¿Por qué una barra de vidrio cuando se frota con un paño de seda adquiere carga positiva y no carga negativa?

He leído muchas veces en el tema de la inducción que una varilla de vidrio cuando se frota contra un paño de seda adquiere una carga positiva. ¿Por qué solo adquiere carga positiva y no carga negativa?

También se dice que la varilla de vidrio atrae las pequeñas piezas de papel sin carga cuando se carga positivamente. Entiendo que una barra de vidrio con carga positiva atrae las piezas de papel sin carga porque algunos de los electrones presentes en el papel se acumulan en el extremo cerca de la barra, pero ¿no podemos extender el mismo argumento sobre la atracción de la barra de seda con carga negativa y las piezas? de papel debido a la acumulación de carga positiva cerca del final?

Nunca vi cómo funciona el mecanismo microscópico de la triboelectricidad. Parece estar relacionado con algo llamado "potencial electroquímico". Entonces, tal vez se podría llamar a una combinación de termodinámica y detalles microscópicos (o modelos) para explicarlo (nunca vi nada más allá de eso, y podría deberse a que los detalles de las superficies que se friccionan son importantes para el fenómeno). Esperemos que alguien conozca esos detalles, ya que yo mismo siempre tuve curiosidad por ellos.

Respuestas (5)

Es posible que sepas que toda la materia está formada por átomos. Ahora, los átomos mismos tienen un núcleo, o núcleo, y electrones que orbitan alrededor del núcleo. El núcleo tiene carga positiva, los electrones tienen carga negativa.

Cuando se frota la varilla de vidrio con la tela de seda, los electrones se desprenden de los átomos del vidrio y se transfieren a la tela de seda. Esto deja la barra de vidrio con más carga positiva que negativa, por lo que obtienes una carga positiva neta.

¿Por qué los electrones van del vidrio a la seda y no de la seda al vidrio? Eso depende mucho de los detalles minuciosos del material. En definitiva, por cada dos materiales hay uno de ellos donde los electrones son más felices. Simplemente resulta que para el vidrio y la seda, los electrones son más felices en la tela de seda.

Ahora a tu segunda pregunta. Aquí, lo importante a tener en cuenta es que en su material sólido típico, las cargas positivas, que son los núcleos de los átomos, no pueden moverse mucho. Están encerrados en una estructura rígida. Los diminutos electrones, sin embargo, pueden moverse mucho mejor. Es por eso que la barra de vidrio puede inducir una carga neta negativa en un extremo de los sujetapapeles.

EDITAR: Permítanme agregar que también debería haber cierta atracción entre la seda y un montón de papel: los electrones en el papel serán empujados por los electrones en la seda, dejando el extremo del papel que está más cerca de la seda con una carga positiva neta que luego es atraída. Sin embargo, es muy posible que en su tela de seda los electrones estén demasiado dispersos en general para tener un efecto atractivo lo suficientemente fuerte.

Entonces, si froto una varilla de vidrio contra teflón, la varilla de vidrio se cargará positivamente y el teflón se cargará negativamente. Como el teflón se encuentra debajo en la serie triboleléctrica. O
el papel es un aislante, entonces ¿cómo es que los electrones pueden viajar de un lado al otro?
@Awesomeboy Podría ser porque lo estamos haciendo a la fuerza. No es espontáneo. Cuando lo frotamos, lo estamos obligando a que se desplace.

Esto se debe a que el vidrio está por encima de la seda en la serie triboeléctrica (atrae menos electrones que la seda) y cuando se frota, la seda 'toma' sus electrones. Y sí, si tuvieras una varilla de seda también atraería el papel neutro, porque los papeles se convierten en dipolos, como explicaste.

Según Lagerbaer, la varilla de seda cargada negativamente no puede atraer las piezas de papel... y su explicación parece bastante convincente.
está dando una respuesta circular ... ¡la pregunta se reduce a por qué el vidrio está sobre la seda en series triboeléctricas!
Supongo que averiguar ESO requiere mecánica cuántica.
Vineet, solo pregunto que si la barra de vidrio con carga positiva puede atraer las piezas de papel, ¿por qué la tela de seda con carga negativa no puede hacer lo mismo?
¡Lagerbaer! ¿Quieres decir que la varilla de seda no puede atraer los pedazos de papel por la razón que diste...? Solo quería confirmar...
¿De verdad te refieres a la varilla de seda, o te refieres a la tela de seda?
¡Oh, lo siento! Quise decir tela de seda.
gracias por editar tu respuesta ..
El signo de carga no importa para atraer el papel, pero ayuda tener un objeto sólido que se pueda acercar y, con suerte, mucha carga en algunas esquinas en algún lugar, y no obtendrá eso en la seda.
Ron, entonces, ¿quieres decir que la tela de seda no puede atraer las piezas de papel?
Ahora veo, en mi cabeza era como 'el papel es neutral, por lo que puede ser atraído tanto por cargas positivas como negativas', Ron dio una explicación.

Bueno, esto se puede explicar por la función de trabajo de los materiales. Debido al frotamiento, se genera calor que suministra energía para la eliminación de electrones. Como la función de trabajo de la varilla de vidrio es más pequeña que la de la tela de seda, fácilmente pierde electrones en la tela de seda, que luego libera energía (ganancia de electrones entalpía) y, por lo tanto, asegura la conservación de la energía.

Como todos sabemos, la materia en nuestro entorno está compuesta de "átomos" de elementos básicos, y la seda se obtiene de los capullos que son seres vivos, por lo tanto, está hecha de "aminoácidos", que es el compuesto fundamental de los seres vivos y los componentes de los aminoácidos son H2NCHRCOOH ingrese la descripción de la imagen aquí, por lo tanto, vemos que la letra R requiere ganar electrones, por lo que al frotarla con una barra de vidrio, se le da una carga +ve a la barra.

¿Por qué R requiere un electrón?
"así vemos que la letra R requiere ganar electrones". Y o tu puede ver esto, pero tengo miedo yo no. Tal vez podrías explicarlo.

La seda tiene muchas fibras desaliñadas que proporcionan mucha superficie y muchas partes puntiagudas.

El vidrio tiene superficies planas y lisas con un área de superficie relativamente pequeña para un volumen dado.

La seda tampoco es un gran aislante, por lo que cualquier carga acumulada puede dispersarse y disiparse.

El vidrio limpio es un excelente aislante, por lo que las cargas no se mueven mucho y pueden acumularse.

Mi suposición es que el punto de contacto de frotamiento en la seda pierde muy rápidamente su exceso de carga en el material y el aire circundantes, por lo que cuando lo acerca al papel, no queda una fuerza de atracción notable.

También hay diferencias en la mecánica de las descargas coronales positivas y negativas , pero supongo que la textura y la conductividad de la seda es el efecto dominante en el trabajo aquí en lugar de la polaridad de los objetos. El hecho de que se pueda frotar acrílico con lana y que el acrílico atraiga el papel parece confirmarlo, ya que el acrílico/lana tiene la dirección de carga inversa que el vidrio/seda. (El acrílico es suave y es un buen aislante)

El vidrio no es un cristal. Es un sólido, pero definitivamente no es un cristal.
¿Por qué una barra de vidrio cuando se frota con un paño de seda adquiere carga positiva y no carga negativa?
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