Висилицы и кислота
Sep. 23rd, 2008 11:20 am![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
b0nch-pdb.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
useless_faq 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
Date: 2008-09-24 01:11 pm (UTC)Стакан с вертикальными стенками.
Объем жидкости V1, шарика твердого V2, шарика растворившегося V3
До растворения уровень жидкости в стакане соотвествует V1+V2, а после растворения V1+V3, уровень жидкости в стакане увеличился на dL
Прибавка объема dV равна (V2-V1)
Этот "избыток" объема появился в стакане в том самом месте, где был шарик
Значит была совершена некая работа А2 против давления жидкости. Давления на том уровне, где висел шарик. Жидкость в стакане от повехности до глубины L была приподнята на dL.
Что эквивалентно закачиванию dV жидкости в стакан через отверстие в стенке, проделанное на той же высоте, что и шарик.
Думаю, что если посчитать в числах, то работа A2 окажется больше A1, а реальный процесс будет сопровождаться изменением температуры. Раствор будет холоднее.
Для простоты можно "взять" шарик нулевого объема, котрый при растворении образует некий объем жидкости той же плотности, что и жидкость в стакане. И посчитать.
Но лень.