by 
Το θέμα που προβάλλεται παραπάνω άρχισε να με απασχολεί περίπου κάνα μήνα πριν με αφορμή ερώτησης που μου έκανε ένας συνάδελφος και έτυχε εκείνη την εποχή να απασχολεί και μένα μιας και στην ύλη βρισκόμουν στα ρευστά.
Το όλο θέμα έχει να κάνει με την ανάμιξη (πρώτη φορά το είχε φέρει στην επιφάνεια ο Ανδρέας Ριζόπουλος εδώ.) δύο υγρών.
Οι απαντήσεις που τότε δόθηκαν είχαν να κάνουν με την μη συμπιεστότητα των υγρών, άρα όταν αναμίξω 1 L νερό με 1 L αλκοόλη θα πάρω 2 L διαλύματος.
Αυτό που δεν με ικανοποιούσε ως απάντηση είναι το εξής:
Αφού είναι ασυμπίεστα (τα υγρά) τότε 1 + 1 κάνουν 2.
Για μένα άλλο η ασυμπιεστότητα και άλλο η διάχυση ενός υγρού στην μάζα του άλλου, δηλαδή ναι μεν
το πρώτο υγρό ασυμπίεστο
το δεύτερο υγρό ασυμπίεστο
και το τρίτο υγρό (ανάμιξη) ασυμπίεστο
Η ανάμιξη όμως δεν έχει να κάνει με την ασυμπιεστότητα αλλά με τις διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των μορίων των δύο υγρών.
Ρωτώντας και έναν χημικό (μιας και αυτοί ξέρουν από διαλύματα) μου είπε ότι στις αναμίξεις π.χ. 150 ml Δ1 με 50 ml Δ2 προκύπτει διάλυμα Δ3 200 ml (το οποίο μπορεί να φαίνεται αυτονόητο αλλά τελικά δεν είναι και τόσο).
Συνεπώς τα προβλήματα ανάμιξης ρευστών (το έχω δει σε 2 δημοφιλή βιβλία αλλά και στο s4exams) δεν λύνονται με την εξίσωση Π1 + Π2 = Π3
Ψάχνοντας στο ιντερνετ βρήκα διάφορα περί του θέματος και νομίζω αυτή η παρουσίαση μας καλύπτει.
Υ.Γ. Θα ήθελα και την θέση των χημικών του δικτύου μας!
Καλή Ανάσταση σε όλους!
καλημέρα σε όλους
και η γνώμη των Φυσικών, Βασίλη, ιδιαίτερα όσων δίδαξαν Χημεία στα σχολεία, κατ' ανάγκην ελλέιψει Χημικού, είναι χρήσιμη
η δική μου: βέβαια και 1λίτρο νερού+1λίτρο αλκοόλης<2λίτρα μείγματος
διότι και το νερό και η αλκοόλη έχουν -ΟΗ που σχηματίζει γωνία με το υπόλοιπο μόριο, και έτσι τα μόρια ένθεν και ένθεν "χώνονται" σ' αυτή τη γωνία του άλλου (πιθανόν κάτι "παίζει" ακόμη με δεσμό υδρογόνου, αλλά επειδή ου γαρ το γήρας…)
καλή Ανάσταση
Καλησπέρα και από εδώ Βασίλη.
Αν καταφέρεις να "ενεργοποιήσεις" τους Χημικούς, θα σε παραδεχτώ
Επί της ουσίας, συμφωνώ για την μείωση του όγκου κατά την ανάμειξη νερού και οινοπνεύματος, χωρίς να έχω έτοιμη ερμηνεία και η παρουσίαση που ανέβασες αντιμετωπίζει το θέμα εντελώς "τυπικά" στα πλαίσια να …κάνουμε το πείραμα και τις μετρήσεις μας…
Όσον αφορά τη σχέση με τις παροχές στα υγρά, μπορούμε να την εφαρμόζουμε όταν σε όλους τους σωλήνες ρέει το ίδιο υγρό!
Ας πούμε νερό…
Καλή ανάσταση Βασίλη.
Γεια σας Βασίλη και Βαγγέλη.
Ένας από αυτούς που την πάτησαν είμαι και εγώ. Ήταν προαρσένειος εποχή τότε και έκανα διάφορα.
Μου αρέσει να φτιάχνω τις ασκήσεις μου και απορούσα πως δεν στήθηκαν ασκήσεις με περιεκτικότητες αλκοολούχων διαλυμάτων.
Φτιάχνω μία και …….
Η συνέχεια περιγράφεται στο "Ασκήσεις με υπερ-βολικά νούμερα"
Όποιος βαριέται να το διαβάσει όλο, ας πάει κατ' ευθείαν στο "Το διάλυμα ζάρωσε".
Καλή Ανάσταση.
Ένα σχετικό άρθρο είναι το Νο 45 http://dide.ker.sch.gr/ekfe/epiloges/6_artra/diafora_epistimoarthra.html
Καλή Ανάσταση σε όλους του δικτυακούς μου φίλους
Καλησπέρα Βασίλη και υπόλοιποι φίλοι και καλό Πάσχα σε ολους!
Αναφορικά με το σύστημα αιθανόλης νερού, παίζουν ρόλο σίγουρα και οι αναπτυσσόμενοι δεσμοί υδρογόνου μεταξυ αλκοόλης και νερού. Με λίγο ψάξιμο είδα (δεν το γνώριζα) ότι υπάρχει και θερμοδυναμική ερμηνεία εδώ :
https://www.quora.com/Thermodynamics-Why-does-the-H2O-Ethanol-solution-have-less-volume-than-the-pure-components
Υγ. Στο βιβλίο Χημείας Β λυκείου υπάρχει αναφορά στην μείωση όγκου των διαλυμάτων αιθανολης νερού, ενώ στις ασκήσεις του ΠΜΔΧ εμφανίζονται τέτοια θέματα 1-2 φορές νομίζω.
Καλή Ανάσταση σε όλους
Βαγγέλη, Διονύση, Γιάννη, Πάνο, Παναγιώτη καλησπέρα!
Ευχαριστώ για τις απαντήσεις σας αν και η συζήτηση δεν πήγε εκεί που πίστευα ότι εστιάζω αλλά αλλού.
Επέλεξα την αλκοόλη και όχι ένα Α υγρό με ένα Β υγρό, γιατί μεν δεν έχουμε πρόβλημα ανάμιξης αλλά από την άλλη έχουμε πρόβλημα στον όγκο!!!
Έτσι λοιπόν η άσκηση που έθεσε ο Ανδρέας δεν λύνεται (όπως προτείνεται τουλάχιστον και για να καταλλήξουμε σε λύση θέλουμε και άλλα δεδομένα).
Παρακάτω αντιγράφω την λύση και την απορία του Ανδρέα.
Στο δοχείο σταθερού όγκου, από τους σωλήνες Σ1 και Σ2 εισέρχονται δύο υγρά, πυκνότητας ρ1 και ρ2 , με ταχύτητες υ1 και υ2 αντίστοιχα. Οι διατομές των σωλήνων είναι Α1, Α2, Α3 και η ανάμιξη δημιουργεί ομογενές μίγμα, πυκνότητας ρ3. Ζητείται η ταχύτητα υ3 με την οποία το μίγμα εξέρχεται από το σωλήνα Σ3 και η πυκνότητα ρ3.
Στην απάντηση γράφει
ΔV3=ΔV1 + ΔV2
Π3.Δt = Π1.Δt + Π2.Δt
Π3= Π1+Π2
A3.υ3=Α1.υ1 + Α2.υ2
υ3= (Α1.υ1 + Α2.υ2)/Α3
Για την εύρεση της πυκνότητας εφαρμόζει την αρχή διατήρησης της μάζας
Δm3=Δm1+Δm2
ρ3. ΔV3=ρ1.ΔV1 + ρ2.ΔV2
ρ3 Π3.Δt = ρ1 Π1.Δt + ρ2 Π2.Δt
ρ3 A3.υ3= ρ1 Α1.υ1 + ρ2 Α2.υ2
ρ3= (ρ1 Α1.υ1 + ρ2 Α2.υ2)/Α3υ3
Δεν είναι σε αντίφαση οι δύο σχέσεις; Η δεύτερη δεν είναι η σωστή; Υπάρχει αρχή διατήρησης όγκου;
Βαγγέλη δεν είπα ότι δεν θέλω την γνώση των φυσικών, αλλά θέλω την άποψη και των χημικών (αφού οι χημικοί έχουν καταντήσει σαν τον κομήτη του Χάλει εμφανίζονται κάθε …. χρόνια, (με εξαίρεση ο Παναγιώτης).
Πάνο πολύ ενδιαφέρον και αυτό με τα μπαλόνια (άρθρο 80) ευχαριστώ.
Παναγιώτη ευχαριστώ για την παραπομπή την είχα βρει ψάχνοντας για το θέμα!!!
μα, Βασίλη, προφανώς αστειεύτηκα…
περισσότερο ήθελα να δείξω πόσο δυσεύρετοι ήταν οι Χημικοί παλιά
και αναγκαζόμαστε εμείς να κάνουμε Χημεία στα Πρακτικά τμήματα, ώσπου να δεήσει κάποιος Χημικός να έλθει στο σχολείο
(προσωπικά στην Αθήνα είχα διδαχθεί Ανόργανη, Στάθης, Οργανική, Βάρβογλης, ωχ, καρρέ στο 0 είχαν κάνει, μεταφορά στο 3ο έτος και 5, ουφ, Φυσικοχημεία, Χατζηιωάννου, εξαιρετικό μάθημα, και βέβαια, πολλά και ατελείωτα εργαστήρια, τον Μπακάκο τον γνωρίσαμε έτσι, δεν μας έβγαιναν οι ποσότητητες των ουσιών, ακού 0,276gr μεθυλ-αιθυλ-αιθέρα, αγοράζαμε και το εμπορευόμαστε κιόλας στους άλλους "πάσχοντες"…)
και επειδή είμαστε χαλαρά μια μικρή ιστορία τιμήν ένεκεν
1978, 1ο Λύκειο Ιλίου, μοναδικός Φυσικός, Πρακτικά δύο τμήματα, άρα και Χημεία, Οργανική παρακαλώ (ωχ οι αναμνήσεις απο το Πανεπιστήμιο) τώρα;
συνέστησα, τότε τα βιβλία τα αποφάσιζε ο διδάσκων, Μαλωλκίδη και
γραμμή στο Φροντιστήριό του, Κωλλέτη, δεν τον γνώριζα προσωπικά
"ξέρετε, συνέστησα και αγοράσανε οι μαθητές μου τα βιβλία σας, αλλά εγώ, Φυσικός είμαι, θα ήθελα…"
παράτησε το μάθημα και έκανε μάθημα τακτικής, σειράς, βαρύτητας, επανατροφοδότησης, σε μένα, δύο ώρες και…
"στα γενικά θα επιμένεις, στα ειδικά θα κάνεις "πάσα" στα γενικά, κάτι σαν επανάληψη, θα ακολουθήσεις την εξης σειρά διδασκαλίας και ό,τι χρειαστείς θα χαρώ…"
αν, Κώστα, αν λέω…, σε ευχαριστώ ξανά πολύ και από τη θέση αυτή…
Καλησπέρα Βασίλη. Που το θυμήθηκες; Ήταν 2015 και όλοι ψαχνόμαστε με τα ρευστά. Έχεις δίκιο. Μια γρήγορη ματιά στο Internet και βρίσκει κανείς αρκετά σχετικά άρθρα στα Αγγλικά. Μια απάντηση σαν αυτή που λέει και ο Βαγγέλης:
If you mix 50 ml of water with 50 ml of ethanol, the total volume actual equals less than 100 ml. The reason the mixture does not add up to 100 ml is because the molecules that make up ethanol are smaller than the molecules that make up water. So, the ethanol molecules cram themselves between the water molecules. As a result, the volume is less than expected. The volume adds up to approximately 96 ml. A great way to think of how this works it to think of a container of sand poured into a container of rocks. The sand fills in the empty spaces between the rocks.
As the volume decreases, the density increases for the same mass. As the molecules pack tighter together, the solution becomes more dense.
Συμπέρασμα. Καλό είναι να αποφύγουν τέτοια άσκηση οι θεματοδότες…
Καλή Ανάσταση σε όλους!
Ελπίζω να βοηθήσει το αρχείο ΕΔΩ.
Αν τα μόρια της αιθανόλης "αγαπάνε" περισσότερο τα μόρια του νερού, από τα ομοούσια τους θέλουν να χαθούν μέσα τους.
Φυσικά πρέπει να ληφθεί υπόψη και η γνώμη των μορίων του νερού, αν το προτιμούν, αν και τα τελευταία είναι εξαιρετικά βολικά τις περισσότερες φορές σε τέτοιες καταστάσεις λόγω του μικρού όγκου τους.
Η "αγάπη" εδώ είναι μάλλον λίγο πιό περίπλοκο πράγμα γιατί αφορά ένθεν και εκείθεν δεσμούς Υδρογόνου, όγκους μορίων, σειρές μορίων που συνδέονται με τέτοιους δεσμούς ( το νερό συνδέει στο -ΟΗ ένα Η αντί για το ογκωδέστερο CH3CH2- εξηγεί π.χ. γιατί κάνει ισχυρότερους ή και περισσότερους δεσμούς υδρογόνου από την αιθανόλη, πράγμα που βλέπουμε και συγκρίνοντας τα σημεία βρασμού τους).
Αποψη μου είναι ότι πάντα σε αναμίξεις υγρών πρέπει να τονίζεται ότι "θεωρείστε ότι ο όγκος του τελικού διαλύματος είναι ίσος με το άθροισμα των όγκων…" ή αν έχουμε αυξομείωση όγκου, να δίνεται ο τελικός. Οπως και όταν διαλύουμε στερεό σε υγρό (και ο όγκος του εξαφανίζεται) "θεωρείστε ότι ο όγκος του διαλύτη είναι ίσος με τον όγκο του τελικού διαλύματος.." Για τις αναμίξεις αερίων ευτυχώς μας γλυτώνουν από τις επιπλέον ρήτρες τα ιδανικά αέρια.
Παλαιότερα τα βιβλία είχαν τους όρους δυνάμεις "συνοχής" για ομοούσια και "συνάφειας" για διαφορετικές ουσίες και μέσα από αυτές εξηγούσαν μακροσκοπικά θεωρητικά φαινόμενα π.χ. σε τριχοειδείς σωλήνες.
Ξαναγυρίζοντας στο μίγμα αλκοόλης – νερού ένα πείραμα θα μας δείξει αν είναι υπολογίσιμη η μεταβολή όγκου (ποιό είναι το σημαντικό ψηφίο;), όμως το αποτέλεσμα νομίζω ότι θα εξαρτηθεί άμεσα και από την θερμοκρασία στην διάρκεια της ανάμιξης.
Καλησπέρα κύριε Ριζόπουλε. Στο κείμενο που αναρτήσατε λέει:
"…the molecules that make up ethanol are smaller than the molecules that make up water."
Τι εννοεί; ότι τα μόρια της αιθανόλης είναι μικρότερα από τα μόρια του νερού;