1. 冷知识网首页
  2. 百科

刀是怎样切开一张纸的?

纸属于有机物,是由植物纤维构成的。刀能切开纸,并不是刀刃进入了分子或原子之间的缝隙,刀更不可能将分子或原子切碎。

纸属于有机物,是由植物纤维构成的。刀能切开纸,并不是刀刃进入了分子原子之间的缝隙,刀更不可能将分子或原子切碎。

普通刀刃的厚度在0.5毫米左右,分子直径的数量级为10^-7毫米。分子是由原子构成的。可见,刀的厚度远远超过了分子尺度,根本不可能深入分子或者原子间的缝隙。刀更不可能将原子切碎或者压碎。原子由核外电子和原子核构成,只有发生核反应,原子才会破碎。刀同样也破坏不了分子结构。

刀是怎样切开一张纸的?

刀切纸,本质上是破坏分子间的结合

纸是由植物纤维叠加交错形成的。

刀是怎样切开一张纸的?

刀切纸时,需要有足够大的力量,使切割方向上的植物纤维发生断裂,这样一张纸才能被刀一分为二。作用力不断持续,超过了植物纤维的承载极限,纤维就会发生断裂,然后沿着施力方向形成一条裂纹。力的作用效果不同,产生的裂纹也是不同的。

植物纤维是由有机分子构成的,切割并不会使这些有机分子发生破坏,切割破坏的是分子与分子之间的结合。

次级键和化学键

分子的形成,分子与分子之间的结合,本质上都是电磁相互作用。在化学上,通常又分为作用于分子内部的化学键,以及作用于分子之间的次级键。两者相比,化学键比次级键更强。

刀是怎样切开一张纸的?

分子是由原子或者离子结合而成的,使它们结合了这种作用力被称之为化学键,包括离子键和共价键。切割纸张时,不需要克服这种力量。

分子与分子之间依靠次级键结合,从微观角度来看,切割纸张破坏的就是次级键。分子间作用力(范德华力)、氢键、疏水作用力、卤键等都属于次级键。之所以不是化学键先断裂,就是因为化学键比次级键更强,当然是更脆弱的最容易遭受到破坏。

次级键中的分子力比较强,以它为例说明一下。分子力包括吸引力和排斥力两种。当两个分子之间相距较远时,表现为吸引力;当两个分子之间相距较近时,则表现为排斥力。之所以出现这种差异,是因为吸引力和排斥力的本质不一样。分子间的吸引力源于分子偶极矩;而分子间的排斥力源于外层电子的重叠,电子是费米子,遵守泡利不相容原理,提供排斥力的便是这种量子力学效应。

刀是怎样切开一张纸的?

刀与纸之间并没有真正的接触

刀切割纸张时,破坏的是分子与分子之间的结合力,但刀刃并不能触及分子层面。从微观角度来看,刀与纸之间并不存在真正的接触,而是通过电磁力施加作用力的。

刀是怎样切开一张纸的?

弹力,摩擦力,分子力等都属于电磁力,只是作用层面及作用效果存在差异。物质的化学性质一般与外层电子有关,电子与原子核都带电荷,化学反应过程中的能量本质上也是电磁能。不管是原子与原子结合,还是分子与分子之间结合,作用力本质上都是电磁力。

当距离小于某一个尺度时,从宏观角度来看,物质与物质之间相互接触了。从微观角度来看,物质与物质之间并不存在真正的接触,它们都是在电磁力的相互作用下接近或者结合在一起的。

生活中处处有科学,热爱科学的朋友,欢迎关注我。

冷知识网文章,如若转载,请注明出处:https://www.lengzhishi.net/44931.html

发表评论

电子邮件地址不会被公开。