מתחת למכסה המנוע: הכימיה של מכוניות - סינתיה 'צובוק
-
0:08 - 0:12יש היום יותר ממיליארד מכוניות בעולם,
-
0:12 - 0:13שלוקחות אנשים לאן שהם צריכים,
-
0:13 - 0:16אבל מכוניות הן לא רק צורת תחבורה,
-
0:16 - 0:19הן גם שיעור כימיה שמחכה להלמד.
-
0:19 - 0:22התהליך של להניע את המכונית
מתחיל בבוכנות של המנוע, -
0:22 - 0:25שם נתז דלק ממזרק הדלק
-
0:25 - 0:27ולגימת אוויר משסתום היניקה
-
0:27 - 0:30מתערבבים יחד לפני שהם מוצתים על ידיד המצת,
-
0:30 - 0:33יוצרים גזים שמתרחבים ודוחפים את הבוכנה.
-
0:33 - 0:37אבל פיצוץ הוא תגובה אקזוטרמית,
מה שאומר שהיא משחררת חום. -
0:37 - 0:39הרבה ממנו.
-
0:39 - 0:41ובעוד שהרבה מהחום הזה בורח דרך האגזוז,
-
0:41 - 0:46החום שנשאר בבלוק המנוע
צריך להספג, להיות מועבר ולהפלט -
0:46 - 0:50כדי להגן על מרכיבי המתכת
מלהתעוות או אפילו להנמס. -
0:50 - 0:52שם מערכת הקירור נכנסת לפעולה.
-
0:52 - 0:54נוזל מוזרם דרך המנוע,
-
0:54 - 0:57אבל איזה סוג של נוזל
יכול לספוג את כל החום? -
0:57 - 0:59מים אולי נראים כמו הבחירה הטבעית הראשונה.
-
0:59 - 1:01אחרי הכל, החום הספציפי שלהם,
-
1:01 - 1:04הכמות של האנרגיה הדרושה
כדי להעלות את הטמפרטורה -
1:04 - 1:06של כמות מסויימת במעלה אחת,
-
1:06 - 1:08גבוהה מזו של כל חומר נפוץ אחר.
-
1:08 - 1:11ויש לנו הרבה אנרגית חום לספוג.
-
1:11 - 1:13אבל שימוש במים יכול
להכניס אותנו לצרות עמוקות. -
1:13 - 1:17ראשית, נקודת הקפיאה שלהם היא אפס מעלות.
-
1:17 - 1:19מאחר ומים מתרחבים כשהם קופאים,
-
1:19 - 1:23חורף קר יכול לגרום לרדיאטור
סדוק ובלוק מנוע פגום, -
1:23 - 1:25רעיון מקפיא.
-
1:25 - 1:27וחשבו על כמה מנוע של מכונית מתחמם,
-
1:27 - 1:30נקודת הרתיחה הנמוכה
יחסית של מים ב 100 מעלות -
1:30 - 1:33יכולה להוביל למצב שיכול להרתיח כל אחד.
-
1:33 - 1:36אז, במקום מים, אנחנו משתמשים בתמיסה,
-
1:36 - 1:40תערובת הומוגנית שמכילה ממיס ומומס.
-
1:40 - 1:44אחת התכונות של התמיסה תשתנה
בהתאם ליחסים של המומס שנמצא. -
1:44 - 1:48אלה נקראים תכונות קולגטיביות,
ובמקרה, -
1:48 - 1:51הן כוללות הורדת נקודה הקפיאה
והעלאת נקודת הרתיחה. -
1:51 - 1:57אז, לתמיסות יש גם נקודת קפיאה נמוכה יותר
וגם נקודת רתיחה גבוהה יותר מממיסים טהורים, -
1:57 - 2:00וכלל שיש יותר מומס, ההבדל גדול יותר.
-
2:00 - 2:02אז, למה התכונות האלו משתנות?
-
2:02 - 2:05ראשית, אנחנו צריכים להבין
שטמפרטורה היא מידה -
2:05 - 2:08של האנרגיה הקינטית הממוצעת של חלקיקים.
-
2:08 - 2:10ככל שהנוזל קר יותר, יש בו פחות אנרגיה,
-
2:10 - 2:12והמולקולות נעות לאט יותר.
-
2:12 - 2:15כשנוזל קופא, המולקולות מאיטות,
-
2:15 - 2:17מספיק כדי שכוחות המשיכה יפעלו אחד על השני,
-
2:17 - 2:20ויסדרו את עצמן למבנה גבישי.
-
2:20 - 2:24אבל הנוכחות של חלקיקים מסיסים
מפריעה לכוחות המשיכה, -
2:24 - 2:28ודורשת שהתמיסה תתקרר יותר
לפני שהסידור יכול להתרחש. -
2:28 - 2:31בנוגע לנקודת הרתיחה, כשנוזל רותח,
-
2:31 - 2:33הוא יוצר בועות ממולאות באדים,
-
2:33 - 2:37אבל כדי שבועה תיווצר,
לחץ האדים צריך להיות חזק -
2:37 - 2:40כמו האטמוספירה שלוחצת
כל הזמן על שטח פני הנוזל. -
2:40 - 2:43כשהנוזל מתחמם, לחץ האדים גדל,
-
2:43 - 2:46וכשהוא משתווה ללחץ האטמוספרי,
-
2:46 - 2:48הבועות נוצרות והרתיחה מתרחשת.
-
2:48 - 2:51הלחץ של אדים בתמיסה
נמוך יותר משל ממס טהור, -
2:51 - 2:54אז היא חייבת להיות מחוממת
לטפרטורה גבוהה יותר -
2:54 - 2:57לפני שהיא תגיע לעוצמה של הלחץ האטמוספרי.
-
2:57 - 2:59כבונוס נוסף, הלחץ ברדיאטור
-
2:59 - 3:01נשמר מעל הלחץ האטמוספרי,
-
3:01 - 3:05ומעלה את נקודת הרתיחה ב 25 מעלות נוספות.
-
3:05 - 3:08הפיתרון שלרוב נמצא
בשימוש במערכות קירור לרכב -
3:08 - 3:11הוא תערובת של 50/50 של אטילתן גליקול ומים,
-
3:11 - 3:18שקופא ב 37- מעלות ורותח ב 106 מעלות.
-
3:18 - 3:21ביחס המומלץ הכי גבוה של 70 ל 30,
-
3:21 - 3:25נקודת הקפיאה היא אפילו
נמוכה יותר ב 55- מעלות, -
3:25 - 3:29ונקודת הרתיחה עולה ל 113 מעלות.
-
3:29 - 3:32כמו שאתום רואים,
ככל שמוסיפים יותר אטילן גליקול, -
3:32 - 3:35יש יותר הגנה, אז למה
הוא לא גבוה אפילו יותר? -
3:35 - 3:37ובכן, מסתבר שיכול להיות יותר מדי מדבר טוב
-
3:37 - 3:39מפני שביחסים גבוהים יותר,
-
3:39 - 3:42נקודת הקפיאה למעשה מתחילה לעלות שוב.
-
3:42 - 3:45היחסים של התמיסה מוטים
לכיוון התכונות של האטילן גליקול, -
3:45 - 3:48שקופא ב 12.9- מעלות,
-
3:48 - 3:51טמפרטורה גבוהה יותר משהשגנו בתמיסה.
-
3:51 - 3:55התמיסה זורמת בתוך המנוע, קולטת חום בדרך.
-
3:55 - 3:58כשהיא מגיעה לרדיאטור,
היא מתקררת על ידי המאוורר, -
3:58 - 4:00והאויר שזורם דרך קדמת המכונית
-
4:00 - 4:03לפני שהיא חוזרת לאזורי המנוע החמים.
-
4:03 - 4:05אז, לנוזל קרור אפקטיבי ובטוח
-
4:05 - 4:09צריך להיות חום ספציפי גבוה,
טמפרטורת קיפאון נמוכה, ונקודת רתיחה גבוהה. -
4:09 - 4:13אבל במקום לחפש בכל העולם
את הנוזל המושלם כדי לפתור את הבעיה, -
4:13 - 4:16אנחונ יכולים ליצור תמיסה
(גם פתרון) משל עצמנו.
- Title:
- מתחת למכסה המנוע: הכימיה של מכוניות - סינתיה 'צובוק
- Description:
-
more » « less
צפו בשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/under-the-hood-the-chemistry-of-cars-cynthia-chubbuck
יש יותר ממיליאד מכוניות עכשיו בעולם, שמביאות אנשים מנקודה א' ל-ב'. אבל מכוניות הן לא רק צורת תחבורה; הן גם מלמדות שיעור כימיה מעולה.
סינתיה צ'יבוק מנווטת את הכימיה המורכבת שמתבצעת במנועי המכוניות שלנו שמונעת מהן להתחמם או להתקרר מדי.שיעור מאת סינתיה צ'יבוק, אנימציה של פוקס אנימציה דומינציה היי דף.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 04:34
|
Ido Dekkers approved Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
Tal Dekkers accepted Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for Under the hood: The chemistry of cars - Cynthia Chubbuck |