Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://wasp.phys.msu.ru/forum/lofiversion/index.php?t9193-500.html
Дата изменения: Unknown
Дата индексирования: Mon Apr 11 23:16:51 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: агрегатные состояния
Студенческий форум Физфака МГУ > Свойства света и законы оптики
Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Свойства света и законы оптики
Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Проверка теорий на прочность
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
Munin
Цитата(usachevvm @ 26.6.2007, 10:32)
Что это за научное возражение "в конечном счете "? А если затраты энергии бесконечно малы?
*

Они не могут быть бесконечно малы: на прохождение шара через 1 метр льда требуется как минимум нагреть его до точки плавления и расплавить, а это совсем не нулевая энергия. И меньше затратить никак нельзя. В этом и ошибка вашей фантазии.

Цитата(usachevvm @ 26.6.2007, 10:32)
Земной шар "остывает" уже пять миллиардов лет.
*

О да. Потому что земной шар - штука более сложная, чем титановый шар плотностью 10 (нормальная плотность титана 4,5). Прежде всего он отличается размерами, а размеры для остывания - самая важная характеристика, поскольку задают отношение скорости потерь энергии (определяемой площадью) к запасу энергии (определяемому объемом). Поэтому огромному земному шару можно остывать за огромные сроки.

Но если бы ему приходилось проплавляться сквозь лед, ситуация была бы совсем иной. Тепло, необходимое для расплавления льда, не зависит от скорости его передачи (то есть от площади), а зависит от массы льда (то есть определяется объемом). И это значит, что земной шар прошел бы сквозь лед никак не дальше, чем просто каменный или железный шар той же температуры (что и недра земного шара). Он бы не преодолел даже своего диаметра, вовсе не говоря о том, чтобы двигаться по орбите непрерывно миллиарды лет (проходя тем самым миллиарды астрономических единиц).

Цитата(usachevvm @ 26.6.2007, 10:32)
Наконец, сколько можно вам напоминать, что в квантовых системах обнаружены процессы энергообмена происходящие без заметного изменения энтропии.
*

Обнаружены-то они обнаружены... только в том и закавыка, что ничего общего с проплавлением сквозь лед эти процессы не имеют, и иметь не могут в принципе, потому что, как вам показали, проплавленеи сквозь лед без заметного изменения энтропии происходить не может.

Цитата(usachevvm @ 26.6.2007, 14:17)
А титановый шар, по условию, вдвое тяжелей воды такого же объема.
*

Это с каких это пор "на порядок" означает "вдвое"? "Вдвое" всегда было октавой, а не порядком.
Free Researcher
Цитата
Это с каких это пор "на порядок" означает "вдвое"? "Вдвое" всегда было октавой, а не порядком

Это была, видимо, двоичная система. 193.gif 10+10=100, все правильно.

А вообще сей тред с шариком во льду напоминает вот это
Munin
Цитата(Free Researcher @ 26.6.2007, 14:46)
Это была, видимо, двоичная система. 10+10=100, все правильно.
*

Ну да, давай еще считать, что километр - это восемь метров, а мегагерц - это шестьдесят четыре герца. Как жизнь-то упростится!
usachevvm
Munin, попытайтесь, все-таки, сосредоточиться. Вам, а не Relan(e), было написано:
Цитата
usachevvm Тема ?4, 20.2.2006, 1:53Сообщение #19
...титановый шар. Внутри шара имеется источник энергии, который поддерживает температуру поверхности шара постоянно равной, скажем, плюс 1000 градусов. Пусть вес шара на порядок больше веса льда, такого же объема...

"Ощутите разницу" между весом тела и его средней плотностью. Если источник энергии внутри шара будет иметь объемную плотность, например урана, то вес шара будет зависеть от соотношения объемов титана, из которого изготовлена оболочка шара и урана, из которого образован источник энергии.
Таким образом, общий вес шара может быть и на порядок и в два раза больше веса льда такого же объема.

Поэтому, отвечая Relan(e), я с полным правом принял условие, что шар в два раза тяжелее льда.

И все это не имеет никакого отношения к сути воображаемого эксперимента, предложенного вам для осмысления.
Очевидно, вы и Free Researcher опять ничего не поняли. ( Или так вошли в роль "не понимающих", что никак не можете из нее выйти.)

Цитата
Minim Дата Вчера, 14:42
на прохождение шара через 1 метр льда требуется как минимум нагреть его до точки плавления и расплавить, а это совсем не нулевая энергия. И меньше затратить никак нельзя. В этом и ошибка вашей фантазии.

Это ошибка отсутствия у вас фантазии, Minim.
Если вообразить, что внутри титанового шарика объемом в 1см^3 имеется 'аннигиляционный реактор' масса рабочего вещества и антивещества в котором равна, скажем, 7 граммам, то запаса его энергии (mc^2) хватило бы, чтобы шарик 'прошил' километровую толщу льда, почти не потеряв в весе.
Может просчитаете, какой должна быть толщина ледяного панцыря, чтобы шарик вмерз в него не дойдя на 1см до дна ледника? ( Пусть КПД=1. Вязкость воды не учитывать.)
Munin
Цитата(usachevvm @ 27.6.2007, 7:50)
Если вообразить, что внутри титанового шарика объемом в 1см^3 имеется 'аннигиляционный реактор' масса рабочего вещества и антивещества в котором равна, скажем, 7 граммам, то запаса его энергии (mc^2) хватило бы, чтобы шарик 'прошил' километровую толщу льда, почти не потеряв в весе.
*

Ну и что? Соотношение объема шара с объемом пройденного льда при этом все равно конечная константа, так что любой (даже аннигиляционный) источник энергии рано или поздно исчерпается, и движение прекратится. Ваш воображаемый эксперимент использует необратимость и возрастание энтропии, и обойтись без них не может.
usachevvm
Цитата
Munin Дата Сегодня, 15:31
Ну и что?... Ваш воображаемый эксперимент использует необратимость и возрастание энтропии, и обойтись без них не может.

Спасибо. Вы, наконец, поняли и признали, что даже в представлениях классической МКТ наш мысленный эксперимент, который "использует необратимость и возрастание энтропии", принципиально осуществим (то есть, твердые, жидкие и газообразные тела могут тоже двигаться сквозь твердое кристаллическое тело , как твердые тела могут двигаться сквозь жидкости и газы).

Отдохните, завтра (если что-нибудь не помешает) мы с вами постараемся разобраться как подобные, но обратимые процессы происходят в идеальном квантовом кристаллическом абсолютно неподвижном "пустом пространстве" без изменения энтропии.

Спокойной ночи.
Munin
Цитата(usachevvm @ 27.6.2007, 22:04)
Спасибо. Вы, наконец, поняли и признали, что даже в представлениях классической МКТ наш мысленный эксперимент, который "использует необратимость и возрастание энтропии", принципиально осуществим (то есть, твердые, жидкие и газообразные тела могут двигаться сквозь твердое кристаллическое тело точно так же, как твердые тела могут двигаться сквозь жидкости и газы).
*

Вам же сказали, что не так же. Что вам непонятно в сказанном?
usachevvm
2 Munin.
Ну, хорошо. Чтобы вам лучше спалось, вместо слов "точно так же" я вписываю слово "тоже" (что, собственно, и подразумевалось).
Какоткин Р. В.
Цитата(usachevvm @ 27.6.2007, 22:04)
твердые, жидкие и газообразные тела могут тоже двигаться сквозь твердое кристаллическое тело , как твердые тела могут двигаться сквозь жидкости и газы).
*

Газообразные тела могут двигаться сквозь твердое кристалическое тело? Это каким образом?
Цитата(usachevvm @ 27.6.2007, 22:04)
кристаллическом абсолютно неподвижном "пустом пространстве"
*

И что там у Вас в пустом пространстве закристаллизовалось?
Цитата(usachevvm @ 27.6.2007, 22:04)
в представлениях классической МКТ наш мысленный эксперимент, который "использует необратимость и возрастание энтропии", принципиально осуществим
*

Цитата(usachevvm @ 27.6.2007, 22:04)
подобные, но обратимые процессы происходят в идеальном квантовом кристаллическом абсолютно неподвижном "пустом пространстве" без изменения энтропии.
*

Just_Cuz_21.gif
Munin
Какоткин Р. В.
Только не провоцируйте Усачева заново петь с начала его великую Песню про Шар в Антарктиде. Надоело. Прочитайте сами выше по теме.
Owen
Газообразные тела могут двигаться сквозь твердое кристалическое тело? Это каким образом?

Диффузия, скажем.

И что там у Вас в пустом пространстве закристаллизовалось?

ИКЖ пространства, как же. Прочитайте тему повнимательнее, пожалуйста.
usachevvm
Уважаемые оппоненты и читатели, к сожалению, обстоятельства не позволяют мне уделить достаточное количество времени для описания здесь аргументации заявленных свойств ИКЖ пространства и ее различных агрегатных состояний. Я смогу это сделать сегодня-завтра, как выкрою необходимое время.

Пока прошу обратить внимание на следующее сообщение и обдумать его связь с обсуждаемой проблемой.

Экспериментально установлено, что при температуре ниже 2,17 градусов по абсолютной шкале жидкий гелий под давлением в 20 атмосфер переходит в твердое агрегатное состояние. При дальнейшем понижении температуры гелиевого льда в нем возникает свойство сверхтекучести, при котором возможно внутреннее движение частей объема ледяного тела относительно друг друга без разрушения этого тела. Подобно тому, как ледники, не разрушаясь, медленно стекают с гор под действием силы тяжести, лед квантовой жидкости быстро 'течет' под давлением.
Марсианин
Цитата(usachevvm @ 29.6.2007, 10:50) *
При дальнейшем понижении температуры гелиевого льда в нем возникает свойство сверхтекучести
Вы уверены, что сверхтекучесть - свойство твердого гелия? А не жидкого?
Сколько я помню, сверхтекучее состояние - у жидкого гелия.
Free Researcher
маленькая проблемка - лед в ледниках не квантовый и не сверхтекучий. Или может он Аморфный™[:|||:]?
Какоткин Р. В.
Цитата(usachevvm @ 29.6.2007, 10:50)
при котором возможно внутреннее движение частей объема ледяного тела относительно друг друга без разрушения этого тела.
*

А с чего бы это частям объема ледяного тела начать двигаться? Да еще при такой температуре!
usachevvm
Уважаемые участники форума, мне постоянно приходилось убеждаться самому в неисчерпаемой эвристической силе аксиоматизации пространства как идеальной квантовой жидкости (ИКЖ) и, поэтому, я неустанно буду убеждать в этом читателей в своих работах темах и сообщениях здесь и повсюду.

Поскольку молекулярные квантовые жидкости в практической деятельности 99, 999% людей никогда не встречаются, то изучению свойств этой фазы агрегатного состояния вещества в учебных программах совсем не уделяется должного внимания. Поэтому, мне часто задают вопросы, касающиеся представлений о квантовых жидкостях вообще и ИКЖ в частности. Так как без ясного понимания таких представлений невозможно понимание ни предыдущих, ни последующих изложений начал теории ИКЖ пространства большинством читателей, считаю необходимым снова повторить описание квантовых жидкостей методами логической интерполяции и экстраполяции представлений классической механики и молекулярно кинетической теории на квантово механические явления в микромире.

Как известно, трем основным агрегатным состояниям вещества в природе (газообразному, жидкому и твердому) соответствует следующая качественная интерпретация классической МКТ (молекулярно кинетической теории)

В газах мельчайшие частицы вещества (молекулы) хаотически движутся, сталкиваясь друг с другом по законам ударов упругих тел. Средние расстояния, проходимые частицами между столкновениями больше размеров этих частиц. Средние кинетические энергии частиц пропорциональны температуре газов. Кинетическая энергия частиц в газах значительно выше потенциальной энергии их взаимного притяжения, поэтому газы стремятся занять весь предоставленный им объем.

В жидкостях большинство частиц вещества группируются в многочисленные шаровые скопления, в которых каждая частица колеблется около некоторого среднего положения, постоянно обмениваясь местами с соседними частицами скопления. Между этими скоплениями хаотически движется некоторая часть частиц, имеющих большую скорость , чем у частиц скоплений. Средняя кинетическая энергия частиц в жидкостях несколько меньше средней потенциальной энергии их взаимного притяжения. Этими представлениями объясняются текучесть жидкости и ее стремление занять минимальный объем.

В твердых телах все частицы вещества группируются в упорядоченных положениях относительно друг друга, совершая лишь колебательные движения относительно этих положений, иногда обмениваясь местами. Энергия этих движений значительно ниже энергии взаимного притяжения частиц. Этим объясняется прочность твердых тел, выражающаяся в их способности сопротивляться изменению их форм

(Продолжение следует).
Free Researcher
Цитата
В жидкостях большинство частиц вещества группируются в многочисленные шаровые скопления, в которых каждая частица колеблется около некоторого среднего положения, постоянно обмениваясь местами с соседними частицами скопления. Между этими скоплениями хаотически движется некоторая часть частиц, имеющих большую скорость , чем у частиц скоплений.

Можно пример хотя бы одной такой жидкости? И речь идет о частицах самой жидкости или мы тут плавно перешли к обсуждению коллоидной химии?

Кстати если уж заговорили об агрегатных состояниях - то где плазма и начинка нейтронных звезд вкупе с кварк-глюонной плазмой? Как минимум плазмы в природе больше всего, да и нейтронных звезд не то, чтобы очень уж мало... (а самый интересный вопрос - в каком агрегатном состоянии находится вещество, ужатое внутрь шварцшильдовой сферы?)
Какоткин Р. В.
Цитата(Free Researcher @ 30.6.2007, 14:26)
а самый интересный вопрос - в каком агрегатном состоянии находится вещество, ужатое внутрь шварцшильдовой сферы?
*

Имхо, кварк-глюонная плазма и есть. Чем сильнее кварки сдавливаешь (сближаешь) тем они свободнее. (бред конечно smile.gif )
usachevvm
Цитата
Free Researcher Дата Сегодня, 14:26
Можно пример хотя бы одной такой жидкости?

Мировой Океан (согласно теории Я. И. Френкеля).
Дил
Цитата(Какоткин Р. В. @ 30.6.2007, 14:59) *
Имхо, кварк-глюонная плазма и есть. Чем сильнее кварки сдавливаешь (сближаешь) тем они свободнее. (бред конечно smile.gif )

Это с какой стороны посмотреть. Чем сильнее резинку растягиваем, тем больше усилий требуется. И сдавливать ее не надо, надо просто меньше растягивать.
Free Researcher
Мировой океан - не жидкость, а раствор. Это разные вещи.
usachevvm
Цитата
Free Researcher Дата Сегодня, 15:33
Мировой океан - не жидкость, а раствор.

Ну, да, конечно. Атмосфера Земли не идеальный газ. Земная кора не абсолютно твердое тело. Но это не имеет отношения к обсуждаемым вопросам.
Munin
2 Free Researcher:
Приведи пример жидкости, которая не является раствором. По твоему определению у меня на кухне - ни одной жидкости.

А Мировой Океан - это суп. В нем рыбы плавают.
usachevvm
2 Munin
В супе только вареные рыбы "плавают", а в Мировом Океане всякие. Следовательно, он не суп. smile.gif
usachevvm
Продолжение (начало см. Сообщение #525)

С понижением температуры жидкости ( то есть, с уменьшением средней кинетической энергии хаотического движения частиц между шаровыми скоплениями и колебательных движений в последних) увеличивается время нахождения частиц жидкости 'в среднем положении' (то есть, время 'релаксации' по Максвеллу или время 'оседлого' состояния по Френкелю).

Если температура жидкости понизится так, что в ней не останется хаотически движущихся частиц вещества, то структура жидкости становится аналогичной кристаллической структуре твердых тел.

Однако, если при этом потенциальная энергия взаимного притяжения частиц будет равна потенциальной энергии их взаимного отталкивания, то тело не станет твердым, а останется жидкостью с особыми свойствами - квантовой жидкостью.

Вот как описывал переход вещества из состояния обычной жидкости в квантовую академик П.Л. Капица:

Цитата
(http://www.vitart.ru/kapitsa/1-3-Problems_of_liquid_helium.html) 'Изучение свойств жидкого гелия привело к открытию целого ряда интересных явлений. Еще Камерлинг-Оннес обнаружил, что гелий имеет два состояния. Первое состояние - это нормальное, называемое гелий-I. Оно существует до температуры 2,19 К, ниже его модификация меняется. Оставаясь жидким, гелий переходит в состояние, называемое гелий-II. В этой модификации он остается до самых низких температур, пока достигнутых.
При внимательном рассмотрении гелий-I представляет кипящую жидкость, потому что даже свет, падающий на него, уже заставляет его кипеть. Чтобы защитить его от окружающего тепла, сосуд с жидким гелием окружают двумя рядами вакуумных оболочек, между которыми налит жидкий воздух. Без этих предосторожностей жидкий гелий испарился бы в несколько десятков минут.
Второе состояние гелия резко отличается от первого. Гелий-II не кипит, и на вид его свободная поверхность образует совершенно неподвижную плоскость. Гелий-II обладает рядом совершенно исключительных физических свойств.'


(Продолжение следует.)
Марсианин
Цитата(usachevvm @ 1.7.2007, 22:04) *
...
Однако, если при этом потенциальная энергия взаимного притяжения частиц будет равна потенциальной энергии их взаимного отталкивания, то тело не станет твердым, а останется жидкостью с особыми свойствами – квантовой жидкостью.

А могут ли они быть равны? Какой характер сил для этого требуется?
По моей оценке, для этого требуется как минимум две силы притяжения с разной зависимостью от расстояния. Они есть?
Free Researcher
Цитата
Приведи пример жидкости, которая не является раствором. По твоему определению у меня на кухне - ни одной жидкости.

Лучшее приближение - деионизированная вода. =)
Речь идет о том, что для формирования шарообразных кластеров необходимо не только жикость среды.
Munin
Да уж, условие то еще сформулировано. Обойдемся без двух сил притяжения, пусть у нас обычный потенциал, вдали притягивающий, а вблизи отталкивающий. Тогда равенство двух потенциальных энергий будет означать точку, в которой суммарный потенциал обращается в нуль - намного ближе минимума. Если нам удастся сжать частицы до такой плотности, то они по величине приложенной энергии станут свободными, а агрегатное состояние вещества, по-видимому, будет закритической жидкостью (или твердым телом плотности выше критической точки жидкость-газ). Состояние, конечно, любопытное, но никаких предпосылок считать его квантовым не видно.
Owen
В жидкостях большинство частиц вещества группируются в многочисленные шаровые скопления, в которых каждая частица колеблется около некоторого среднего положения, постоянно обмениваясь местами с соседними частицами скопления. Между этими скоплениями хаотически движется некоторая часть частиц, имеющих большую скорость , чем у частиц скоплений.
------------------
Можно пример хотя бы одной такой жидкости? И речь идет о частицах самой жидкости или мы тут плавно перешли к обсуждению коллоидной химии?

Речь идет о том, что для формирования шарообразных кластеров необходимо не только жикость среды.


FR, рекомендую погуглить "ближний порядок".

Средняя кинетическая энергия частиц в жидкостях несколько меньше средней потенциальной энергии их взаимного притяжения
...
Однако, если при этом потенциальная энергия взаимного притяжения частиц будет равна потенциальной энергии их взаимного отталкивания, то тело не станет твердым, а останется жидкостью с особыми свойствами - квантовой жидкостью.


Во-первых, частица не знает о том, в скольких именно потенциалах она находится. Для нее потенциал только один, являющийся следствием всех действующих на частицу сил. Если в одной точке у частицы одна потенциальная энергия, а в другой точке другая, то между этими точками есть разность потенциалов, и для всего пространства можно получить такое вот соответствие - каждой точке соответствует фиксированное число, разность потенциальных энергий с какой-то одной изначально выбранной, и эту разность и называют потенциалом. При этом в качестве "точки отсчета потенциала" берут бесконечно удаленную точку, соответствующую, очевидно, свободной частице. Изложение было упрощенным.

Если у вас иная терминология, вам необходимо четко определить те термины, которые вы используете.

Ну и в рамках этой (обращу ваше внимание, общепринятой терминологии) вы себе противоречите. Если полный потенциал вы представляете в виде двух потенциалов, создаваемых какими-то частями системы, монотонных (один убывающий, другой возрастающий с ростом удаления от центра конкретной молекулы, т.е. отталкивание и притяжение), и если где-то они равны по модулю, но имеют разный знак, то потенциальная энергия в этой точке равна нулю, и это ну никак не жидкость, а газ, т.к. кинетическая энергия частицы (а она никогда не меньше нуля) не меньше потенциальной, и частицу ничто не удерживает в связанном состоянии.

Вот как описывал переход вещества из состояния обычной жидкости в квантовую академик П.Л. Капица

Вы не поверите, на этом форуме не менее десятка человек наблюдало фазовый переход HeI => HeII вживую. На кафедре физики низких температур эту лабораторную работу делают все.
Но хочу обратить ваше внимание, что то, как это выглядит, вообще не является аргументом в пользу ваших построений...
Munin
Цитата(Owen @ 2.7.2007, 11:00)
Если полный потенциал вы представляете в виде двух потенциалов, создаваемых какими-то частями системы, монотонных (один убывающий, другой возрастающий с ростом удаления от центра конкретной молекулы, т.е. отталкивание и притяжение), и если где-то они равны по модулю, но имеют разный знак, то потенциальная энергия в этой точке равна нулю, и это ну никак не жидкость, а газ, т.к. кинетическая энергия частицы (а она никогда не меньше нуля) не меньше потенциальной, и частицу ничто не удерживает в связанном состоянии.
*

Я так сначала тоже подумал. А потом вспомнил, что граничные условия удерживают-таки частицу именно в той точке, в которой потенциалы равны по модулю, иначе частица бы давно в минимум свалилась. То есть это газ, но крайне неидеальный (сверхкритическая жидкость), а при понижении температуры он без фазового перехода становится жидкостью и, возможно, с переходом твердым телом - двигаясь по P-T диаграмме горизонтально.
usachevvm
Цитата
Owen Дата Вчера, 11:00
...это ну никак не жидкость, а газ, т.к. кинетическая энергия частицы (а она никогда не меньше нуля) не меньше потенциальной, и частицу ничто не удерживает в связанном состоянии.

Представьте себе, что горсть шлифованых (например, титановых) шариков диаметром 1мм насыпана в небольшой дьюар. Они расположатся на дне пирамидкой. Затем их охладили до 2,17К и налили в сосуд жидкий гелий-II (сверхтекучий) выше уровня пирамидки.
1) Что произойдет с пирамидкой шариков?
2) Как они будут себя вести при наклоне дьюара?
3) Что произойдет, если дьюар по дну соединен с другим, пустым дьюаром трубкой диаметром 5мм и кран открыть?


Теперь вспомните, что молекулы обычных веществ погружены в ИКЖ пространства, как шарики в дьюаре с гелием-II. На них тоже действует "притяженье Земли".

На сегодня пока все. Прошу прощения. Некогда.
Owen
Прочитайте, пожалуйста, еще раз мое сообщение выше (номер 538).

В нем содержатся два вопроса.
Первый. Совпадает ли то, что вы вкладываете в понятие "потенциал" с общепринятой трактовкой, на пальцах изложенной в посте. Если нет, то сформулируйте самостоятельно то, что вы вкладываете в этот термин.
Ответ на этот вопрос обязателен, иначе сразу будет штраф по пункту А4.

Второй. Если вы пользуетесь общепринятым пониманием термина "потенциал", то объясните указанное противоречие в вашей логике.

2Munin
Если частица сидит стационарно в какой-то точке, это сразу означает, что она в потенциальной яме или как минимум в равновесии, иначе ее сразу унесет в направлении максимального градиента потенциала. Так что и правда никак не газ =) Но мне почему-то диковато выглядит картинка потенциала, у которой минимум не в отрицательной области, а в нуле, т.е. частица-то свободная фактически, преодолеть один барьер - и на волю, в пампасы...
usachevvm
Цитата
Owen Дата Сегодня, 16:15
...два вопроса.
Первый. Совпадает ли то, что вы вкладываете в понятие "потенциал" с общепринятой трактовкой, на пальцах изложенной в посте.
...Второй. Если вы пользуетесь общепринятым пониманием термина "потенциал", то объясните указанное противоречие в вашей логике.


Пусть перед нами настольные пружинные весы. Кладем на чашу весов тяжелую частицу - гирю.
Пружина сжимается до тех пор, пока потенциальная энергия отталкивания ею гири не станет равной потенциальной энергии притяжения гири и Земли.

В чем Вы нашли противоречие общепринятым пониманиям термина потенциал и почему Вам кажется, что гиря - "частица-то свободная фактически, преодолеть один барьер - и на волю, в пампасы..." smile.gif
Owen
Пружина сжимается до тех пор, пока потенциальная энергия отталкивания ею гири не станет равной потенциальной энергии притяжения гири и Земли.

Ну все понятно. Понятие "потенциал" вами трактуется совершенно иначе. Если учесть, что пружина с гирей будут в равновесии в ситуации, когда сила (не путать с потенциальной энергией!) взаимодействия гири с Землей сравняется с силой взаимодействия гири со сжатой пружиной, то словом "потенциал" в данном случае вы называете силу.

Давайте рассмотрим ваше утверждение с учетом этой новой информации.
Однако, если при этом потенциальная энергия взаимного притяжения частиц будет равна потенциальной энергии их взаимного отталкивания, то тело не станет твердым, а останется жидкостью с особыми свойствами - квантовой жидкостью.

Увы, и замена термина "потенциальная энергия" на "сила" ситуацию не исправляет, т.к. в твердом теле, скажем, сила взаимодействия соседних атомов именно такова - притяжение полностью уравновешивает отталкивание.
usachevvm
2 Owen:

Уважаемый оппонент, берем ”Курс общей физики” , т.1, М. 1956 (Фриш и Тиморева), на стр. 90 читаем :
”Если условно принять за нуль значение потенциальной энергии материальной точки на высоте h2=0, то…
E(ph)=mgh.
Таким образом, потенциальная энергия тела, поднятого на высоту h, оказывается равной mgh”.
Там же, на стр. 91 читаем:
”Если потенциальную энергию не сжатой пружины мы положим равной нулю, то потенциальная энергия пружины, сжатой на величину s, окажется равной:
E(ph)=ks^2 /2 ”.
В моем примере с гирей h=s, а E(ph)=E(p).
До вечера.
usachevvm
Продолжение (начало см. Сообщение #525, Сообщение #534 )

Итак, при температуре около 2,17К в жидком гелии исчезает всякое хаотическое движение молекул относительно друг друга, о чем свидетельствует полное отсутствие броуновского движения мельчайших легко наблюдаемых примесных частиц в нем.

Но из МКТ (mv^2=0,5*3kT) следует, что при полном отсутствии движения мельчайших частиц-молекул, из которых состоит физическое тело, его температура должна равняться нулю по абсолютной шкале. А в жидком гелии-II v=0, при Т= 2,17К.
Это происходит потому, что в нем оставшаяся (на 2,17К) энергия кинетического движения частиц-молекул переходит в движение КВАНТОВ ЭНЕРГИИ - 'КВАЗИ ЧАСТИЦ'.
Именно поэтому жидкость гелий-II была названа КВАНТОВОЙ ЖИДКОСТЬЮ.

(Продолжение следует.)
Марсианин
Цитата(usachevvm @ 3.7.2007, 22:16) *
Итак, при температуре около 2,17К в жидком гелии исчезает всякое хаотическое движение молекул относительно друг друга, о чем свидетельствует полное отсутствие броуновского движения мельчайших легко наблюдаемых примесных частиц в нем.
Вы уверены в этом? Такие эксперименты проводились?
Munin
Цитата(usachevvm @ 3.7.2007, 18:24)
2 Owen:

Уважаемый оппонент, берем 'Курс общей физики' , т.1, М. 1956 (Фриш и Тиморева), на стр. 90 читаем :
'Если условно принять за нуль значение потенциальной энергии материальной точки на высоте h2=0, то:
E(ph)=mgh.
Таким образом, потенциальная энергия тела, поднятого на высоту h, оказывается равной mgh'.
Там же, на стр. 91 читаем:
'Если потенциальную энергию не сжатой пружины мы положим равной нулю, то потенциальная энергия пружины, сжатой на величину s, окажется равной:
E(ph)=ks^2 /2 '.
В моем примере с гирей h=s, а E(ph)=E(p).
До вечера.
*

Последнее утверждение ("E(ph)=E(p)") неверно.

Условие равновесия гири записывается (из статики) как равенство нулю суммы сил (алгебраической, в данном случае):
mg-ks=0.
Отсюда
s=mg/k
Находим гравитационную потенциальную энергию:
E(ph)=mgh=mgs=(mg)^2/k
Находим потенциальную энергию пружины:
E(p)=ks^2 /2=k(mg/k)^2 /2=(mg)^2/(2k)

Итого:
E(ph)=/=E(p)
E(ph)=2 E(p)

Равенства энергий нет.

Цитата(Owen @ 3.7.2007, 16:15)
2Munin
Если частица сидит стационарно в какой-то точке, это сразу означает, что она в потенциальной яме или как минимум в равновесии, иначе ее сразу унесет в направлении максимального градиента потенциала. Так что и правда никак не газ =) Но мне почему-то диковато выглядит картинка потенциала, у которой минимум не в отрицательной области, а в нуле, т.е. частица-то свободная фактически, преодолеть один барьер - и на волю, в пампасы...
*

Ну по сути, тут надо рассматривать сумму двух картинок потенциала: та, которая обычная, и развернутая задом наперед, которая показывает потенциал третьей частицы, давящей сзади, и тем самым ограничивающей движение данной частицы. Эта суммарная картинка будет иметь минимум не там, где обычная, а "там где скажут" - там, где заставит плотность расположения частиц. В частности, там, где обычная картинка пересекает нуль (там будет маленький такой квадратичный минимум). Поскольку суммарная картинка возрастает и вправо и влево очень высоко, барьер там практически непреодолим. Ну а третью частицу подпирает ее соседняя... и так далее, вплоть до граничных условий. Собственно, если наша частица-путешественница и сумеет протуннелировать, то недалеко: до соседнего такого же положения, или до границы, а за границу (толстая-толстая металлическая стенка) считаем, что она уже не утуннелирует.
usachevvm
Цитата
Munin Дата Вчера, 22:55
Итого:
E(ph)=/=E(p)
E(ph)=2 E(p)

Равенства энергий нет.

С "одной стороны" это правильно.
А "с двух сторон" не правильно.
Поясняю.
Если пружина весов работает только на сжатие (опирается на один торец, а верхний торец свободен), то ваши расчеты верны.
Но если закреплены оба торца пружины (в рамке), а опорная чаша весов закреплена посредине между торцами, то вес гири растягивает верхнюю часть пружины и сжимает нижнюю. В этом случае равенство энергий есть. Е(ph)= E(p). smile.gif
Спокойной ночи.

P.s. Спасибо за внимательность. Стало интересней общаться.
usachevvm
Цитата
Owen Дата Вчера, 16:15
Так что и правда никак не газ =) Но мне почему-то диковато выглядит картинка потенциала, у которой минимум не в отрицательной области, а в нуле

Пожалуй, нагляднее всего "выглядит картинка потенциала" с рычажными весами:
gm'h'=gm"h".
Munin
Цитата(usachevvm @ 4.7.2007, 9:19)
Поясняю.
Если пружина весов работает только на сжатие (опирается на один торец, а верхний торец свободен), то ваши расчеты верны.
Но если закреплены оба торца пружины (в рамке), а опорная чаша весов закреплена посредине между торцами, то вес гири растягивает верхнюю часть пружины и сжимает нижнюю.
*

В этом случае нельзя и пользоваться формулой со с. 91 Фриша и Тиморевой. В этом случае энергия будет
E(p)=4 ks^2 /2=2 ks^2
а сила
F(p)=-4 ks
вследствие чего условие равновесия
mg-4ks=0
дает
s=mg/(4k)
Снова находим гравитационную потенциальную энергию:
E(ph)=mgh=mgs=(mg)^2/(4k)
И потенциальную энергию пружины:
E(p)=4ks^2 /2=4k(mg/4k)^2 /2=(mg)^2/(8k)

Итого опять:
E(ph)=/=E(p)
E(ph)=2 E(p)

В окончательных результатах никакого равенства энергий не появилось.

Цитата(usachevvm @ 4.7.2007, 3:06)
В этом случае равенство энергий есть. Е(ph)= E(p).
*

Что же это у вас за понимание общепринятых терминов такое, что в одних случаях оно работает, а в других - не работает? Не усложняйте условий дальше (всякими рамками и прочим). Так ведут себя горе-изобретатели вечных двигателей: запутывают устройство до предела, пока сами не перестанут в нем разбираться, и думают, что обманули законы природы, и не понимают, что эти законы работают для устройств какой угодно сложности. Так и вы: не понимаете, что равенство сил и равенство энергий - разные условия, и второе из них к равновесию отношения не имеет. И так будет всегда, для любых усложнений.
usachevvm
Цитата
Munin Дата Сегодня, 15:19
В этом случае нельзя и пользоваться формулой со с. 91 Фриша и Тиморевой. В этом случае энергия будет
E(p)=4 ks^2 /2=2 ks^2

В этом случае сила
F(p)=-2 ks (а вовсе не -4 ks, как написано у Вас)
вследствие чего условие равновесия
mg-2ks=0
дает
s=mg/(2k)
Снова находим гравитационную потенциальную энергию:
E(ph)=mgh=mgs=(mg)^2/(2k)
И потенциальную энергию пружины:
E(p)=2ks^2 =2k(mg/2k)^2 =(mg)^2/(2k)

Итого опять:
E(ph)=E(p).

"Тщательнее надо", уважаемый оппонент. smile.gif
Munin
Цитата(usachevvm @ 4.7.2007, 21:30)
В этом случае сила
F(p)=-2 ks (а вовсе не -4 ks, как написано у Вас)
*

Ошибаетесь. Жесткость более короткого участка пружины больше в два раза, и за счет того, что сопротивляются деформации два участка (за счет "рамки"), возникает еще одна двойка.

В случае, если вы создадите способ прилагать силу
F(p)=-2 ks
то этой силе будет соответствовать потенциальная энергия
E(p)=2ks^2 /2=k(mg/2k)^2 =(mg)^2/(4k)
и снова не будет равенства энергий.

Равенства энергий никогда не будет. Можете успокоиться. Вы просто ошибаетесь в законах физики.
usachevvm
Цитата
Munin Дата Сегодня, 21:42
Равенства энергий никогда не будет. Можете успокоиться. Вы просто ошибаетесь в законах физики

"Спокойствие. Только спокойствие",-уважаемый оппонент.
- Что делает гиря сжимая или растягивая пружину?
- Совершает работу А=mgh, где h=s - путь точки приложения силы тяжести гири к пружине.
- За счет чего совершается эта работа?
- За счет уменьшения высоты подъема гири на величину h=s и соответствующего уменьшения ее потенциальной энергии притяжения к Земле на величину E=mgh.
- Во что превратилась эта часть энергии гравитации?
- В потенциальную энергию сжатия - растяжения пружины равную, например, Е'= 0,5ks^2.
Согласно закону сохранения и превращения энергии Е=E' всегда и везде.
Так что, думайте и ищите ошибки в ваших рассуждениях.

Спокойной ночи.
Munin
Лучше найдите в ваших. Например, решите задачу динамики для вашей гири, и посмотрите, как она будет себя вести. И как при этом будет изменяться энергия - все ее составляющие.
Марсианин
Цитата(usachevvm @ 5.7.2007, 0:58) *
Согласно закону сохранения и превращения энергии Е=E' всегда и везде.
Подсказка. Можете провести эксперимент - поставить гирю на пружину, отклонить ее от положения равновесия и посмотреть на ее поведение.
И не забывайте, что пока мы говорим о сохранении механической энергии, трения (и прочих видов диссипации) не бывает.
usachevvm
Цитата
Munin Дата Сегодня, 1:20 :
" ...решите задачу динамики для вашей гири, и посмотрите, как она будет себя вести".
Марсианин Дата Сегодня, 2:16 :
"Подсказка. Можете провести эксперимент - поставить гирю на пружину, отклонить ее от положения равновесия и посмотреть на ее поведение".


Вы действительно не понимаете о чем идет речь?
Мы говорили о таком состоянии одноатомyых молекул в гелии - II при котором уже нет ни хаотического, ни колебательного их движения. Это состояние достигается с помощью понижения температуры жидкости, то есть за счет отбора кинетической энергии этих движений у жидкости.

В случае с гирей и пружиной то же самое. Мы говорим о таком состоянии системы, при котором уже нет колебательных движений в ней. Энергия этих движений погашена (например, с помощью руки опускающей гирю на весы).

Надеюсь, теперь вам все понятно?
Munin
Цитата(usachevvm @ 5.7.2007, 22:53)
Вы действительно не понимаете о чем идет речь?
*

Понимаю, понимаю.

Цитата(usachevvm @ 5.7.2007, 22:53)
Мы говорили о таком состоянии одноатомyых молекул в гелии - II при котором уже нет ни хаотического, ни колебательного их движения.
*

Это состояние достигается вовсе не при тех условиях, которые вы описываете.

Цитата(usachevvm @ 5.7.2007, 22:53)
Это состояние достигается с помощью понижения температуры жидкости, то есть за счет отбора кинетической энергии этих движений у жидкости.
*

Да. Но при этом молекулы не приближаются к равенству потенциальных энергий притяжения и отталкивания. Они приближаются к точке, в которой потенциальная энергия притяжения имеет наибольший перевес перед потенциальной энергией отталкивания.

Цитата(usachevvm @ 5.7.2007, 22:53)
В случае с гирей и пружиной то же самое. Мы говорим о таком состоянии системы, при котором уже нет колебательных движений в ней. Энергия этих движений погашена (например, с помощью руки опускающей гирю на весы).
*

В этом случае, повторяю:
1. выполняется условие статического равновесия;
2. силы равны;
3. энергии не равны.

Из начального положения с несжатой пружиной гиря не может перейти состояние статического равновесия без потерь энергии (без погашения энергии, вашими словами). Уравнение баланса энергии записывается следующим образом:

Энергия гравитации (в начальном положении) = Энергия сжатия-растяжения (в конечном положении) + Энергия потерь.

Таким образом, условие E(ph)=E(p) не выполняется. Более того, как уже говорилось, разность E(p)-E(ph) в точке равновесия максимальна.
usachevvm
Цитата
Munin Дата Вчера, 23:15
не приближаются к равенству потенциальных энергий притяжения и отталкивания. Они приближаются к точке, в которой потенциальная энергия притяжения имеет наибольший перевес перед потенциальной энергией отталкивания.

К этой точке (затвердевания) приближение идет уже при понижении температуры ниже 2,17К. А при 2,17К в гелии -II эти энергии притяжения и отталкивания между его атомами внутри жидкости уравновешены. Только поле тяготения Земли, стенки сосуда и поверхностное натяжение заставляют атомы гелия-II занимать те места в сосуде, в которых они оказываются.


P. s. И не забывайте, пожалуйста, что у Ньютона в третьем законе речь идет о силах ДЕЙСТВИЯ и ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ. Причем последние могут быть выражены как произведение массы, скорости и длины пути или как произведение массы, квадрата скорости и времени (ДЕЙСТВИЯ и ПРОТВОДЕЙСТВИЯ).
И поймите, наконец, что равенство сил ДЕЙСТВИЯ и ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ имеет место в течение всего процесса. То есть, если сила ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ пружины в начальный момент времени равна нулю, то и сила ДЕЙСТВИЯ на нее гири тоже равна нулю и так все время пока длится ДЕЙСТВИЕ и ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ. Поэтому работы сил действия и противодействия всегда равны и, следовательно, равны потенциальные энергии расходуемые и создаваемые ими.
Марсианин
Цитата(usachevvm @ 6.7.2007, 23:35) *
И не забывайте, пожалуйста, что у Ньютона в третьем законе речь идет о силах ДЕЙСТВИЯ и ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ. Причем последние могут быть выражены как произведение массы, скорости и длины пути или как произведение массы, квадрата скорости и времени
Вы, простите, понятие "размерность" знаете?
Сила - это кг*м/(с^2). Обе ваши "формулы" - это кг*м^2/с. Ошибка.
И не забывайте, что речь идет о силах. А равенство сил еще не обеспечивает ни равенство работ, ни равенство энергий.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Русская версия IP.Board © 2001-2016 IPS, Inc.