בקבוק קולה מכיל גזים בתוך הנוזל. האם לחיצה על הבקבוק לפני הסגירה של הפקק תקטין את כמות בריחת הגזים ממנו
מאת: יונתן שנהב
יום רביעי 28 מרץ 2007
? האם ניתן, בצורה פשוטה, להקטין את כמות הגזים שבורחת מבקבוק קולה
בזמן שהבקבוק סגור הגז בתוך הנוזל נמצא בשיווי משקל עם הגז בבקבוק. שיווי משקל אינו פירושו שאין גזים יוצאים מהנוזל, אלא שכמות הגז שיוצאת שווה בדיוק לזו הנכנסת חזרה. ניתן להבין זאת אם רואים את המערכת של הנוזל והגז כמערכת אחת גדולה. אין שום סיבה שיהיה יותר גז בפאזה הגאזית מאשר בזו של הנוזל. מצב זה יהיה לא יציב תרמודינאמית. לכן תתבצע השוואת ריכוזים ע“י יציאת הגז לאוויר. החוק השני של התרמודינמיקה מסביר שכל מערכת שואפת לעלות ברמת האנטרופיה שלה, או להקטין את כמות הסדר שבה. צפיפות גז גדולה במקום אחד במערכת וקטנה במקום אחר מגדירה מצב של סדר יתר. ע“י עירבוב של הגז באופן הומוגני, הריכוז משתווה. כשאנחנו פותחים את הבקבוק שיווי משקל זה מופר, והוא ישוב למצב שו“מ לאחר סגירה שניה של הפקק כעבור זמן. אולם בכך כמות של גז כבר עזבה את הבקבוק. כך, כמות הפחמן הדו חמצני בפאזה הגאזית נשמרת זהה (בסוף השיווי משקל). ע“י כיווץ של הבקבוק אנו מקטינים את כמות הפחמן הדו חמצני שיכולה לצאת מהנוזל (בגלל חוסר מקום פיזי) , אבל תוך כדי היציאה של הגז מהנוזל, הלחץ שלו ינפח בהדרגתיות את דפנות הבקבוק ויגדיל בהדרגה את ניפחו חזרה. למעשה ביצענו את המטרה ההפוכה: במצב יציב ראשוני הלחץ מעל הנוזל מכיל מולקולות אוויר ופחמן דו חמצני. אם שאבנו את האוויר בלחיצה הראשונית, הלחץ כולו יהיה (בסופו של דבר) 100 אחוז פחמן דו חמצני ולכן למעשה הרשינו ליותר גז לצאת מאשר היה יוצא לולא התערבנו בתהליך.לכן אם נירצה להקטין את בריחת הגז ניאלץ להעביר בזהירות את המשקה לבקבוק קטן יותר, או להמשיך ולהחזיק את דפנות הבקבוק מכווצות.מילה אחרונה לגבי החוק השני של התרמודינמיקה. רבים חושבים שזוהי איזשהי גזירה משמיים, כמו חוקים רבים אחרים. לעולם הכח יהיה שווה למכפלת המאסה בתאוצה. אולם החוק השני אינו שרירותי כלל, אלא פונ‘ הסתברותית בלבד. יש סיכוי ממשי שכל הריח מהבושם ששמנו יתרכז בפינה של החדר ולא יזוז משם. אין שום חוק שקובע שהוא ישווה ריכוזים, כמו שאין שום חוק שקובע שאחרי שישה מיליון זריקות קוביה המספר חמש יצא מיליון פעמים. רק ההסתברות קובעת כך.
? האם ניתן, בצורה פשוטה, להקטין את כמות הגזים שבורחת מבקבוק קולה
בזמן שהבקבוק סגור הגז בתוך הנוזל נמצא בשיווי משקל עם הגז בבקבוק. שיווי משקל אינו פירושו שאין גזים יוצאים מהנוזל, אלא שכמות הגז שיוצאת שווה בדיוק לזו הנכנסת חזרה. ניתן להבין זאת אם רואים את המערכת של הנוזל והגז כמערכת אחת גדולה. אין שום סיבה שיהיה יותר גז בפאזה הגאזית מאשר בזו של הנוזל. מצב זה יהיה לא יציב תרמודינאמית. לכן תתבצע השוואת ריכוזים ע“י יציאת הגז לאוויר. החוק השני של התרמודינמיקה מסביר שכל מערכת שואפת לעלות ברמת האנטרופיה שלה, או להקטין את כמות הסדר שבה. צפיפות גז גדולה במקום אחד במערכת וקטנה במקום אחר מגדירה מצב של סדר יתר. ע“י עירבוב של הגז באופן הומוגני, הריכוז משתווה. כשאנחנו פותחים את הבקבוק שיווי משקל זה מופר, והוא ישוב למצב שו“מ לאחר סגירה שניה של הפקק כעבור זמן. אולם בכך כמות של גז כבר עזבה את הבקבוק. כך, כמות הפחמן הדו חמצני בפאזה הגאזית נשמרת זהה (בסוף השיווי משקל). ע“י כיווץ של הבקבוק אנו מקטינים את כמות הפחמן הדו חמצני שיכולה לצאת מהנוזל (בגלל חוסר מקום פיזי) , אבל תוך כדי היציאה של הגז מהנוזל, הלחץ שלו ינפח בהדרגתיות את דפנות הבקבוק ויגדיל בהדרגה את ניפחו חזרה. למעשה ביצענו את המטרה ההפוכה: במצב יציב ראשוני הלחץ מעל הנוזל מכיל מולקולות אוויר ופחמן דו חמצני. אם שאבנו את האוויר בלחיצה הראשונית, הלחץ כולו יהיה (בסופו של דבר) 100 אחוז פחמן דו חמצני ולכן למעשה הרשינו ליותר גז לצאת מאשר היה יוצא לולא התערבנו בתהליך.לכן אם נירצה להקטין את בריחת הגז ניאלץ להעביר בזהירות את המשקה לבקבוק קטן יותר, או להמשיך ולהחזיק את דפנות הבקבוק מכווצות.מילה אחרונה לגבי החוק השני של התרמודינמיקה. רבים חושבים שזוהי איזשהי גזירה משמיים, כמו חוקים רבים אחרים. לעולם הכח יהיה שווה למכפלת המאסה בתאוצה. אולם החוק השני אינו שרירותי כלל, אלא פונ‘ הסתברותית בלבד. יש סיכוי ממשי שכל הריח מהבושם ששמנו יתרכז בפינה של החדר ולא יזוז משם. אין שום חוק שקובע שהוא ישווה ריכוזים, כמו שאין שום חוק שקובע שאחרי שישה מיליון זריקות קוביה המספר חמש יצא מיליון פעמים. רק ההסתברות קובעת כך.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה