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能量也有不守恒的时候
[楼主] 作者:lywcy68  发表时间:2010/04/10 22:56
点击:2117次

如果您铁了心誓死捍卫能量守恒,那咱们打个赌,但赔率为一比十:你赢了,我给你100,如果我赢了,您得给我1000,小赌怡情,谁试试? 

    一种小火箭,总质量为M+m,m为推进剂(含氧化剂和还原剂)质量,M为燃料耗尽后弹体质量。m所含的总化学能为Q,其数值大小由化学反应方程式确定,没有争议。
    取三枚同样的小火箭A,B,C。
    将A固定在地面试验台上,点火,燃料燃尽后,Q全部转化为气体的热能,这恐怕毋庸置疑。
    现航天飞机将B和C带到太空,将两枚小火箭并排释放到太空中,B的弹头朝前,C的弹头朝后,同时点火,燃料耗尽后,宇航员测得B的前进速度为v,C的后退速度为-v,他认为B,C的动能都是½Mv^2,那么他认为B火箭所喷出的气体所含的热能等于Q-½Mv^2,C的也一样。
但是,轨道上的航天飞机相对于地面的速度是V,那么地面上的人认为,火箭B的速度由V增加到V+v,动能由½MV^2增加到½M(V+v)^2,根据能量守恒定律火箭所增加的动能来自燃料的化学能,那么他只能认为火箭B喷出的气体热能为Q1=Q-(½M(V+v)^2-½MV^2);C的速度则由V变成V-v,动能由½MV^2减小到½M(V-v)^2,则火箭C的燃料化学能全部转化为热能,而且火箭所减小的动能也转化为气体的热能,那么火箭C所喷出的气体热能为Q2=Q+(½MV^2-½M(V-v)^2)。
    问题有两点:
1,火箭喷出的气体的温度因人而异,与参照系之间的相对速度相关联而且有可能相差悬殊,因为V∈[0,C)--这显然是无稽之谈。
2,简化公式得到Q1=Q-MVv-½Mv^2,Q2=Q+MVv-½Mv^2
   显然M和v的数值是固定的,由火箭的型号决定。但V的大小却由小火箭的载体(这里是航天飞机)相对于观测者的速度决定。如果航天飞机不是绕地球转而是在绕太阳转呢?或者火箭的载体是一艘以每秒一千千米的速度飞向地球的飞船呢?
   当V>(Q-½Mv^2)/Mv时,那么Q1的数值就可能是负数,也就是说小火箭的动能增加值比Q还大--这可能吗?最起码扇了能量守恒定律一记响亮的耳光;如果V足够大,有人甚至可能会得出火箭尾气的温度小于绝对零度的荒谬结论来。相反,如果V等于v,那么Q2=Q+½MVv,即燃料的化学能全部转化为气体热能,而且火箭原来的动能也全部转化为气体的热能。
   四点说明:
   1,速度是相对的,那么与之对应的动能必然也是相对的。速度的变量ΔV也是相对的,则与之对应的能量转化过程也是相对的。同一变速过程,有人看它加速,有人看它减速,那么到底是哪一种能量转化为哪一种另外形式的能量也是不确定的。即能量及其变量都是相对的,或者说是不定值。而不定值又如何守恒呢?
   2,核能,化学能恒定是正确的,但转化为机械能时却不一定守恒。而且当机械能通过某种形式(比如碰撞,摩擦生热)转化为热能再通过化学反应储存在化学键中时,能量照样有可能不守恒。
   3,实际上,三枚火箭所含燃料的化学能最终都全部转化为了气体的热能--这一点应该容易理解:一摩尔氢气在地面上燃烧或爆炸所放出的热能与在月球上或者在火箭发动机里面燃烧所放出的热能是相同的。需要指明的是尾气的热能有一部分传递给了火箭外壳,使之升温,随后通过辐射或与环境中的分子碰撞最后散发在空气中或太空中,这与尾气热能的最终去向是一致的。能量转化过程的衍生品就是火箭的速度改变量v,而v值的大小因人而异,可正可负。从微观角度分析,在化学能转化为热能的过程中,任一气体分子有六个可能的运动方向:X,-X,Y,-Y,Z,和-Z;设火箭弹头所指的方向为Z,那么往-Z方向运动的分子如果没有撞上其它分子则飞出发动机进入外环境,不再讨论;而往X,-X,Y,-Y四个方向运动的分子碰撞到火箭发动机的四壁,返回,或者说这四个运动方向的运动分量与火箭的速度变量无关,其作用仅仅是将一部分热能传递给发动机机壳以及维持腔内压力。当它与其它分子发生碰撞后,速度发生改变,直到被其它分子撞出发动机。只有往Z方向运动并与发动机顶端舱壁发生碰撞而返回的分子才对火箭的速度变量有贡献。这一碰撞过程可以当作弹性碰撞来对待,遵循动能守恒规则,但据此认为分子将能量转给了火箭的观点是狭隘的--火箭是加速还是减速仅仅取决于观察者与火箭间的相对速度,不同的观察者只能根据他自己与火箭变速前后相互间的相对速度来作判断--比如上例中的火箭C,宇航员认为它加速,动能增加;而地面上的人认为它减速,动能减小。从宏观的角度来分析,由于燃料的燃烧,大量气体分子在发动机空腔内剧烈运动,碰撞,使得发动机顶端上下面之间产生压力差从而使得火箭获得一个指向弹头方向的力F,如果燃料持续燃烧的时间为t,那么火箭获得的总冲量为Ft,其最终结果就是火箭的动量变量MΔV。
    抽象地说,火箭的燃料不管是在开放或对称封闭还是非对称封闭的环境中燃烧,在燃烧前后其化学能均转化为热能散失在周围环境中。但在非对称封闭的环境中燃烧时,非对称束缚的方向就会受到一个压差力,由于这个力的传递,维持和作功(包含正的,负的),从而使得物体的动能在与外界没有能量交换时也会发生改变,即动能可能被放大也可能被消灭(或抵消)一部分,但到底这个改变量有多大,是正是负,则由参照系决定。
   4,这些过程隐含了一个很可能被忽略的因素,容易被诟病,只不过仔细推敲就可证明它并不能改变能量的相对性这一事实,但需要申明:
   火箭所喷出的气体实际上也是有速度的,这个速度的大小当然也因人而异。

这些观点匪夷所思,可能有待修正。欢迎讨论,lywcy68@163.com    

   用一个孔明灯就可以轻而易举地动手验证一下。

 

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 [2楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/11 17:36 

我从来不会贴出这些小儿科的问题!这里是成年人颠覆、挑战人类基础理论的平台!决不是中学生学习物理讨论物理思考题的地方!

简直不值一答!根本用不着挥手对方就应声倒地!哪里还用得着我朱大侠抡起千吨金箍棒嗖嗖地横扫一番…………

以后,你们那位小伙子再自作多情,呼喊又有伟大的新发现啦?就先请我老朽过目,若老朽紧锁眉头半晌不语…………那你就或许真的有新发现啦!!!
[楼主]  [3楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 18:27 

失敬了,真不知您原来是宇宙第一高人!不知您师父是谁?
对事不对人
任何人,如果能解释两点质疑中的任何一点,都算他赢——壹年为限。
1,火箭喷出的气体的温度因人而异,与参照系之间的相对速度相关联而且有可能相差悬殊,因为V∈[0,C)
2,当V>(Q-½Mv^2)/Mv时,那么Q1的数值就可能是负数,也就是说小火箭的动能增加值比Q还大;如果V足够大,从某些观察者所在的参照系看来甚至可能会得出火箭尾气的温度小于绝对零度的结论:
当V>(Q-½Mv^2-273.15mCb)/Mv
注:假设点火前燃料的温度为摄氏零度,Cb为火箭尾气的比热
 [4楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/11 19:00 

一、赌注必须不低于:一百二十万美金!
二、以 赵凯华 罗蔚茵 合著 《力学》 为 力学基础理论 蓝本!


三,必须恪守公认的逻辑规则!杜绝 胡搅蛮缠!死不认错!诡辩论!

四,签订合同 出示身份证 真实姓名 公布联系电话 家庭详细住址 家属签字 单位领导签字 司法机关公证处公证 一式三份! 依法行事! 分期付款,首付总额的20% !!!


五,违约耍赖脱逃者 追究其刑事责任!A类网上通缉! 缉拿归案 加倍罚款!!!

 

六,我输了则给你一千二百万美金!!!君子一言 驷马难追!!!谁耍赖谁戏言谁算输!

七,如果你不应答此贴你就算输!就是A 类网上通缉犯!!!

八,必须将赢得的奖金全部捐献给贫困大学生!

[楼主]  [5楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 19:23 

那就对不起了,不敢奉陪。
家产全卖了,也就100万,您还是找别人玩吧。给你介绍一个,就比尔.盖茨吧,要不李嘉诚也行。
 [6楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/11 19:39 

你还执迷不悟么?你还在怀疑质点组的相对能与参照系的选择有关么?好好读点书吧!

 

我叫赌,决不逃避任何人!但必须以 现行的大学 教材为基准!你才41岁!小孩子,别狂言乱语的!但精神可嘉!鼓励你继续自信勇敢探索

后继有人!老朽为你兴奋!

[楼主]  [7楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 20:10 

人家说东,你就说西。
答不出那两个问题,就请上别的地方凉快去
[楼主]  [8楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 20:17 

你认为现行的大学教材无懈可击?沿用了几十年先不说,连哈勃的名字都不提,罗兰实验也略过,编书的尚且如此,教书的就更不值一提。
你想一辈子光读书?读书是为了干什么,想做书虫吗?你愿意,还想人家也像你一样目光短浅?

要不你推荐推荐,那本书必读?从头到尾痴人说梦的《时间简史》还是通篇胡说八道的《果壳中的宇宙》?或者宇宙常数时有时无外加歪曲时空的《广义相对论》?

要么你来编一本《宇宙人必读》好了。

 [9楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/11 20:34 

你很狂妄!目空一切!这样吧,就以网友们的投票为准?就看谁的得票率最高?你看如何?

豪赌一场!你也不评论我的帖子,我也不评论你的帖子!只是在唱对台戏!看谁的得票率最高?行不?
[楼主]  [10楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 20:53 

可怜!
白吃那么多年饭
世上无鬼神,都是人在闹。大家都是半桶水,只不过各有所长罢了,你是,我是,牛顿是,爱因斯坦也是。可偏偏有人习惯把人当神来敬拜,还想要别人也像他一样妄自菲薄。
这个世界少了谁,地球会不转?
[楼主]  [11楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 21:21 

你可以翻遍全世界,看看哪一本化学书上写过这样的话:物质的反应生成热大小与该物质发生化学反应时与容器或观察者之间的相对速度有关?或者哪一本物理书上写着物体的温度与它和观测者之间的相对速度息息相关?——当然,不包括多普勒现象和红移,蓝移现象。
两枚同样的火箭,燃料耗尽后,火箭的动量改变量相同,你凭什么认为其中一枚的化学能有一部分转化为动能,而另一枚的化学能全部转化为热能?——这本身就是对能量守恒定律的莫大嘲讽。

速度是相对的,却不承认能量是相对的——这岂不是刻舟求剑???

 [12楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/11 22:10 

物质的反应生成热大小与该物质发生化学反应时与容器或观察者之间的相对速度有关?或者哪一本物理书上写着物体的温度与它和观测者之间的相对速度息息相关?——当然,不包括多普勒现象和红移,蓝移现象。
两枚同样的火箭,燃料耗尽后,火箭的动量改变量相同,你凭什么认为其中一枚的化学能有一部分转化为动能,而另一枚的化学能全部转化为热能?

我可没说过这些!这是你自己依据能量守恒定律导出的荒谬结果!你以为我在反对上面的说法!我是在反对你的错误观点:在不同的参照系,就会觉得有不同的结果?你以为能量不守恒了!
[楼主]  [13楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/11 23:15 

读帖时,帖子不存在
 [14楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 06:50 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [15楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 09:02 

是不是如果赵凯华不曾写过《力学》,世界上就从此无人知物理为何物?
 [16楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 11:08 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [17楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 11:42 

说一千,道一万,你也无法保证任一理论滴水不漏。
但要推翻一个理论,只需一个例子就行。

从最简单的开始。
请问:如何解释渗透压?
用一块半透膜将一个盛有半腔水的容器分隔成两部分,两边液面持平;现往左半边水中加入1升浓盐水,
请问:
左边液面略高于右边,为什么右边的水反而渗透进入左边,使左右两边的液面高度差H不断增大,最后维持稳定的H的数值大小与两边最后的浓度差决定。 左半部分高于原液面的物质的重力势能从何而来???

请不要顾左右而言它。
 [18楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 12:08 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [19楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 13:37 

读帖时,帖子不存在
 [20楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 15:12 

没有一个不是中学生的思考题!什么筷子问题都不成其为问题!简单得不值一答!我没见过谁提出了难题!但我不能将这些问题都使你听懂!就好比你永远不能将一元二次方程的求解过程使每一个人都赞成你解对了!因为他们本来就是文盲,怎么回听懂你的话语!那也不能算演讲失败!笑星永远不能使聋子开怀大笑!你不能怪罪笑星的原声版不合格!
我真的不搭理你了!因为毫无兴趣! 我不是做科普宣教的!我没有义务使每一个科盲都变成理论家!但我敢与你豪赌:你永远找不到能量守恒定律的违例!只不过你自己难以理解各种具体情形中的能量转化机制而已!你理解不了,一时未找到能量的具体转化途径,就怪罪能量不守恒!你为什么不怪罪自己分析问题的能力极差的呢?

手提重物下楼,干脆将重物从山坡上匀速滑下,你说重物的动能并没有增加! 那么该重物的重力势能到哪里去了?一个道理!提着重物下楼,就等于一块一尺直径的大淤泥团从楼梯上滚落下来一样,该淤泥团的速度也不会有明显的增加,那么其重力势能到哪里去啦?

每次淤泥团向下一台阶跌落冲撞过程,都消耗了动能,其温度都在增加! 不信就绝热滚动淤泥团!或揉动面团,面团都会发热!

你还有话可说么?
 [21楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 16:33 

读帖时,帖子不存在
 [22楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 16:45 

你以为我吃了这么多年的白饭?你以为你提出了使我感到为难的问题?你这小子不仅是科盲而且是个德盲!我的私生子比你还大两岁呢!那是我14岁时与初中女同学偷生的大儿子!以后要说话要尊敬长辈!我研究力学时,你在襁褓里吃奶呢!你对你的爸爸也是这么说话的?

你又不敢豪赌一场!又在口出狂言!你不是个无赖嘛!
[楼主]  [23楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 16:59 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [24楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 17:33 

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 [25楼]  作者:jqsphy  发表时间: 2010/04/12 18:13 

Q1+Q2不随着参考系变化而变化。
要说Q1是负数,那么则是楼主随意设置了数据。不要随意设置数据。
[楼主]  [26楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 20:46 

读帖时,帖子不存在
 [27楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 21:16 

“不自量力,不懂装懂,只能遭人唾弃”你这话只能对你的父亲说!
朱老朽从没有:不自量力,不懂装懂!

希望你拿出证据!朱老朽在哪里不懂什么?装懂什么?说具体一点!?

谁说过动量守恒可以短暂地不成立?动量守恒、能量守恒都属于微分定律!即任何时刻都必须始终保持成立!

我说在火药在封闭水管内部突然喷射时,必然引起水管的突然运动!水管的突然运动并不等于水管系统突然违反动量守恒!你以为一个孤立系统的动量守恒,就是要求这个系统始终保持着各部分的相对静止!那你就太无知了!我只是说在火药突然喷射时,水平管必然将发生冲动!这就是动量守恒的需要!因为在水平管内部突然出现了气体的流动,如果水平管此时不再发生运动,只是火药在喷射,那才违反了动量守恒!水平管的运动是火药喷射的反冲运动!但水平管的动量与火药的动量大小相等方向相反!所以并没有违反动量守恒!



 [28楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 21:18 

“不自量力,不懂装懂,只能遭人唾弃”你这话只能对你的父亲说!
朱老朽从没有:不自量力,不懂装懂!

希望你拿出证据!朱老朽在哪里不懂什么?装懂什么?说具体一点!?

谁说过动量守恒可以短暂地不成立?动量守恒、能量守恒都属于微分定律!即任何时刻都必须始终保持成立!

我说在火药在封闭水管内部突然喷射时,必然引起水管的突然运动!水管的突然运动并不等于水管系统突然违反动量守恒!你以为一个孤立系统的动量守恒,就是要求这个系统始终保持着各部分的相对静止!那你就太无知了!我只是说在火药突然喷射时,水平管必然将发生冲动!这就是动量守恒的需要!因为在水平管内部突然出现了气体的流动,如果水平管此时不再发生运动,只是火药在喷射,那才违反了动量守恒!水平管的运动是火药喷射的反冲运动!但水平管的动量与火药的动量大小相等方向相反!所以并没有违反动量守恒!



[楼主]  [29楼]  作者:lywcy68  发表时间: 2010/04/12 22:31 

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 [30楼]  作者:541218  发表时间: 2010/04/12 23:08 

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