¿Es posible la ‘electricidad atómica’?

Cuanto más de cerca examine el flujo eléctrico, menos intuitivo se vuelve. La corriente a menudo se considera como un flujo de electrones que se mueven en un campo eléctrico, saltando de un ion a otro en una brigada de cubetas, ya que un electrón aguas arriba eventualmente choca con un electrón diferente aguas abajo, lo que hace que un electrón regrese a la fuente. Los iones también se mueven en la otra dirección, los iones cargados individualmente experimentan la misma fuerza que los electrones pero son mucho más masivos, por lo que se mueven más lentamente.

Hasta aquí todo bien. Pero también podemos transmitir corriente mediante un “flujo de iones” donde los electrones no saltan de un átomo a otro, sino que se asocian con diferentes moléculas en una brigada de transferencias de enlaces. Un ion OH puede robar el enlace H de una molécula de agua vecina, dando como resultado otro ion OH aguas abajo. La inversión de bonos continúa hasta que aparece un elemento OH en la fuente. Esto es como el flujo de agujeros en semiconductores.

Pero si considera un flujo eléctrico como resultado de un campo eléctrico a lo largo del conductor, también debe considerar el campo magnético que se forma perpendicular al flujo. Y el flujo de energía representado por el vector de Poynting, ExB. Ese vector apunta hacia adentro, hacia el conductor. ¿Qué demonios significa eso? ¿El flujo de energía representado por la corriente eléctrica realmente fluye desde afuera?

¿Y qué es realmente esta fuerza magnética que causa que dos flujos eléctricos paralelos en direcciones opuestas se repelen? Solo las cargas en movimiento generan magnetismo, entonces, ¿de dónde viene el magnetismo en un marco de referencia que se mueve a la misma velocidad que uno de los flujos de corriente? ¿Deberían las leyes de física no ser las mismas en diferentes marcos de referencia? La respuesta parece ser que la relatividad especial requiere una contracción de la longitud en el marco móvil, por lo que, desde el marco estacionario, los electrones cercanos que parecen estar en movimiento también parecen estar más juntos. Entonces generan un campo electrostático más fuerte que los del marco de electrones estacionario. Llamamos a eso una fuerza magnética, pero es solo repulsión electrostática cuando se ve de manera relativista.

Nuestro modelo para el flujo de corriente es solo un modelo, no la realidad. Algunos modelos son más útiles que otros.

El flujo de electricidad se debe al campo eléctrico, tendrá una dirección específica.

Los átomos en la mayoría de los casos no existen independientemente como átomos, forman moléculas. Pero en el caso de helio, neón, argón, etc., existen independientemente. Y la mayoría de los elementos existen como moléculas.

En cuerpos sólidos, los átomos están unidos y son inmóviles. En caso de líquidos y gases, pueden moverse. Pero no tienen una fuerza impulsora si los átomos o las moléculas son neutrales, por lo que no tendrán una orientación o dirección específica. Chocan entre sí debido al movimiento aleatorio.

Ahora en el caso de los iones esto es posible. Si los iones pueden ser conducidos en una dirección específica, pueden producir una corriente. Por ejemplo, el campo magnético de la tierra se debe al movimiento del núcleo de hierro líquido. El flujo de hierro líquido debido al giro de la tierra causa una corriente eléctrica y produce el campo magnético que protege la tierra.

Puede producir corriente eléctrica debido al movimiento de iones, pero no es mejor que el flujo de electrones porque para mover un átomo de un lugar a otro necesitamos más energía que en el caso de los electrones, eso significa que se debe hacer más trabajo. Los electrones en una corriente se mueven de un átomo a otro para producir corriente y solo requiere un campo eléctrico y será más eficiente que el movimiento de los átomos.

Cuando los iones fluyen sería como el flujo de agua, la resistencia sería mayor debido a la fricción y las colisiones, la pérdida sería más en este caso que el flujo de electrones en un conductor. Y la superconductividad no será posible debido a la existencia de fricción. Términos como viscosidad, velocidad terminal, etc. entrarán en juego en caso de movimiento de iones a través de un cuerpo (en el que es posible el movimiento de iones, esto probablemente debería ser un líquido)

El tiempo necesario para que una señal llegue al destino sería mayor.

Puede haber más razones, pero aún así el flujo de electrones es mejor que el otro.

Y cuando aloms, moléculas, iones en un cuerpo fluyen en una dirección específica, entonces una parte del cuerpo está en movimiento.

Esto es como enviar mensajes usando una pegión cuando tenemos internet.

Creo que Pauli dijo una vez: (parafraseando) eso es tan confuso que no sé si es una tontería o no. Ok..ok … a veces saber cosas impide tu comprensión. Te tengo. Entonces, desea saber si los átomos que fluyen dentro de un material pueden ser más poderosos que la electricidad. No a ninguna física que conozca. Los átomos son eléctricamente neutros y la energía, en su corazón es simplemente la transferencia de electrones. Un átomo gana un electrón extra, se pasa hasta que encuentra a alguien que lo necesita. Energía química, debería decir. Alguien aparecerá con gravedad y luego … no. Se podría argumentar que una batería constituye iones que van de negativo a positivo, pero no, una corriente atómica … no es algo que verá en el futuro. Buena idea. Sigue pensando, sigue soñando y, sobre todo, haz preguntas.

HA: El electrón que envías no es el electrón que sacas. Es la energía del electrón que sale, en otro electrón. SÍ: los electrones se mueven y, finalmente, ese electrón tonto saldrá por el otro lado, pero a paso de tortuga.

Pero los átomos no viajan lejos en un sólido. Vibra, transfiere energía, se calienta y luego se enfría, emite fotones. No me hagas empezar con los fotones.

Los electrones son como el sonido que emites cuando gritas. El aire vibra y oyes la energía muy lejos. Los átomos son como el aire.

Ahora un estudio fascinante son los iones. Iones en el agua. ¿La corriente fluye a través de iones?

Hay diferentes formas para el flujo de electricidad.
En los metales, la electricidad fluye en forma de electrones debido a la diferencia de potencial.
Ahora, si crea una diferencia potencial en el agua que contiene algo de sal, entonces la electricidad fluirá, no debido a los electrones, sino a los átomos ionizados.
Entonces, sí, la electricidad también fluye debido a los átomos, pero seguramente será menor que eso debido a los electrones, porque requerirá una fuerza mayor para empujar un átomo que un electrón.
Espero que lo entiendas :).

En realidad, es posible pero solo en un material que conozco. No es práctico y definitivamente NO proporcionaría una mayor transferencia de energía.

Como han dicho otros, los átomos generalmente no se mueven en sólidos porque los enlaces entre los átomos se mantienen en su lugar, es por eso que son sólidos.

Sin embargo, hay una excepción, hielo. Sí, agua congelada, que consiste en una red de iones de hidrógeno y oxígeno unidos por electrones compartidos.

Si aplica un campo eléctrico suficientemente fuerte a un trozo de hielo, los protones (iones de hidrógeno) se “deslizarán” fuera de sus lugares en la red y fluirán donde el campo los empuja al igual que los electrones fluyen en los metales.

Transacciones de la Sociedad Faraday

El flujo atómico / molecular es posible y es la base del flujo de corriente eléctrica en los electrolitos líquidos (como ocurre en las baterías de plomo-ácido y los tanques de galvanoplastia). En muchos sólidos puede haber movimiento de átomos o moléculas, pero este movimiento generalmente ocurre a velocidades tan bajas que no se considera convección (aunque el tema se debate con considerable vigor en algunos círculos).

Puede que no se dé cuenta de esto, pero lo que está describiendo es simplemente neumática o hidráulica. Estas tecnologías han existido durante cientos de años, mucho antes de la electricidad. De hecho, puede transferir grandes cantidades de energía a través del flujo de gas o líquido a alta presión dentro de una tubería.

Dividamos esto en dos partes:

  1. ¿Es posible que átomos o moléculas fluyan a través de un sólido (o líquido)? Si. Esto se conoce como difusión . Tome un cuentagotas lleno de tinta y colóquelo sobre la superficie del recipiente lleno de agua. Con el tiempo, la tinta se extenderá por todo el agua. Esto es difusión.
  2. ¿Es posible utilizar la difusión atómica (o molecular) para la electricidad? No. La electricidad requiere el flujo de partículas cargadas , y los átomos y las moléculas no están cargados. Por otro lado, los iones se cargan, y los iones se pueden usar para electricidad. De hecho, hay iones que transportan electricidad en cada batería que tiene.

¿El uso de iones para transportar electricidad permitiría una mayor transferencia de energía? Como regla general, no. Los iones son mucho más pesados ​​que los electrones, y se necesita más energía para que se muevan. Por lo tanto, los iones generalmente solo se usan para transportar electricidad cuando participan en reacciones químicas (por ejemplo, en una batería) o cuando el cableado ordinario no es práctico.

No estoy seguro de lo que estás preguntando. Los átomos son eléctricamente neutros, por lo que una corriente de átomos no le dará electricidad. Por otro lado, los átomos ionizados conducen la electricidad muy bien. El primer ejemplo que viene a la mente es el flujo de iones de oxígeno en una celda de combustible de óxido sólido. Celda de combustible de óxido sólido – Wikipedia

Por otro lado, si está pensando en un flujo de átomos como una forma de transferir energía, bueno, hay viento.

En una escala microscópica, es difícil poner energía en un flujo de átomos (porque no tienen carga). Y cualquier cosa con la que puedan chocar les quita energía.

¿O tenía otra situación en mente?

More Interesting

¿Qué evidencia tenemos de que los átomos existen?

¿Hasta dónde hemos llegado con la teoría de inducir vida en otros planetas, si tomamos tierra / agua, liberamos átomos / moléculas, podríamos inducir vida?

¿Cuál es la distancia promedio de un solo electrón en el primer orbital de un átomo de hidrógeno, en relación con el tamaño del núcleo?

¿Están vivos los átomos?

¿Por qué los átomos nunca se detienen por completo?

Si me acerco a un espejo que me refleja a nivel atómico, ¿veo el reflejo de mis átomos o los átomos del espejo?

¿Cuál es la próxima super arma después de la bomba atómica?

¿Un átomo y un ion del mismo elemento químico tienen propiedades físicas y químicas diferentes?

¿Cómo puede ser equivalente a 1 g / mol mientras que al mismo tiempo tiene un valor de 1.660 x 10 ^ -27 kg? ¿Alguien puede explicar con algún tipo de analogía?

Si los electrones no son bolas sólidas que giran alrededor del núcleo, ¿por qué los libros de texto de mecánica cuántica dicen que tienen 2 momentos angulares: orbitales y giratorios?

¿Cómo es que la mayor parte de un átomo es un vacío, aunque en realidad no existe un vacío total?

¿Cómo se combinan los átomos cuyos electrones de valencia no suman hasta 8, como el azufre y el oxígeno?

¿Cuántos datos se necesitarían para ejecutar / almacenar la configuración exacta de un átomo de hidrógeno, hasta los límites de Planck?

Matemáticamente hablando, ¿es cierto que el número de combinaciones de secuencias de ADN que se basan en AGCT excederá con creces el número de átomos en el universo visible?

¿Los átomos que atraviesan una rendija saben si están siendo observados?