Hallo,
ich hab mich gefragt, ob ein Schneiden mit einem Messer Atombindung trennt. Sagen wir, wir schneiden ein Stück fleiß, dann sind da ja lange Eiweißketten drin, die über zwischenmolekulare Kräfte zusammenhängen.
Wenn man das jetzt durchschneidet, trennt man dann die Eiweißketten, die im Weg sind einfach in zwei Hälften und erzeugt so neue Moleküle, oder zieht man an diesen so lange, bis sie nicht mehr durch die zwischenmolekularen Kräfte zusammengehalten werden?
Ich denke, wenn das Messer oder allgemein das Schneide- oder Scherwerkzeug nicht scharf genug ist, dann knickt es das Molekül nicht genug und dann bricht es nicht durch, sondern der Druck ist nicht hochgenug und man kann genügend Kraft übertragen um das gesamte Molekül von den andern zu trennen und es zieht Fäden und man nennt das dann einen unsauberen Schnitt.
Die Messerschneide ist nicht scharf genug, Atome oder einzelne
Moleküle zu trennen, dann müsste die Schneide dünner als ein
Atom sein.
Dann werden die Molekülketten um die scharfe Kante gebogen, dadurch werden die aneinander hägenden Moleküle gekrümmt und das der Kante nähere Molekül macht einen engeren Radius als das äußere, wodruch es zu Längenunterschieden kommt, die zwischenmolekularen Kräfte werden schwächer, da weniger Kontaktfläche da ist und anstatt dass ein Molekül herausgerissen wird, löst sich die Nahtstelle und es gibt einen sauberen Schnitt.
Sollte die Krümmung der zusammenhängenden Moleküle zu klein sein, weil das Messer stumpf ist, kann man genügend Kraft übertragen um die Moleküle herauszuziehen, weil der Längenunterschied der Kontaktfläche nicht groß genug ist, weil die Radien zu groß sind und die Fläche der Nahtstelle zweier Moleküle nicht klein genug wird um wenig Kraft zu übertragen.
==> Es fasert und der Schnitt wird unsauber
Funktionier so Scheiden und Scheren im Grundprinzip?
ich glaube, das ist der falsche Ansatz, Schneiden ist durchaus eine makroskopische Angegenheit: die Kraft auf die Schneide (die zum Schneiden ausgeübt wird, Druck ist falsch) konzentriert sich auf die Messerkante, also auf ein umso kleineres Gebiet, je kleiner der Radius bzw. je schärfer das Messer ist - bis lokal die Reissfestigkeit des Materials überschritten wird. Das Reissen ist ein sehr komplexer Vorgang, meistens setzt er sich leicht fort, wenn er mal eingeleitet ist. Siehe Bruchbildung bzw. dessen Vermeidung usw.
Im molekularen Massstab kann man das schon deswegen nicht über einen Kamm scheren, weil die Materialien viel zu unterschiedlich sind: eine Kunststoffplatte ist eigentlich ein einziges Riesenmolekül, viele organische Stoffe auch. Kristalle werden hauptsächlich durch elektrostatische Kräfte zusammengehalten (und lassen sich schlecht schneiden, eher spalten). Bei Metallen ist das wieder ganz anders, und auch bei Glas. Aber jedes hat seine Reissfestigkeit.
Auch andere Eigenschaften spielen mit, z.B. die Eigenschaft von Kunststofffolien, dass man, wenn die Schere einmal in Bewegung ist, die Folie mit sehr geringem Kraftaufwand zügig trennen kann (Spaltzugfestigkeit?). Wegen der hätte ich mir beinahe mal beim Abschneiden eines Kunstoffschlauchs unter Zugspannung den Finger abgeschnitten.
Gruss Reinhard
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wenn du jetzt nicht laserschneiden oder so meinst, dann funktioniert schneiden wie alle anderen trennverfahren auch. es wirken scherkräfte, die die molekülbindungen auseinanderreißen. dabei trennt das schneidmittel selbst nicht durch berührung diese bindungen, sondern es schiebt(schert/scheren,schere) den stoff gegen seine bindungsrichtung, bis die streckgrenze und schließlich die dehngrenze überschritten ist und der bruch auf mikroebene einsetzt.
nichts anderes machst du, wenn du nutella aus dem glas holst, nur ist die scherkraft sehr gering.
beim messer kommt hinzu, dass das scheren eine dehnung des zu schneidenden stoffes in schneidrichtung und in drückrichtung hat - bei der schere nur in drückrichtung(da keine überlagerung von bewegungen vorliegt)