Wenn wir ein Objekt in zwei Hälften schneiden und die beiden Hälften zusammen berühren, warum bilden sich die Bindungen nicht automatisch neu?

Ein Freund stellte mir kürzlich diese Frage: Nehmen wir ein beliebiges Objekt und schneiden es in zwei Teile (nicht unbedingt in irgendeiner Weise gleich). Wenn wir die beiden Teile wieder zusammenfügen, so dass das Objekt so aussieht wie ursprünglich, warum bilden sich die Bindungen nicht wieder und das Objekt wird wieder zu einem festen Stück?

Ich stellte diese Frage einigen Professoren an einer örtlichen Universität, und sie glaubten, dass der Schnitt auf molekularer Ebene sehr gezackt sein würde und es fast unmöglich werden würde, die beiden Teile auf molekularer Ebene so perfekt auszurichten, wie sie es einmal waren. Trotzdem dachten sie, wenn wir sie irgendwie in eine Reihe bringen könnten, könnten sich die Bindungen von selbst neu bilden.

Ich glaube, dass Van-der-Waals-Kräfte eine wichtige Rolle spielen. Müssen wir Energie in das System einbringen, um intermolekulare Bindungen zu bilden und das Objekt wieder in einen Zustand zu versetzen?

Außerdem brauche ich wahrscheinlich einige bessere Tags dafür.

Siehe auch „Fressen“ und „Vakuumschweißen“.

Antworten (1)

Das verwirrende Konzept hier ist, dass sich das Objekt, bevor wir es halbierten, offensichtlich nicht von selbst spaltete, was bedeutet, dass es energetisch günstiger ist, ganz zu sein, als sich in Stücke zu teilen. Warum sollte dann das geteilte System, von dem wir wissen, dass es eine Konfiguration mit höherer Energie ist, nicht zu einer Konfiguration mit niedrigerer Energie zurückkehren wollen? Ist die Minimierung von Energie nicht das, wonach sich jedes physikalische System sehnt?

Die Antwort ist, dass sich ein System manchmal in einem lokalen Energieminimum befindet. Obwohl es eine Konfiguration gibt, die es in einen niedrigeren Energiezustand bringen würde, kostet es etwas Energie, diese Barriere zu überwinden!

Dies passiert, wenn Sie ein Objekt schneiden, die Moleküle auf der Oberfläche sich neu ausrichten (jetzt, da es eine neue energieintensive Grenzfläche zur Luft gibt), um die beste Situation zu erreichen, die sie bewältigen können, und am Ende in einem lokalen Minimum an Energie getrennt von a besser eins durch einige Energielücke. Vielleicht, wenn Sie die Oberfläche erhitzen (dh "schweißen") oder eine andere Form von Energie bereitstellen, um diese Barriere zu überwinden, wird sich das Objekt wieder anheften!