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楚恬的漫畫(huà)木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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[交流]
高中生求解一個(gè)問(wèn)題 已有2人參與
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平時(shí)只會(huì)逛小木蟲(chóng)的物理數(shù)學(xué)和生物版……晚自修想到一個(gè)化學(xué)問(wèn)題，所以來(lái)化學(xué)版來(lái)提問(wèn)一下 高中化學(xué)里有一個(gè)說(shuō)法：金剛石、SiC、Si的硬度遞減是因?yàn)楣矁r(jià)鍵能遞減（也就是說(shuō)硬度與鍵能有關(guān) ？），于是在思考一個(gè)問(wèn)題：掰斷一個(gè)截面1平方厘米的金剛石鉛筆 我們把金剛石劃分為這樣的結(jié)構(gòu)單元（以下只考慮數(shù)量級(jí)） C | C |\ C C 不會(huì)畫(huà)圖……希望大神能理解，線代表共價(jià)鍵 由于鍵長(zhǎng)大概是幾百pm，我們認(rèn)為鍵長(zhǎng)L的數(shù)量級(jí)為10^-10,這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)單元我們近似認(rèn)為正三棱錐（下底面為正三角形上面一個(gè)鍵垂直于下底面……高中生也不知道它的鍵角……只當(dāng)數(shù)量級(jí)正確），這樣這個(gè)單元在橫截面上的面積可當(dāng)做為L(zhǎng)^2，則1平方厘米截面上有1cm^2/L^2=10^16個(gè)單元，我們?cè)O(shè)掰斷時(shí)斷掉下面兩個(gè)鍵好了，斷鍵數(shù)為2*10^16，1mol有6.02*10^23，也就是說(shuō)只有10^-7mol左右……乘以鍵能需要能量幾乎可以忽略不計(jì)…… 和別人討論也無(wú)果，希望小木蟲(chóng)里的化學(xué)專(zhuān)業(yè)的大神可以抽空幫忙看一下這里的推理上的問(wèn)題，小弟謝過(guò)了 |
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2樓2014-09-22 15:44:31
楚恬的漫畫(huà)
木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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3樓2014-09-22 21:58:54
jiagle
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小木蟲(chóng): 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
xiaoxususy: 謝謝參與 2014-09-23 10:43:25
小木蟲(chóng): 金幣+0.5, 給個(gè)紅包，謝謝回帖
xiaoxususy: 謝謝參與 2014-09-23 10:43:25
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問(wèn)題是學(xué)生問(wèn)出來(lái)倒是可能，首先一定會(huì)問(wèn)自己的老師，老師的物理知識(shí)不會(huì)用，所以才上傳到這里。 前期的數(shù)學(xué)問(wèn)題大致合理，所以只沿樓主的思路往下解決就可以了（也只考慮數(shù)量級(jí)）： 1、從10^(-7)mol化學(xué)鍵說(shuō)起； 2、化學(xué)鍵的鍵能為~300kJ/mol，那么對(duì)應(yīng)的能量為10^(-2)J； 3、共價(jià)鍵是有方向性的，當(dāng)成鍵兩原子錯(cuò)位時(shí)才導(dǎo)致化學(xué)鍵斷裂，此距離小于10^(-10)m就會(huì)斷裂； 4、物理上做功的公式是：力*作用距離 = 功(能量)；定F為力，L為作用距離，則 F * L = 10^(-2)J； 5、F = 10^(-2) / 10^(-10) = 10^8 N ~ = 10T 6、計(jì)算結(jié)果：斷裂需要超過(guò)10噸的作用力！ 這個(gè)作用力還小嗎？ |
4樓2014-09-23 09:31:08
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5樓2014-09-23 23:22:21
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