Back to site
Since 2004, our University project has become the Internet's most widespread web hosting directory. Here we like to talk a lot about web development, networking and server security. It is, after all, our expertise. To make things better we've launched this science section with the free access to educational resources and important scientific material translated to different languages.

C2: protoni, neutroni, electroni şi


Construit din energie

Pentru a ilustra modul în care chimia este vorba de blocuri de constructii, vom încerca să facem un tort de la zero. Total de la zero. Singurul ingredient de pornire o avem este ENERGIE!
Intr-un fel avem nevoie de energie pentru a transforma în particule. Dar este că, chiar posibil?

Noi avem dovezi convingătoare ale invers (transformarea masei în energie), în conformitate cu faimoasa ecuatie a lui Einstein. De energie este egal cu masa (m) ori viteza luminii (c) la patrat.

În bomba atomică, o parte din masa de uraniu este convertit la energie. Mare parte din aceasta energie este raze gamma, care sunt fotoni de lumină de energie înaltă.

Ecuaţie ne permite să dau seama câtă energie este în masă. Ar putea fi, de asemenea, interpretată ca câtă energie este nevoie pentru a crea o anumita cantitate de masa. Să ia în considerare masa de tort noastre de a fi de 1 kilogram (aproximativ 2,2 lire sterline).
E x = 1 kilogram (300 milioane de metri pe secundă) x (300 milioane de metri pe secundă)
Energia este masa (în kilograme) de ori viteza luminii (în metri pe secundă) la pătrat.

E = 90.000.000.000.000.000 jouli.

Cantitatea de energie va fi măsurat în "jouli." Un joule este energia utilizată de un watt merge timp de 1 secundă. Penlight este de aproximativ 1 watt. Deci, porniţi-l pe timp de o secundă şi veţi consuma un joule de energie. Deci, un joule nu este mult, dar 90,000,000,000,000,000 (90 cvadrilion) jouli este.

Noi nu cumpără energie electrică în mod normal, măsurată cu waţi ori secunde, Cumparam kilowaţi (1000 W) ori ore. Notă de punctul săgeată pentru a kilowaţi-oră. Noi plătim aproximativ 11 cenţi pe kilowatt oră. Un prăjitor de pâine consumă aproximativ 1.000 de waţi, aşa că costurile de 11 cenţi pentru a rula un prajitor de paine pentru o oră.

90.000.000.000.000.000 secunde Watt x kg x 1 oră
1000 3600 sec.

25 miliarde de kilowaţi oră
sau 25 miliarde oră kilowati.

Ne-am înlocuit cu jouli secunde watt (ceea ce inseamna W x secunde). Prin împărţirea la 1000 şi 3600, ne kilowaţi-oră.



Aceasta este planta Palo Verde nucleare. Se poate genera circa 4.000.000 de kilowaţi de putere. (La fel ca alimentarea 4 milioane Tostere). Împărţiţi 4000000 kilowaţi în 25 miliarde de kilowaţi-oră este necesar, ne dă de ore. Răspunsul este 6250 oră sau 260 zile. Deci, Palo Verde a plantelor energiei nucleare ar trebui să pună putere de maximum 24 de ore pe zi, pentru 260 de zile pentru a crea suficienta energie pentru a crea cele 2,2 kg de materie pentru tort noastre. Factura noastre electrice va fi de 3 miliarde de dolari. Nu am spus a face un tort de la zero a fost ieftin.
Ceea ce avem nevoie este de 3 miliarde de dolari în valoare de fotoni de energie mare numite raze gamma. Un foton este un pachet de lumină. Se deplaseaza in unde. Cu cât mai mare de energie mai aproape de valurile sunt. Din păcate, companiile electrice produce electricitate nu fotoni.
În unele părţi ale universului, raze gamma sunt abundente. Mai jos, o gaura neagra (o stea prabusit) este devorarea alta stea. Deoarece materialul cade în gaura neagră, jeturi de particule şi de raze gamma trage afară. Aceste raze gamma ar putea produce chestiune care avem nevoie. Dar a merge acolo este impracticabilă.
De asemenea, atunci când universul era tânăr, era plină cu raze gamma, astfel încât crearea de materie a fost comun. Dar acum, trebuie să lucrăm din greu pentru a crea raze gamma aici, pe Pamant.
Din fericire, există facilităţi imense (mai jos), care poate accelera particulele şi sparge-le în obiective şi să facă raze gamma. Imaginea din dreapta sus, prezinta de urmărire a particulelor în interiorul unei camere nor. Prezinta săgeată galben au fost o particulă de mare viteză s-au ciocnit cu o altă particulă. Patru particule dispersate. Razele gamma au fost produse (dar nu poţi vedea urmele lor). Prezinta săgeată verde au fost raze gamma-au alăturat pentru a forma două particule noi, care sa desprins de la fiecare alte într-o mişcare buclă. Bucla de jos este un electron şi bucla de sus este un pozitron (un anti-electron). Electronii au o taxă negativă şi pozitronii avea un efect pozitiv o singura incarcare. Ei bucla in directii opuse, deoarece există un câmp magnetic în această cameră, care determină particulele încărcate să se deplaseze în căi curbe. De asemenea, alaturi de curba de taxe în direcţii opuse.
O modalitate de a crea noi lumina este de a accelera electroni şi apoi Slam-le într-o placă de metal. Noi le accelera de aglomerarea-le pe un fir. Ei vor respinge reciproc, şi în acest sens un electron ar putea să se rupă de sârmă. De asemenea, dacă aveţi o placă de metal cu un exces de sarcina pozitiva, electronul se va accelera spre acel placă. Electronii slam în placă şi să vină să se oprească. Această energie de repede se deplasează trebuie să meargă undeva (energia cinetică este energia ajuns la miscare). Că energia în mod normal, este transformată în lumină. Cu 2 sau 3 volţi, lumina este lumina vizibilă puteţi vedea. Cu 110 volţi (ca un sudor cu arc electric) veţi obţine, de asemenea, lumina ultravioleta, care nu le puteţi vedea. Dar lumina ultravioletă are o energie suficientă pentru a deteriora ochii. La 100.000 de volţi, lumina este dat afara de raze X. Razele X au energie pentru a trece prin obiecte, dar nu suficientă energie să se convertească la particule. Cu toate acestea, la 1 milioane de volţi...
Un milion de volţi, este de ajuns pentru a împinge de un metru scânteie mai multe. Belows tip îi place să construiască bobine Tesla. Aceasta este una produce aproximativ o jumătate de milion de volţi. Scântei de mai jos sunt încetinite de aer. Dar dacă el ar putea dubla de tensiune şi au electronii din scântei acoperi printr-un vid şi Slam într-o ţintă de metal, uşoare, rezultând create ar fi raze gamma.
Cu un milion de volţi, lumina creat atunci când electronii veni să pună capăt va fi raze gamma. Atunci când două dintre aceste raze gamma se ciocnesc, ele pot dispărea, iar locul lor va fi de două particule noi. În acest caz, un electron şi un pozitron. Pentru tort nostru, vrem doar de electroni. Desigur, vom avea nevoie de o mulţime de electroni.
Pentru a face un tort, avem nevoie de elemente de carbon, hidrogen, oxigen, azot şi sulf. Cu toate acestea, electronii nu sunt suficiente pentru a construi aceste elemente, avem nevoie de protonii şi neutronii. Dacă ne manivela până tensiunea la un miliard de volţi, nostru raze gamma mai mare de energie ar putea produce protonii şi neutronii. Anti-anti-protoni si neutroni (antimaterie) sunt, de asemenea produse, ci vrem doar protonii şi neutronii. Un miliard de volţi, este de ajuns pentru a crea un fulger care ajunge la jumătatea drumului în jurul Pământului.
Dupa ce a petrecut 3 miliarde de dolari pentru 25 miliarde kilowaţi-oră de energie, şi crearea de tensiuni care ar putea trimite fulgere in jurul lumii, vom ajunge cu neutroni destul, protonii, electronii şi pentru a face tort noastre. Aceste trei particule sunt blocuri în prima clădire. Lumina a fost materialul de construcţie în primul rând, dar este greu pentru a apela blocuri de lumină.
In tutorial următoare, vom afla modul in care aceste trei particule devin blocuri de construcţie pentru toate elementele.
Published (Last edited): 24-12-2012 , source: http://www.chemistryland.com/ElementarySchool/BuildingBlocks/AtomicParticles.html