ENERGIA CHE SI DISSOLVE ?!
Mi è stato posto il seguente quesito.
Si prende una bella molla metallica che nello stato di quiete è dilatata, la si comprime sino al massimo e la si incastra in un recipiente non metallico che la mantiene compressa tra le sue pareti.
Poi si riempie il recipiente di acido capace di corrodere la molla.
Quando la molla sarà sciolta nell'acido dove sarà finita l'energia potenziale accumulata per comprimerla ?
Grazie
Res
Si prende una bella molla metallica che nello stato di quiete è dilatata, la si comprime sino al massimo e la si incastra in un recipiente non metallico che la mantiene compressa tra le sue pareti.
Poi si riempie il recipiente di acido capace di corrodere la molla.
Quando la molla sarà sciolta nell'acido dove sarà finita l'energia potenziale accumulata per comprimerla ?
Grazie
Res
Risposte
bè sicuramente si trasformerà in energia termica, i legami atomici del materiale di cui è fatta la molla attaccati dall'acido si scioglieranno indi nello sciogliersi per ragioni quantistiche si libererà energia che avrà l'effetto di aumentare la temperatura della sostanza chimica acida prodotta dalla reazione. ti soddisfa questa risposta?
Quindi infilando nell'acido due molle identiche di cui una compressa, quest'uiltima sciogliendosi produrrà più calore dell'altra ?
quello che dice gaussz è plausibile 
, poichè se la molla è compressa i vari atomi si trovano ad una distanza minore di quella equilibrio in assenza di fattori esterno (che è un punto di minimo nel diagramma energetico), in un punto dove il potenziale è più alto...
addirittura? sai dirmi qualcosa di più?
, poichè se la molla è compressa i vari atomi si trovano ad una distanza minore di quella equilibrio in assenza di fattori esterno (che è un punto di minimo nel diagramma energetico), in un punto dove il potenziale è più alto..."gaussz":
ragioni quantistiche
addirittura? sai dirmi qualcosa di più?
penso di si, ma bisogna vedere se gli effetti siano misurabili, nel caso della molla compressa la temperatura aumenta di pochissimo perchè si possa riscontrare.
posso chiederti la finalità di questa domanda?
posso chiederti la finalità di questa domanda?
"wedge":
addirittura? sai dirmi qualcosa di più?
mi riferivo al fatto che quando un legame atomico si rompe allora viene rilasciata energia, credo per ragioni quantistiche, cioè dovute a forze quantistiche che gli atomi si scambiano che, nella meccanica uqntistica sono dovute a scambio di particelle, altro non saprei dire.
E' un quesito che conosco da tempo e comunque ragionando in termini pratici possiamo pensare di comprimere uno di quei molloni che si vedono sulle ruote delle locomotive.
Quanta energia ci vorrà per comprimerlo ? Diciamo 1000 joule, ok allora se lo facciamo e lo mettiamo nell'acido dovremo avere +/- 1000 joule di calore in più rispetto al calore sviluppato dallo scioglimento senza compressione.
(In verità sto cercando di inventare la stufa a molla
)
Res
Quanta energia ci vorrà per comprimerlo ? Diciamo 1000 joule, ok allora se lo facciamo e lo mettiamo nell'acido dovremo avere +/- 1000 joule di calore in più rispetto al calore sviluppato dallo scioglimento senza compressione.
(In verità sto cercando di inventare la stufa a molla
)Res
mi è venuto un dubbio: ma l'acido non perde energia interna quando agisce?
(perdonatemi, non ho ancora studiato chimica seriamente!)
(perdonatemi, non ho ancora studiato chimica seriamente!)
bè non credo sia una buona idea 
Secondo me se facciamo reagire un acido forte con un metallo il delta H di reazione è molto maggiore della differenza di energia tra la configurazione allungata e la configurazione compressa....io direi quasi che è trascurabile...
"wedge":
mi è venuto un dubbio: ma l'acido non perde energia interna quando agisce?
(perdonatemi, non ho ancora studiato chimica seriamente!)
si, perde energia potenziale chimica, ma comunque se la molla è compressa la sua energia si sommerà a quella dell'acido, non so se mi sono spiegato...
cosa intendi con energia potenziale chimica?
Ti riferisci al potenziale di Gibbs?
O all'energia interna della molecola?
Ti riferisci al potenziale di Gibbs?
O all'energia interna della molecola?
"GIOVANNI IL CHIMICO":
cosa intendi con energia potenziale chimica?
Ti riferisci al potenziale di Gibbs?
O all'energia interna della molecola?
wedge parlava di energia interna, quindi mi riferivo all'energia interna dell'acido che penso in questo caso a parità di pressione esterna sia il $DeltaH$ della reazione poichè è trascurabile il calore ceduto dalla molla.
Salve !
Bella discussioe, e complimenti per il quesito.
Premesso che sono sostanzialmente d'accordo con Gaussz (incredibile, proprio su una molla!)
Una domanda: una molla ideale si scioglie nell'acido? Pare scema ma è seria.
Infatti una molla ideale oscillando non perde calore, poichè altrimenti le oscillazioni si smorzerebbero, fino a fermarsi. Qiundi una molla ideale pare non avere energia interna.
Ah, me ne viene anche un'altra: supposto che la reazione chimica sia endotermica,e tale
che la temperatura rimane costante (visto che l'energia potenziale della molla si trasforma in calore, sciogliendosi questa) dove finisce in questo caso l'energia potenziale?
Bella discussioe, e complimenti per il quesito.
Premesso che sono sostanzialmente d'accordo con Gaussz (incredibile, proprio su una molla!)
Una domanda: una molla ideale si scioglie nell'acido? Pare scema ma è seria.
Infatti una molla ideale oscillando non perde calore, poichè altrimenti le oscillazioni si smorzerebbero, fino a fermarsi. Qiundi una molla ideale pare non avere energia interna.
Ah, me ne viene anche un'altra: supposto che la reazione chimica sia endotermica,e tale
che la temperatura rimane costante (visto che l'energia potenziale della molla si trasforma in calore, sciogliendosi questa) dove finisce in questo caso l'energia potenziale?
Sembra che l'unica risposta possibile sia la trasformazione dell'energia potenziale della molla in calore.
Io considererei una molla di un metallo, quale l'acciaio armonico, come una concatenazione di tante molle elementari. Sarebbe proprio il legame atomo-atomo a comportarsi come molla elementare, infatti l'allontanamento di un atomo itramolecolare dalla sua posizione di equilibrio restituisce una forza di richiamo, che per natura del legame stesso è una forza di tipo elettrostatico.
Quello che succede quando la molla viene caricata (sia in un senso che nell'altro) è che gli atomi al suo interno subiscono una deviazione dalla loro posizione di equilibrio, accumulando energia potenziale nel legame metallico.
- L'acido non farebbe altro che togliere i vincoli a queste molle elementeri che rilascierebbero l'energia potenziale accumulata al momento della carica, in energia cinetica tra le molecole della soluzione.
P.S. A mio parere non vi è alcun fenomeno quantistico, il richiamo elastico di natura elettrostatica del legame intramolecolare (come per il legame metallico) mostra una progressione proporzionale e non una progressione discreta.
Io considererei una molla di un metallo, quale l'acciaio armonico, come una concatenazione di tante molle elementari. Sarebbe proprio il legame atomo-atomo a comportarsi come molla elementare, infatti l'allontanamento di un atomo itramolecolare dalla sua posizione di equilibrio restituisce una forza di richiamo, che per natura del legame stesso è una forza di tipo elettrostatico.
Quello che succede quando la molla viene caricata (sia in un senso che nell'altro) è che gli atomi al suo interno subiscono una deviazione dalla loro posizione di equilibrio, accumulando energia potenziale nel legame metallico.
- L'acido non farebbe altro che togliere i vincoli a queste molle elementeri che rilascierebbero l'energia potenziale accumulata al momento della carica, in energia cinetica tra le molecole della soluzione.
P.S. A mio parere non vi è alcun fenomeno quantistico, il richiamo elastico di natura elettrostatica del legame intramolecolare (come per il legame metallico) mostra una progressione proporzionale e non una progressione discreta.
Concordo con Paolo:
(pur essendo abissalmente ignorante in chimica) credo che l'acido per ragire con il metallo debba "estrarne gli ioni", e per far questo deve fornire l'energia di estrazione. Se però la molla è "carica" essa è in grado di fornire una parte di questa enrgia necessaria alla reazione, perché gli ioni sono già un pochino allontanati (o avvicinati, ma in modo da aquistare energia quando tornano alla distanza "di riposo").
Si può quindi rispondere alle domande precedenti:
Una molla ideale ha energia interna, e una parte di auesta la chiamiamo "elastica"; questa energia varia durante l'oscillazione; il fatto che non "perda claore" significa che la sua energia interna varia oscillando e ritornando ad essere la stessa di un periodo (T) precedente, mon che non c'è energia interna.
Se in una reazione che scioglie una molla "scarica" non c'è variazione di energia significa che l'energia fornita dalla reazione è interamente utilizzata per "estrarre gli ioni", se la molla era carica allora avanza un po' di energia che riscalderà (di poco) il tutto.
(pur essendo abissalmente ignorante in chimica) credo che l'acido per ragire con il metallo debba "estrarne gli ioni", e per far questo deve fornire l'energia di estrazione. Se però la molla è "carica" essa è in grado di fornire una parte di questa enrgia necessaria alla reazione, perché gli ioni sono già un pochino allontanati (o avvicinati, ma in modo da aquistare energia quando tornano alla distanza "di riposo").
Si può quindi rispondere alle domande precedenti:
Una domanda: una molla ideale si scioglie nell'acido? Pare scema ma è seria.
Infatti una molla ideale oscillando non perde calore, poichè altrimenti le oscillazioni si smorzerebbero, fino a fermarsi. Qiundi una molla ideale pare non avere energia interna.
Una molla ideale ha energia interna, e una parte di auesta la chiamiamo "elastica"; questa energia varia durante l'oscillazione; il fatto che non "perda claore" significa che la sua energia interna varia oscillando e ritornando ad essere la stessa di un periodo (T) precedente, mon che non c'è energia interna.
supposto che la reazione chimica sia endotermica,e tale
che la temperatura rimane costante (visto che l'energia potenziale della molla si trasforma in calore, sciogliendosi questa) dove finisce in questo caso l'energia potenziale?
Se in una reazione che scioglie una molla "scarica" non c'è variazione di energia significa che l'energia fornita dalla reazione è interamente utilizzata per "estrarre gli ioni", se la molla era carica allora avanza un po' di energia che riscalderà (di poco) il tutto.
"infinito":
Se in una reazione che scioglie una molla "scarica" non c'è variazione di energia significa che l'energia fornita dalla reazione è interamente utilizzata per "estrarre gli ioni", se la molla era carica allora avanza un po' di energia che riscalderà (di poco) il tutto.
Mi attendo quindi che quel "di poco" sia equivalente all'energia conservata dalla molla carica, altrimenti non capisco dov'è andata a finire quella restante.
Il caso della molla in effetti è quello generico di un accumulatore di energia, una batteria per esempio. Sappiamo che per caricarla occorre energia elettrica che si trasforma in chimica.
Un batteria carica però non rimane così per l'eternità, perchè appunto tende lentamente a scaricarsi poichè tra i suoi elementi esiste una resistenza: aria, materiale costruttivo, che per quanto grande non è infinita.
Questa scarica lenta e fisiologica si dovrebbe manifestare in un aumento di temperatura (non discutiamo sul quanto ma sul cosa), in unione forse a qualche altro fenomeno atomico che libera ad esempio neutroni, perchè magari quel particolare tipo di materiale sottoposto a ddp si comporta così.
(Es un cristallo di quarzo eccitato elettricamente lungo l'asse elettrico restituisce energia meccanica sull'asse meccanico n.d.r.)
Quindi anche un bel mollone caricato con una pressa e immobilizzato, magari dopo 100 anni si "ammoscia" e diventa plastico, la sue energia se n'è forse andata piano piano in calore grazie alle sue "impurità".
Attestato questo principio, la domanda d'origine è sempre la stessa e cioè che ponendo due molle identiche nell'acido, di cui una (appena prima) compressa ed ottenendo due reazioni chimico/termiche, si chiede se ci si attende che siano di diversa temperatura e se la seconda supera la prima per un quantitativo di energia equivalente all'energia spesa per comprimere la molla che ha appena sciolto.
Forse sarebbe interessante verificarlo in laboratorio; c'è qualche baldo studente che può adoperarsi a far effettuare questo esperimento ?
Saluti Res
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