυναμική ενέργεια πριν και μετά την σύγκρουση Κ1, Κ2 η συνολική κινητική ενέργεια πριν και μετά την σύγκρουση)
(U1, U2 η συνολική δυναμική ενέργεια πριν και μετά την σύγκρουση Κ1, Κ2 η συνολική κινητική ενέργεια πριν και μετά την σύγκρουση)
ΠΟΤΕ ΟΙ ΣΥΓΚΡΟΥΣΕΙΣ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΕΛΑΣΤΙΚΕΣ
Σχεφόν όλες οι φυσικές συγκρούσεις των σωματιδίων είναι ανελαστικές
Στις μη ελαστικές (ανελαστικές) συγκρούσεις των μορίων υγρού ή αερίου δεν διατηρείται η συνολική κινητική ενέργεια των μορίων (μικροσωματιδίων)
Οποιαδήποτε αλλαγή στην κινητική (μεταφορική) ενέργεια σε μια ανελαστική σύγκρουση πρέπει να αντισταθμίζεται με άλλες αλλαγές στα συγκρουόμενα σωματίδια συνολικά όπως, απελευθέρωση ενέργειας με την μορφή θερμότητας, ήχου ή μόνιμων παραμορφώσεων (που δεν διατηρείται ούτε η συνολική δυναμική ενέργεια)
Στις ανελαστικές συγκρούσεις ισχύει ο νόμος διατήρησης της ορμής υπό όρους: Στο σύστημα δεν ασκούνται εξωτερικές δυνάμεις ή εάν ασκούνται είναι δυνάμεις συντηρητικές που σε μια κλειστή διαδρομή το συνολικό τους έργο είναι μηδέν.
ο νόμος διατήρησης της μηχανικής ενέργειας παραβιάζεται
ΠΗΓΕΣ
Αρχή διατήρησης της ενέργειας - Βικιπαίδεια
Ανελαστικές Συγκρούσεις | Κλασική μηχανική. Σχολικό βιβλίο
Μοριακή Φυσική και Θερμοδυναμική
§ 35. Μοριακές Κινήσεις και Φαινόμενα Μεταφοράς
§ 4. Μη συντηρητικές δυνάμεις. Τόμος 1. Μηχανική, Ακτινοβολία και Θερμότητα