|
|
Page:43
5 . 3 אנרגיה גרעינית במאה העשרים פענחו הפיסיקאים את מבנה האטום . הם גילו כי כל אטום מורכב מגרעין זעיר , בעל מטען חשמלי חיובי , שבו מרוכזת רוב המסה של האטום , ומאלקטרונים בעלי מטען חשמלי שלילי , החגים סביב הגרעין . דיון מפורט יותר במבנה האטום יערך ביחידות הבאות . כאן רק נעיר כי תהליכים כימיים , כולל תהליך הבעירה , כרוכים בשינויים במערך האלקטרונים של האטום , אך אין הם משפיעים על הגרעין . אולם יש תהליכים , הרבה יותר אנרגטיים , שמשפיעים גם על מבנה הגרעין . הם נקראים תגובות גרעיניות , ובמהלכם משתחררת , או נבלעת , אנרגיה המכונה אנרגיה גרעינית . האנרגיה הגרעינית דומה לאנרגיה הכימית מבחינה זו שהיא כרוכה בשבירת קשרים בין מרכיבי הגרעין וביצירת קשרים חזקים יותר ( או חלשים יותר . ( משל האבן והירח תקף גם בתחום זה . בעירה היא תגובה כימית , שבמהלכה מתרכב החומר הבוער עם החמצן שבאוויר . נניח , לדוגמא , כי החומר הבוער הוא גוש של פחם . הפחם מורכב בעיקר מאטומים של היסוד פחמן , שהסמל הכימי שלו הוא o ) C . ( Carbon בעת הבעירה , הפחמן מתרכב עם חמצן , שהסמל הכימי שלו הוא , ( Oxygens ) 0 ונוצר הגז פחמן דו חמצני שהנוסחה הכימית שלו היא . CO הנוסחה מציינת כי כל מולקולה של פחמן דו חמצני בנויה משני אטומי חמצן ומאטוס פחמן אחד . בצורה פשטנית נוכל לתאר את תהליך הבעירה כך . אטום פחמן ניתק מהחומר ונצמד למולקולת חמצן , שמכילה שני אטומי חמצן ( ולכן נוסחתה הכימית : . ( 0 אפשר להדגים זאת בעזרת האיור הבא : או בעזרת המשוואה הכימית : C + O - > CO 2 בצורה פשטנית אפשר לומר , כי הסיבה לכך שבתהליך זה משתחררת אנרגיה היא , שהקשרים בין אטום הפחמן לבין שני אטומי החמצן במולקולת CO 2 חזקים יותר מן הקשרים בין אטום הפחמן לבין שאר האטומים בגוש הפחם . במילים אחרות , האנרגיה הפונטציאלית של אטום הפחמן בגוש הפחם גדולה יותר מן האנרגיה הפוטנציאלית של אטום הפחמן במולקולת CO למה הדבר דומה ? נניח שנטלנו אבן המונחת על הירח , הרחקנו אותה אל החלל , והנחנו לה ליפול על כדור הארץ . מכיוון שהאנרגיה המושקעת בהרחקת האבן מהירח קטנה יותר מן האנרגיה המתקבלת כאשר האבן נופלת על כדור הארץ , מרוויחים אנרגיה בתהליך . בעת הבעירה קורה דבר דומה . אטום הפחמן ( האבן ) מורחק מגוש הפחם ( הירח ) ונצמד למולקולת החמצן ( כדור הארץ . ( האנרגיה המשתחררת ( בצורת חום ) גורמת להצתת כמויות נוספות של פחם , ולכן הבעירה היא תהליך המפרנס את עצמו . בגלל החום , הגזים הנפלטים מן הגוש הלוהט , וכן חלקיקים מוצקים שעדיין לא נשרפו , לוהטים ומפיצים אור , וזוהי הלהבה שאנו רואים .
|
|