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压簧放入浓酸中,假设瞬间溶解,压簧的能量去哪了?

内容来源:压簧      浏览次数:681次

如果把一千克的压簧放入一千克的硫酸中,等压簧腐蚀完以后,剩余重量又是多少呢?假设有一根足够细的压簧,被压缩通过弹性储存了势能。假设丢进了浓硫酸,一瞬间变成了嘎嘣脆的四氧化三铁。形状就固定在了原压缩状态,但没了弹性也就无谓势能,那么这势能还能转化为内能吗?要保证压簧处于压缩状态不释放势能,溶液就要保持高压,压簧势能释放转化为流体的流动势能。举个例子,深水里有个气球,被水压压缩,突然气球爆炸,液体蓄积的势能转化为填补气球位置的流动势能。

 


 

这根压簧的粗细形状就是刚好能让它在一定浓度的溶液中各个点横截面同时溶解为0,怎么没可能。就算不是同时都溶掉,那比如一根原来横截面是10cm2的压簧某个点断开的时候其他部位最大的横截面也只有1mm2了,那它蹦开释放的能量还有原来的势能那么大吗,少了的部分又哪去了。把你的想象压缩到微观层面去,压簧压缩,应力增加。铁原子之间间隙相对变小,强酸腐蚀过程中,外部单个原子或者分子与单个铁原子发生反应,必然会走有一个铁原子与主体分离过程,在这个过程中原子之间压缩的弹性势能得到释放。动能转化为热能。

 

压缩的压簧在放入硫酸的时侯本身是处于一个平衡状态,压簧被压缩有一个势能,必然导致固定压簧的构件具有向外的势能,当压簧逐渐被溶解的过程中压簧与固定压簧的构件势能逐渐减少,这个过程可以不对外做功。假设一个物质a出现在黑洞的b点位置,此时已经受到黑洞引力的作用了,而a出现的同时向黑洞中心射出一束光。 那么是不是可以得出一个结论,b点位置射出的这束光到达黑洞中心的时间,应该是大于b点位置的a物质从无引力作用状态,到被黑洞引力作用的状态所花费的时间。 即引力作用物质的速度大于光速。 b点射出的那束光还没有到达引力中心,b点的a物质就已经被引力作用了。

 

 

压簧钢丝假如说1厘米粗,全压缩蓄能为a,同样长度材质的压簧钢丝只有1毫米粗那细压簧的蓄能总量是不能和前者相体并论的吧?无论怎么瞬间溶解都可视为由外由粗变细,随着原子被离析掉,钢丝直径也在变细,直至完全消失压簧形态。能量还在,只不过被转换在酸溶液中了。把你的想象压缩到微观层面去,压簧压缩,应力增加。铁原子之间间隙相对变小,强酸腐蚀过程中,外部单个原子或者分子与单个铁原子发生反应,必然会走有一个铁原子与主体分离过程,在这个过程中原子之间压缩的弹性势能得到释放。动能转化为热能。

 

因为实验的结果与路径无关,设计一个思想实验路径,让思想实验进行,先想象把已经压缩的(压缩变形储存的能已知)成分和质量已知压簧放入反应器中,倒入定量足够的水,把压簧无限缓慢地释放,释放过程仅仅对容器中的水起作用(忽略器壁的吸热),然后加入定量足够的酸,与其中的压簧反应,压簧溶解完成,可能生成氢气之类的气体,计算每一过程能量变化,不考虑散热和外界传入的热量,可以得到系统的温度变化。

 

 

我认为在溶解的同时被压缩的压簧就在释放能量,我不懂专业物理语言,但这就跟将一个纸做的受压力的压簧放入水里一样,水侵染纸压簧的过程中,纸压簧也在发生本质变化,逐渐失去势能,长时间浸泡下的纸压簧也会被水溶解。这个例子可以这样问。假设你爬到几千米的高山,瞬间被太阳晒干。请问你之前爬山的积累的势能跑哪里去了。如果你明白是太阳给了能量漂浮空中,那么你也应该理解硫酸对铁的作用就和高热对人体的作用是一样的。

 

一个被压缩的压簧,应该是两端有外力施压。将这样一个压缩装置和被压缩的压簧一起放入硫酸,只要保证压缩装置的抗腐蚀,压簧再怎么不平衡腐蚀都没有危险。作者说的断点弹开现象,应该是错误的将拉伸状态的压簧的反应,当成了压缩状态。而且就算是拉伸的状态,现实中也不可能发生危险,按照作者自己的说法,势能存在于分子键,压簧腐蚀断点的时候其他的地方也已经快断了,势能已经非常微弱了。作者应该是有些理科知识,可惜不能学以致用,只是纸上谈兵。

 

压簧上面任意两个相邻原子都可以看成一个压簧,均匀溶解的情况下,化学键由外层逐层断裂,假如断裂成两个原子相连为最小单位,这个最小单位的两个原子会像松开的压簧一样振动,这就是内能。没有外力压簧也是没有相应的力的,如果一直压着放硫酸里面也没办法让酸对压簧的腐蚀同步,在腐蚀个过程中压簧的力就释放了,并且在溶解过程中还有热量放出,这个应该是金属键断裂或者化学反应放热出现的。

 

 

压簧是整体时,弹性势能具有很好的方向性,我们可以利用它做功。假设是浓硫酸溶液,当压簧在硫酸中瞬间溶解时,会被酸化成硫酸铁。此时压簧中的弹性势能会被施加到新生成的硫酸铁溶液中,由于硫酸铁溶液不具有刚性,因此压簧中的弹性势能会被转化成硫酸铁溶液中无方向性的动能。由于硫酸铁溶液的动能没有方向性,因此各方向的力会相互抵消,所以压簧瞬间溶解时会显得比较平静。

 

两盘相同的压簧,一盘压缩,一盘不压,在盐酸中反应,反应的速度一样,温度也是一样,生成物主要是氯化亚铁和少量的三氯化铁,不同之处是压缩的压簧生成的三价铁离子的数量比没压缩的压簧多一点。也许根本就什么状况都不会发生呢?瞬间溶解只发生了置换反应,产生了热量。但是这只是化学上的变化,并不是势能转化为热量。相对于溶液,压簧并没有产生位置变化,何谈能量转换呢?举个很简单的例子,如果弹性系数不同,但是质量一样的压簧同时放入此条件的溶液,那是不是弹性系数越大的提供热量越多?按这个逻辑,只要足够大的压簧,甚至于可以让溶液沸腾?
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