大家都知道被压缩的弹簧具有能量。那么把被压缩的弹簧放入浓酸中,假设瞬间溶解,那被压缩的弹簧所具有的能

当初应该爱你ooo


弹簧只有不断往复运动才能产生能量。是压住,原来就没有能量,怎么去寻找?你把压力和作功混为一谈了,在力的作用下作功才能产生能量。

压力,不是能量。被压缩的弹簧并没有能量,只是受到一个压力,弹簧有一个反弹力即反作用力。作用力和反作用力大小相等方向相反,作用力和反作用力的合力为零。

不要说是弹簧,就是一根铁丝,上面压上东西,虽然没有被压缩,仍受到了压力,铁丝有一个反作用力。弹簧受到压力被压缩,同时弹簧底部又把这个压力压在容器底部,因此是不存在的能量问题的。

把弹簧放入浓酸中,迅速溶解,压力也随即消失。


南极冰火


这是一个脑洞题,请心灵手巧的同学们千万不要去做实验,非常的危险,切莫模仿!

现实中的例子

无论多么细小精致的弹簧,又或者多么强劲的浓酸,如果真的按照这个思路去实验的话,弹簧的腐蚀一定不会均匀的发生!


最大的可能性就是弹簧中某个应力集中的点,最优先被腐蚀而产生蚀断,然后以这个点为原点,弹簧断开,弹簧存储的大部分的弹性势能以动能的方式,获得突然的释放!简单的说——浓酸溅你一脸!

想着可以顺道换个脸的同学,可以试试。但其他任何同学,都请不要模仿尝试。

理想中的实验

既然你的愿望是如果,那么我们就开始纯粹的思想实验吧。


首先,你得感谢麦克斯韦,他给予了我们这次实验所有的理论基础。

很简单的,我们把这个弹簧区分为宏观物体,以及微观分子部分。弹簧在宏观上体现的弹性势能,在微观分子尺度上,我们可以理解为化学键的扭曲。当然这不是原子间的事情,扭个弹簧万万到达不了原子间距的地步,除非你是超人。

在弹簧的微观结构中,我们可以认为,数量巨大的化学键被扭曲,这种现象在宏观上,就表现为整体的弹性势能了。

那么当弹簧进入浓酸中,刹那间被腐蚀掉之时,所有扭曲的化学键的势能势必将会释放出来,因为宏观的物体不复存在,但分子在啊,于是体系内能将增大——表现为酸液的总体温度升高。

到底可以升高多少?

有同学不服,觉得不可能,那我们来算一算吧。

假设此理想状态的弹簧,在吊起10kg重物后,能伸长0.1m,那么k=100N/0.1m=1000N/m

Q=0.5*k*x^2=0.5*1000*0.1^2=5J

我们为了方便计算,把这个绝世好酸的比热容,按照水的比热容4200J/(K*kg)计算。

用这一升浓酸“溶”了这个弹簧——整体温度(相对于没有应力的弹簧)升高了0.0012K!

按照目前灵敏度为0.001℃的高精度石英温度计,要检测出其中的温度变化,恐怕也难以实现。

结语

脑洞一下就好,大家千万不要试验,本猫可赔不起啊。


猫先生内涵科普


弹簧被压缩,就意味着它存储了比较大的弹性势能,或者说压缩的弹簧内部存在了很高的应力,而且这种应力是拉应力。当弹簧被腐蚀时,被腐蚀的地方应力会瞬间释放,导致金属原子被快速“弹”到溶液中,动能增加。这个过程就像是一个拉伸的弹弓,瞬间把“子弹”弹出。不过这里的“子弹”是金属原子。在这个过程中,弹簧的弹性势能转化为金属粒子的动能,总质量保持不变。


当然了,实际情况中,弹簧不可能瞬间被腐蚀。所以弹簧的弹性势能也不可能会全部转化为溶解原子的动能,而是弹簧在边腐蚀变释放弹性势能。如果按压弹簧的地方先腐蚀断裂,那么弹簧整个就会瞬间恢复形变,应力释放,结果解释把浓酸“弹”的到处都是。所以现实中,我们万不可做这个实验,否则就是no zuo no de。


其实,弹簧在腐蚀后释放应力的过程,和鲁伯特之类释放应力的过程差不多。鲁伯特之泪本身也存在巨大应力,当通过敲击把尾部击碎之后,鲁伯特之泪的应力立马得到释放,整个物质被“弹碎”。弹簧被压缩后腐蚀的过程,也会伴随着应力的释放。虽然这种释放不会像鲁伯特之泪一样强烈和彻底,但微观上应力却是使得被溶解的原子动能增加。

总之不论怎么样,能量都是守恒的。弹簧既然被压缩具有弹性势能,那么它总会释放出来。而腐蚀,就是一个释放途径。


科学探秘频道


答:弹簧的弹性势能,本质上就是原子间的势能总和,铁质的压缩弹簧被酸溶解后,原子间的势能会转化为原子的动能,使得溶液的平均温度略有升高。


在这个案例中,能量肯定是守恒的,压缩的弹簧具有弹性势能,弹簧溶解后,弹簧的弹性势能也就不复存在,那么原先弹性势能的能量,肯定会以另外一种形式存在。

我们考虑弹簧压缩的微观机制,对于铁质的弹簧,由许许多多的铁原子通过原子间的相互作用力连接而成,在正常情况下,相邻原子间的合力近似为零,不存在内应力;随着原子(或者分子)间距离的变化,原子间作用力和势能也会发生改变:

(1)距离缩短,相邻原子(分子)间表现为斥力;

(2)距离远离,相邻原子(分子)间表现为引力;

(3)如果原子(原子)间的距离远到一定程度,那么原子间的势能趋近于零;

弹簧不压缩时,组成弹簧物质的原子间合力为零,当弹簧压缩时,弹簧的能量就存在着原子间的势能中;此时把弹簧固定,并放入酸中溶解,具有原子势能的单个原子脱离时,势能会使得原子的速度增加,当所有铁原子的势能都释放为原子的动能时,就表现为溶液的热能,因为热能的本质就是微观粒子的热运动。

如果我们有精密的温度测量仪器,并安排两个一模一样的弹簧,其中一个不压缩,另外一个压缩足够的弹性势能并固定,然后分别放置酸中溶解,那么被压缩弹簧的溶解,将释放更多的热能,使得溶液的平均温度比另外一个高。


我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


不仅仅是弹簧,任何物体被压都会存储弹性势能。

从微观看,被压迫,粒子间距减小(一有趣的是若无外力,只要物体温度未处于绝对零度,粒子间平均作用力为吸引力。一),斥力增加,斥力与移动方向相反,即分子势能增加。

弹性势能的本质是增加的分子势能的总和。

在溶解过程中,分子势能转化为分子动能,相互碰撞导致系统温度上升。



一学思一


闲聊一下个人看法。

先引入一个概念,活化能!比如酒精燃烧,先得吸收热量,达到一定温度后,才能和氧气发生剧烈反应,也就是燃烧,燃烧的过程释放热量。也就是说,酒精燃烧的过程是先吸收热量,然后释放热量,两者之差就是酒精燃烧释放的总热量。这个前期吸收的热量就是活化能。活化能和很多因素有关,比如温度高的酒精,活化能就低一点,由此释放的净热量就高一点。

一个未被压缩的弹簧,所有原子处于能量最低点,如果释放到硫酸里,所需的活化能就最高,释放的总能量就最低。压缩的弹簧,铁原子拥有弹性势能,在于酸反应时,更容易脱离弹簧,所需的活化能就低一点,释放的净能量就高一点。表现在宏观上,就是溶液的温度高一点。


旅行到宇宙边缘abc


这个问题很容易将你引入歧途,弹簧被压缩它的能量作用于被压缩力,弹力和压缩力相等弹簧不再伸展变化,当弹簧放入强酸后被溶解,弹簧没有任何力量作用于酸液,假设酸作为压缩弹簧作用力,根据质量守恒定律,弹簧被酸溶解后其作用力会以热的形式被酸吸收,酸的温度会升高。


红衫树16


其能量随实物的灭失而消失!一如人的灵魂,人的肉体灭失,灵魂也随之消亡。

不知道这样理解对否!


张广斌12


这个很简单啊,压缩的弹簧拥有的势能在某点蚀断的时候势能会大部分转化成动能释放出,当然在这过程中还有小部分会转化成热能,极小部分转化成重力带来势能


草根141056330


虽然你这个想法不会出现,但是可以按照你的思路想像一下。如果弹簧被瞬间溶解,那么他产生的离子也会被弹簧的势能摊开,势能转化为离子的动能而在溶液里流动,最后由于液体的阻力而停止,停止后这部分动能转化为溶液的内能,换句话来说,也就是溶液的温度会上升。


分享到:


相關文章: