Растворение сжатой пружины в кислоте

evgenyvk

Народ! Это баян, конечно, но в инете я так и не смог найти правильного разрешения этого парадокса.
Есть железная пружина. Сожмем ее и завяжем ниточкой так, чтобы она оставалась в сжатом состоянии. После этого опустим пружину в кислоту. Она там расствориться (ниточка растворяться не будет).
Вопрос 1. Будет ли отличаться количество теплоты, выделяющейся при расстворении сжатой и несажтой пружин.
Вопрос 2. Куда денется потенциальная энергия, запасенная в пружине

iri3955

Ээээ. А вопрос 2 не будет ответом на вопрос один (с добалением "А иначе" вначале)?

yurimedvedev

Будет, при сжатой пружине тепла выделится больше.
2. Уйдет в тепло.
А твоя модель идеальной пружины не будет работать все время. Пружина рано или поздно сломается, когда станет слишком тонкой.

antcatt77

представим пружину в виде большого числа мелких частиц.
возьмем группу из трех частиц: A, B, C, где A и C под действием B находятся в "напряженном" состоянии, или другими словами A и C хотят друг от друга удалится, а B не дает им это сделать.
запас энергии в пружине примерно таким способом и происходит.
при растворение B: частицы A и C будут стремится разлетется друг от друга, т.е. при растворении B, A и C получают доп. импульс по сравнению с ситуацией, когда пружина не напряжена.

dmitry131

А вопрос 2 не будет ответом на вопрос один (с добалением "А иначе" вначале)?
Будет, конечно, но как я понимаю, нужно объяснение
Что такое запасённая энергия в пружине? Это энергия смещения положения равновеся атомов железа от положения равновесия в несжатой пружине...
Когда каждый конкретный атом будет переходить в раствор, эта потенциальная энергия должна передаваться ему как кинетическая - по-моему, тут всё логично
Отсюда и изменение количества теплоты.

dmitry131

при растворение B: частицы A и C будут стремится разлетется друг от друга, т.е. при растворении B, A и C получают доп. импульс по сравнению с ситуацией, когда пружина не напряжена.
Опередил
Но я не стал бы говорить, что именно "разлететься" - ведь частицы могут быть и удалены друг от друга - т.е. сила будет действовать в другую сторону...

stat2814955

Пружина рано или поздно сломается,
Сломается - разогнется - энергия разгиба все равно же уйдет в раствор, ибо все железо рано или поздно там окажется.

yurimedvedev

Сломается - разогнется - энергия разгиба все равно же уйдет в раствор, ибо все железо рано или поздно там окажется.
естественно, я лишь указал на ограниченность (даже противоречивость постановки) задачи

iri3955

А с чего бы ей вообще сломаться?

iri3955

В смысле удельное-то напряжение не меняется

evgenyvk

1. Будет, при сжатой пружине тепла выделится больше.
Все сказанное здесь - это теория. Так должно быть и я с этим обсолютно согласен.
Однако, интереснее всего, мерил ли кто-нибудь экспериментально эти теплоты - теплоты растворения сжатой и несжатой пружины? Может кто-нибудь ссылку кинет?
Вообще, конечно, в реальном эксперименте пружина у нас в какой-то точке раствориться быстрее, а поэтому сломается (как верно отметил ). А раз так, то скорее всего теплоты растворения будут одинаковыми.
Короче, хочется экспериментального подтверждения этой теории.

evgenyvk

Кстати, интересный вопрос.
Если мы сожмем пружину, а в растворе ее разожмем, то от этого температура раствора увеличится или нет?
Здесь даже подойдет более общий вопрос: увеличивается ли температура раствора при его перемешивании?

lena1978

энтропию посчитайте

evgenyvk

И еще одни интересный вопрос.
Как меняется температура самой пружины при ее сжатии-разжатии?
Например, если взять резину, то для при ее растяжении резина нагревается, а при обратном сжатии пружина охлаждается. Это легко проверить на резине от воздушного шарика, если прислонить ее к губам и растягивать-стягивать.

antcatt77

> Но я не стал бы говорить, что именно "разлететься" - ведь частицы могут быть и удалены друг от друга - т.е. сила будет действовать в другую сторону...
согласен, может и наоборот, частицы могут испывать и к "друг-другу-стремительную" силу.

seregaohota

увеличивается ли температура раствора при его перемешивании

Да, увеличивается. Эксперимент Джоуля по нахождению механического эквивалента тепла, школьный учебник физики.

seregaohota

в реальном эксперименте пружина у нас в какой-то точке раствориться быстрее
Короче, хочется экспериментального подтверждения этой теории.
IMHO экспериментально подтверждается ускорением коррозии металла в местах механических напряжений. Так как расстояния между атомами меняются и следовательно меняется энергия активации или как она там называется, вероятности вступления в реакцию меняются.

stat2814955

Резина - это полимер, а у полимеров несколько другие представления о том, как надо себя вести в разных ситуациях, с металлами тут сравнивать некорректно)

spiritmc

>> увеличивается ли температура раствора при его перемешивании
> Да, увеличивается. Эксперимент Джоуля по нахождению
> механического эквивалента тепла, школьный учебник физики.
Практикум по физической химии. Химфак, третий курс.
Можно наблюдать это собственными глазами.
---
"Курс истинно физической химии."

spiritmc

> Как меняется температура самой пружины при ее сжатии-разжатии?
Иди учи термодин, может перестанешь задавать глупые вопросы.
---
"Курс истинно физической химии."

vovatroff

Народ! Это баян, конечно, но в инете я так и не смог найти правильного разрешения этого парадокса.
Есть железная пружина. Сожмем ее и завяжем ниточкой так, чтобы она оставалась в сжатом состоянии. После этого опустим пружину в кислоту. Она там расствориться (ниточка растворяться не будет).
Вопрос 1. Будет ли отличаться количество теплоты, выделяющейся при расстворении сжатой и несажтой пружин.
Вопрос 2. Куда денется потенциальная энергия, запасенная в пружине
Слушайте, если вы так любите все эти парадоксы, то вот вам еще один: к наклонной плоскости
прикрепили конец рулона линолеума, и рулон отпустили. Куда денется его механическая энергия после того, как он размотается по ней весь?

evgenyvk

Хорошая задачка...
Во-первых хочу предупредить, что я далеко не физик - учусь на ФББ, поэтому заранее прошу не сильно меня ругать, если напишу глупость.
Теперь про задачу.
Сначала нужно понять, что в этой задаче имеет кинетическую энергию? Видимо, это сам рулон (размотавшаяся его часть неподвижна, а поэтому кинетическую энергию не имеет).
Теперь нужно отметить, что в процессе разматывания, с одной стороны, увеличивается скорость движения рулона, но с другой стороны из-за того, что рулон разматывается, уменьшается его масса. Тем не менее в процессе движения рулон скорее всего набирает кинетическую энергию, т.к. зависимость от скорости квадратичная, а от массы - в первой степени.
Остается решить, что же будет в самом конце, на последнем мотке рулона. Я думаю, что там будет хлопок конца рулона о поверхность наклонной плоскости. Вот туда и уйдет вся кинетическая энергия.
(Похоже, меня сейчас будут критиковать....)

vovatroff

Я думаю, что там будет хлопок конца рулона о поверхность наклонной плоскости. Вот туда и уйдет вся кинетическая энергия.
Во всяком случае, в том задачнике, где я это видел, в "правильном ответе"
утверждается то же самое.

evgenyvk

Тем не менее в процессе движения рулон скорее всего набирает кинетическую энергию
А по поводу этого утверждения ничего не написано в задачнике? Просто есть подозрение, что масса рулона будет убывать быстрее, чем нарастать квадрат скорости. Т.е. сначала кинетическая энергия будет увеличиваться, а потом уменьшаться.

spiritmc

>> Я думаю, что там будет хлопок конца рулона о поверхность наклонной плоскости.
>> Вот туда и уйдет вся кинетическая энергия.
> Во всяком случае, в том задачнике, где я это видел, в "правильном ответе"
> утверждается то же самое.
На самом деле, их "правильный ответ" неправилен.
---
"Математика --- это тайная надежда, что допущенное упрощение сойдёт безнаказанно."

yurimedvedev

На самом деле, их "правильный ответ" неправилен.
---
кохпа знает правду, все прочие правды --- ложь!

vovatroff

А по поводу этого утверждения ничего не написано в задачнике?
Не помню. Если вы сами знаете, как ее оценить, значит вы уже правы.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: