Висилицы и кислота

[b0nch-pdb.livejournal.com]

 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.

Comments

[oncle-t.livejournal.com]

А в чём меньшая детскость этого вопроса?

[little-rich.livejournal.com]

в приведенной схеме! =)

[pritula.livejournal.com]

зафрендил.

вопрос достоин "Занимательной физики" Перельмана ) Мне кажется, что потенциальная энергия здесь роли не играет, но почему - объяснить не могу. Жду обоснованных ответов.

[b0nch-pdb.livejournal.com]

В случае с пружиной понятно, почему температура повышается.
А почему здесь повышается - не ясно. Может поясните?

[mcmurfy.livejournal.com]

условия задачи неполные. нужно знать какой металл и какая кислота.

[otello.livejournal.com]

>> плотность раствора шарика равна плотности кислоты

в таком случае о разности потенциальных энергий шариков говорить не приходится

шарики просто не будут падать в этом растрове, если перерезать нитки

[gavroshe.livejournal.com]

Ну, пусть будет железо и серная.

[pourtous.livejournal.com]

Разница потенциальных энергий компенсировалась работой на подъем повыше шарика второй виселицы.

[b0nch-pdb.livejournal.com]

Да... но ДО того, как мы их погрузили в кислоту - разница потенциальных энергий была.

[otello.livejournal.com]

сам факт погружения нивелировал разницу этих энергий за счет нагрева кислоты

[sobakin-spb.livejournal.com]

Химическая реакция происходит с выделением теплоты.Так?В данном случае- количество выделяемой теплоты прямо пропорциольно длинне веревки(подвеса) ?

[gezesh.livejournal.com]

Так у Вас схема неправильная. Первый шарик не будет ниже второго - он поднимется на один с ним уровень. Вот на это и уйдет разница в энергиях.:)

[o-x193n.livejournal.com]

если плотность раствора шаров совпадает с плотнастью кислотного раствора, то никакой разницы энергий.
E=((Ро(шар)-Ро(раст))*Жэ*Аш)
думаю нужно решать относительно параметров среды, поэтому берем разницу плотностей, тут она равна нулю как и потенциальная энергия
при отличии плотностей раствора шаров и кислоты энергия пошлабы на нагревание от трения и перемешивания "облаков" растворов при опускании их на дно пробирки.

[otello.livejournal.com]

и нагрева шарика

[murmau.livejournal.com]

Неверная постановка вопроса. Если нитки в результате опыта не рвутся то нет никаких шариков на нитках. Есть две совершенно монолитные детали хитрой формы. Это первое.

Второе, пока нет движения нет и выделения энергии, нет преобразования потенциальной энергии в кинетическую и потом в тепло. Всё остальное - бессмыслица. С таким же успехом можно спросить, почему например предмет на пятом этаже не теплее предмета не втором этаже. Если они оба упадут на землю, то начала потенциальная энергия перейдет в кинетическую и произведет работу, а потом уже при ударе об землю эта работа перейдет в тепло. Для одного предмета работы и тепла будет больше, для другого меньше.

В вашем случае потенциальная энергия вообще не производит работы, так что не будет выделения энергии.

[b0nch-pdb.livejournal.com]

Давайте даже считать, что плотность шарика больше плотности кислоты. Но раствор шарика - равен по плотности кислоте.

[otello.livejournal.com]

а вот тут как раз двоякая ситуация.

если принять за нулевую точку то, что шарики уже находятся в кислоте - одно
если шарики стояли в колбах, а потом туда стали заливать кислоту или же шарики погружали в кислоту - то абсолютно другое

надо уточнить условия

[otello.livejournal.com]

нельзя так считать

[murmau.livejournal.com]

А физику всё таки надо учить самому, не пытаясь хитрить в интернете :-/

[besuhoff.livejournal.com]

"Шарики растворились, будем считать, что плотность раствора шарика равна плотности кислоты (разумеется, растворение тогда пройдет с повышением уровня в колбах)"

Это место мне совсем непонятно. если шарик и так есть в кислоте, с его растворением количество вещества не увеличивается

[b0nch-pdb.livejournal.com]

на потенциальную энергию закон сохранения тоже распространяется, так что если она не выделилась, то где она?

[b0nch-pdb.livejournal.com]

Ок, согласен. Спасибо за грамотный комментарий.
Однако, если шарик плотнее кислоты, а его раствор по плотности равен кислоте - то энергия на "перемешивание облаков" тратиться не будет. Как быть в этом случае.

[murmau.livejournal.com]

А нулевой потенциальной энергии не бывает. Вы вот например сейчас на стуле сидите, у вас жопа пятая точка от этого нагревается?

[sobakin-spb.livejournal.com]

на основании чего металлический шарик всплывет?

[murmau.livejournal.com]

Пока нет движения нет и перехода потенциальной энергии в кинетическую и соотвественно в тепло.
В случае растворяемой сжатой пружинки в кислоте, каждая отдельная молекула металла пружинки будет под воздействием напряжения в металле отлетать в кислоту с какой то скоростью, эта скорость будет гаситься в результате соударений с молекулами кислоты, в результате будет происходить нагрев раствора.