一道物理題和一道數學題

2021-05-22 06:33:10 字數 2492 閱讀 5677

1樓:匿名使用者

我來給你解釋解釋吧,哈哈

誠然,定質定壓的水由液態變為固態,其體積要變大,但是,這個形變不是無限制的,而是僅限於凝固過程,因為,比如壓力是1個atm的情況下,溫度低於0度,水由液態變為固態之後,其密度就不會再繼續變小。

即使在凝固過程當中,只要容器的強度足夠,就能阻止這種形變,當然,阻止的形變越多,容器承受的壓力就越大。而且,這個壓力也不是你所說的無限大,因為那只是當我們認為容器是絕對剛體,其在這一過程前後的形變為0時的理論狀態。

實際的情況是,容器(前提條件是容器是封閉的)也會產生一定的形變來滿足水的體積增長要求。這樣,水的形變與容器的形變這個動態過程最終將會達到一個平衡狀態(前提條件是容器的強度必須滿足),而這個平衡的條件就是,水的既有形變與當地溫度所決定的理論最大形變之差(一個假想形變)所產生的壓力正好與容器的既有形變所產生的壓力相等,這才是真實的過程。

如果容器是敞口的,因為沒有任何約束,水的變形是自由的,此時,容器將不再承受任何來自於水的形變壓力(內應力)。或者如你所說,假如容器口有個活塞,那麼在水的形變前後,它的位置肯定也會發生改變。所以,不管是閉口的,還是有活塞,水肯定是對容器或者活塞作功了的。

但是這個功不會很大(對於不是巨量的水來說)。你之所以會發出「可是為什麼吸它的熱減它的內能,它反而可以發出無限大的力量呢?!」這是你因為對兩個基本概念沒有區分清楚。

那麼是那兩個基本概念呢?

首先就是力與功的概念。再大的力,它所作的功也可能是0!,因為力對物體所作的功的定義是力在物體位移方向的投影向量與位移向量的點乘在路徑上的積分(高中的話就是力與物體在力的方向上所走過的路程的乘積,或者力在路程方向上的分量與路程的乘積)。

力可以很大很大,但是位移卻可以很小很小,而它們相乘,絕對不會很大很大。所以,雖然當容器封閉的時候,它所承受的力雖然很大,但是因為它的形變很小,所以它的變形能其實並不大,而它的變形能,就來自與水對它的作用,也就是水在這一過程中所釋放出的能量中的一部分所轉化而成的功。

還有就是內能的概念。普通的物質聚集狀態的變化,並不涉及構成物質的原子與分子的變化,因此,在這種變化的前後,物質的核能與化學能並不改變,改變的只是由物質的溫度、體積、壓力所決定的,因分子的熱運動以及分子空間位置所產生的,被叫做分子動能與分子勢能的那一部分能量,準確的稱呼是熱力學能(高中所說的內能)。對於個別物質來說,它的熱力學能僅由溫度所決定。

而水變冰這個過程的特殊性就在於,水不但放熱,而且還膨脹作功,那麼是誰讓水這麼與眾不同呢?!一般物質在等壓條件下,如果溫度降低的話,體積都會變小,也就是收縮。這是因為水的這一過程,不只水的熱力學能發生了改變,最最關鍵的是,水的化學能也改變了!

因為液態水的主要成分並不是h2o,而是(h2o)或者(h2o)3,也就是由氫鍵結合在一起的h2o群,這和單個的h2o分子是不一樣的。當水由(h2o)x變為h2o所組成的冰的時候,氫鍵斷裂,同時放出能量(化學能),這才是這個過程的能量之源,這也就不難理解水在放熱的時候還有餘力去作功了。

關於中間那個問題,我只說幾點。一是因為活塞是自由的,此時水的形變只受活塞的阻力,這個阻力和只作微小變形的封閉容器的阻力比起來很小,此時水的形變不會再很小,那麼,內應力也不會再很大。二是,即便活塞可以運動很長的距離,但是它運動的速度不會很大,而且加速度將幾乎是零,即便有傳動裝置,那麼它的動力學效能也不會很好。

第三,也是最重要的,就是當水完全凝固,體積不再改變,活塞不再運動之後,該怎麼辦?是不是又得要把水加熱融化?!那麼你加熱的熱量從何而來?

最後一個問題,我可以很負責任的告訴你,有些數學的東西並不都是可以用現實世界解釋的,比如由三維空間推廣得出的四維空間,至今沒有找到例項。另外,負根是負根,不是虛根,不要混淆。

有了這樣的想法很好,但是如果沒人給你答疑解惑的話,反而將是一種負擔。建議你以後多找你們老師問問,不要自己想,以你現有的知識結構,除非是天才,否則只會把自己搞的更亂。要是沒有地方可以問,那就別想這麼多啦,安心學習,先死記硬背,等你達到一定程度,自然會明白的。

希望對你有所幫助,花了我2個小時,給個好評吧,謝謝。

2樓:烏蒙月落

水由液態變為固態由於密度減小體積就增大所以吸水的熱時內能減少溫度降低隨之體積增大就對外做功;但它的變化過程是很慢,也就是他它是在做功但用的時間很長,效率低,還有在做完功後要再做就必須讓它吸熱,而且這些轉化率都不是百分之百,沒做一次都有損失,在把冰變為 水時要額外的能量。

數學是一個工具,我們在學數學時就是在運用這種工具,也就在按它的規則在運用,而現實中是要按我們的規則運用,而且工具的規則範圍大於我們實際的規則,但實際的根是包在含工具根中。

3樓:匿名使用者

應用數學,就是根據實際情況,列出方程

!如果實際的情況只有一種,但是方程只是數學解答的一種方式,方程不會自己根據實際情況而自動忽略無意義的根;所以解答方程得到的結果,一種正確,一種無意義,我們自己再根據實際情況進行取捨!

不要把數學方程,當**性化符合實際的人類思想,呵呵

4樓:加文利斯

。。。 我是第一個,採納吧 祝你發財

5樓:江山七秀

因為水降到冰點後,體積增大,對外做功。如負根代入方程不符合現實可以忽略不計。

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