http://b0nch-pdb.livejournal.com/ (![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png)
b0nch-pdb.livejournal.com) wrote in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png)
useless_faq2008-09-23 11:20 am
b0nch-pdb.livejournal.com) wrote in useless_faq2008-09-23 11:20 am
Висилицы и кислота
По мотивам детского вопроса с пружинкой в кислоте, возник чуть менее детский вопрос:
пускай это не пружинка, а шарик, висяший на ниточке. Эдакая миниатюрная виселица. Возьмем 2 такие виселицы: у одной шарик повыше, высокая потенциальная энергия, у другой - пониже. Поместим их в одинаковые колбы с кислотой.
Шарики растворились, будем считать, что плотность раствора шарика равна плотности кислоты (разумеется, растворение тогда пройдет с повышением уровня в колбах) Получим две колбы с одинаково повысившимся уровнем жидкости.
Вопрос стандартный: куда делась разница в потенциальных энергиях шариков? Если на нагревание. то каков механизм этого нагревания?
UPD: Корректировка физической грамотности вопроса: до растворения шарики имели бОльшую плотность, чем кислота, поэтому уровень в колбах и повысился. Соответственно и разница потенциальных энергий у тяжелых шариков в кислоте была. А после растворения ее, в силу однородности жидкости, не стало. Куда делась?
ЗЫ: Состав кислоты и шариков значения не имеет, так как задачка не по химии.
UPD2: Спасибо всем за комментарии. Разобрались. Наиболее четкой веткой считаю эту.
Также есть много других комментаторов, решивших задачу.
пускай это не пружинка, а шарик, висяший на ниточке. Эдакая миниатюрная виселица. Возьмем 2 такие виселицы: у одной шарик повыше, высокая потенциальная энергия, у другой - пониже. Поместим их в одинаковые колбы с кислотой.
Шарики растворились, будем считать, что плотность раствора шарика равна плотности кислоты (разумеется, растворение тогда пройдет с повышением уровня в колбах) Получим две колбы с одинаково повысившимся уровнем жидкости.
Вопрос стандартный: куда делась разница в потенциальных энергиях шариков? Если на нагревание. то каков механизм этого нагревания?
UPD: Корректировка физической грамотности вопроса: до растворения шарики имели бОльшую плотность, чем кислота, поэтому уровень в колбах и повысился. Соответственно и разница потенциальных энергий у тяжелых шариков в кислоте была. А после растворения ее, в силу однородности жидкости, не стало. Куда делась?
ЗЫ: Состав кислоты и шариков значения не имеет, так как задачка не по химии.
UPD2: Спасибо всем за комментарии. Разобрались. Наиболее четкой веткой считаю эту.
Также есть много других комментаторов, решивших задачу.
no subject
То есть, даже стоя в кислоте, но не растворившись - системы имеют разную потенциальную энергию. А когда шарики растворяются и их растворы "повисают" в кислоте - энергия выравнивается.
no subject
Если плотность шарика была высокой, а растворившегося - низкой, то это означает только одно - объем всей жидкости в процессе растворения серьезно увеличился.
Сейчас уровень жидкости - сантиметров двадцать, а как растворится - будут все тридцать.
Значит, при растворении произошел подъем жидкости в обеих пробирках на одну и ту же высоту - 10 см.
И паки реку - второй шарик, превратившись в облако, поднял больше жидкости над собой, чем первый. На это ушла в точности вся разница потенциальных энергий.
По завершению растворения температуры растворов в обеих пробирках будут равны, энергии равны, уровни равны.
Хочу сказать, что вопросв этой теме вы задали очень клевый.
no subject
Разница потенциальных энергий систем на рисунках (извините за LaTeX):
\Delta E = \Delta h g V_{ball} (\rho_{ball}-\rho_{acid})
(мы затратили дополнительную работу, чтобы погрузить левый шарик на большую глубину).
Так что начальные энергии очевидно не равны. Конечные, стало быть, тоже должны быть неодинаковые.
По окончании процесса имеем одинаковые по распределению массы и плотности системы. Разница ушла на разницу в работе, потраченную частицами кислоты на перемешивание вещества шариков (как я понял, предлагается игнорировать физико-химический процесс растворения шарика кислотой - иначе задача совсем некорректная). Справа потенциальная энергия выше - конечная смесь будет относительно теплее. А вот повысится общая температура слева и справа или понизится - зависит от того, как глубина погружения соотносится с глубиной сосудов.
no subject