一道中学物理题
bobjams2013/02/16物理 IP:浙江
想起当年中学时不懂事,用来给新来的俩实习老师难堪的一道题目。
大家知道,弹簧在压缩时储存了弹性势能。如果这时用线绳把弹簧捆住,弹性势能就被保留在弹簧中。如果剪断线,弹簧就会弹开,弹性势能又转化成了动能。
如果不剪断线,而是把弹簧放入酸液中,假设弹簧完全均匀,线绳完全不会被腐蚀,过一段时间后,弹簧就溶解在酸液中了。
那么弹簧中储存的弹性势能去哪了?
+5  科创币    chaozhou    2013/02/17 爱动脑是好习惯
+25  科创币    佛面    2013/02/17 爱想一些与学习成绩毫无关系的学习问题,这是很可贵的,
来自:数理化 / 物理
29
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~~空空如也
bobjams 作者
11年11个月前 IP:未同步
499525
请说明分析过程和具体结论。
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bobjams作者
11年11个月前 IP:未同步
499894
呵呵,谢谢大家的积极回复,也谢谢几位给加分的朋友。

几位朋友分析得很准确透彻,得到的答案自然是准确的:由弹性的产生机理分析,弹性势能导致溶解过程中微粒的运动速度加快,弹性势能变成了热能,也就是内能。
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bobjams作者
11年11个月前 IP:未同步
500378
回 20楼(XXXXX) 的帖子
分析的方向正确,但是忽略了不该忽略的东西。
1、化为灰烬后,从物质的角度看,木头变成了灰烬(如果燃烧完全,灰烬基本上是无机物和无机物的氧化物;如果燃烧不完全,那么还包括一些木炭、焦油等无机物)和二氧化碳、二氧化硫等气体释放。这个过程中空气中的一部分氧元素参与进来,所以反应后产物的总质量大于木头原本的质量。反应前后的质量变化是(M木头+M氧气=M灰烬+二氧化碳+其他废气)。

2、从能量角度看,高楼上的木头包含了本身的化学能+重力势能,化学能在反应过程中变成了热能、光能释放,而重力势能一部分被释放的气体带走,一部分被灰烬保留。反应前后的能量变化是(E木头的化学能+E木头的内能+E木头的重力势能+E参与反应的氧气分子的内能+参与反应的氧分子重力势能=E灰烬的内能+E灰烬的重力势能+E反应后的气体的内能+E反应后的气体的重力势能)

3、不过,由于整个反应过程中,系统不是封闭的,参与物质交换和能量交换的物质很多,前面只是列出了主要部分。另外如楼板被加热、未参与反应的空气也参与了热交换等无法过细考虑。

4、从这个例子的分析不仅可以从物质守恒、能量守恒等角度获取物理知识,还可以理解封闭系统和开放系统的区别、以及在物理化学过程分析中如何区分主次,从不同角度考虑时如何抓取主要因素而忽略次要因素。
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