Reibung auf atomarer Ebene
Was passiert auf atomarer Ebene zwischen zwei Körpern, wenn zwischen ihnen eine Reibungskraft wirkt?
Antworten
Wenn Sie sich mit der Oberfläche makroskopischer Objekte befassen, ist es sehr wichtig, sich mit Unebenheiten vertraut zu machen. Diese beschreiben die hohen Stellen auf den Oberflächen, die für das Verständnis der Reibung zwischen diesen Oberflächen sehr wichtig sind.
Wenn Sie zwei makroskopische Oberflächen zusammen berühren, berühren sich die Unebenheiten (hohe Stellen) und die Oberflächen werden an diesen Kontaktpunkten kaltgeschweißt (der Artikel, den ich verlinkt habe, zeigt dies gut). Wenn Sie die Oberflächen verschieben, verformen sich die Unebenheiten und brechen dann auseinander. Die Reibung ist hauptsächlich auf die für den Bruch erforderliche Energie zurückzuführen.
Reibung auf atomarer Ebene
Auf atomarer / molekularer Ebene gleiten diese Kontaktschichten nicht, sondern brechen den Kontaktweg. Wenn Sie diese Oberflächen verschieben, verformen sich diese Unebenheiten und brechen dann auseinander. Die Reibung ist männlich aufgrund der Energie, die erforderlich ist, um diese Unebenheiten zu verformen und zu brechen.
Reibung ist immer noch ein mysteriöser Effekt und beinhaltet sicherlich elektrische Ladungen. Wenn zwei dielektrische Materialien für kurze Zeit in Kontakt kommen, entwickeln sie eine Ladungsakkumulation in den Kontaktbereichen. Die Ladungsakkumulation hat einen wichtigen Aspekt bei der Erzeugung anziehender und abstoßender Kräfte zwischen den Oberflächen. Diese Ladungsakkumulation zwischen Oberflächen weist ein komplexes Muster auf (das vom Material und der Oberfläche selbst abhängt), und Ladungsdomänen in dem Muster können als Ergebnis der Kontaktelektrifizierung angesehen werden. Ruhe ist im Grunde die Wechselwirkung zwischen Ladungen der Oberflächen, die einen Teil der Reibung verursacht. Als Referenz Das Mosaik der Oberflächenladung bei der Kontaktelektrifizierung .
Die kinetische Energie der kollektiven Bewegung ihrer Atome wandelt sich in nicht kollektive (ungeordnete, entropische) kinetische Energie (Wärme) um.
Atome werden durch elektromagnetische Kräfte in Molekülen zusammengehalten. Moleküle bilden durch elektromagnetische Kräfte Strukturen. Wenn Reibung auftritt, interagieren Moleküle aus einer Struktur mit Molekülen aus anderen Strukturen. Manchmal (z. B. Schleifpapier auf Holz) werden Teile einer oder beider Strukturen von der Struktur getrennt. Das erfordert Kraft, die funktioniert.
Reibung bewegt Moleküle herum, zerlegt sie jedoch selten, wenn überhaupt, direkt. Wenn in einer der Strukturen genügend innere Energie abgelagert wird, um die Temperatur zu erhöhen, können die Moleküle mit anderen reagieren oder sich zersetzen. Einzelne Atome in zusammengesetzten Molekülen werden durch Reibung nicht verändert.
Elektronen auf Molekülen können durch Reibung übertragen werden.
Reibung ist im Grunde eine elektromagnetische Wechselwirkung von Molekülen, die sich gegenseitig im Weg stehen.