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伯努利方程的确反映了流体的一些性质,同时,由于其来源于总能量守恒,因此大家很容易认为是天经地义的事。但是,令笔者匪夷所思的是,大量已知的事实都证明伯努利方程存在重大缺陷,本文将对实验进行简要分析。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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伯努利方程的确反映了流体的一些性质,同时,由于其来源于总能量守恒,因此大家很容易认为是天经地义的事。但是,令笔者匪夷所思的是,大量已知的事实都证明伯努利方程存在重大缺陷,本文将对实验进行简要分析。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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在流体力学中,伯努利方程地位非常高,他研究的是理想正压流体在有势体积力作用下作定常运动时,运动方程沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。对于重力场中的不可压缩均质流体 ,方程为
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=c 式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;h为铅垂高度;g为重力加速度;c为常量。 上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρgh和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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两张纸平行放置,用口向它们中间吹气,两张纸将会贴在一起,这是一个很常见的简单实验,通常大家会毫不犹豫地使用伯努利方程进行解释,认为是流通过狭窄通道时速度较快,气压强减少的结果。但是,这个解释是站不住脚的,方程确乎给出速度加快,气压强减少的定性结论,但无法通过定量的分析。原因是,我们用力吹气,其气压大于一个大气压,也因此会形成气流,显然,气流的方向指向压力较小的区域,直到压力变为一个大气压为止,显然的,气体并不会从负压的纸缝中飞出来。在两张平行纸间的气压都一定大于一个大气压,尽管它们在加速时压力确实存在减少,但这并不是原因,这里发生的似乎是纸间压力为负压现象。两张纸何以会贴在一起,而不是分开,现在仍然是个迷。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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与带电导线接地的情况十分类似,在接地导线上,电流变得很大,电压下降也很多,但总不至于发生导线上电压小于地面的情况。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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同样的,将一个乒乓球放在倒置的漏斗中间,用口向漏斗嘴里吹气,乒乓球可以贴在漏斗上不坠落,我们如果从压力由大到小传播的经验看,乒乓球无疑会坠落,还有当两条船平行前行时,也会发生悲剧的碰撞事件。凡此种种,并非罕见,它们都不能用伯努利方程解释,但所有的教科书都把这些明显的反例作为方程的例证,这不能说不是对人类智慧的极大讽刺! ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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当然,伯努利方程并非一无是处,毕竟他给出了一些预见,只是,我们如何去理解,又如何去发现未知盲点? ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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伯努利方程从机械能守恒出发,确实得到一个准确的压力变化,但这个变化是流体的静压,必须相对流体静止的测量仪才能准确把握。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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显然,实验证明了与流体相对运动的固体表面具有一种减小压力的倾向(Pv),这个与流速对应的Pv减小与伯努利方程没有任何关系,仅仅与相对速度、流体密度、流体静压力有关。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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为何Pv与这三项有关?因为显然的,世界上没有负压,所谓负压是因为把一个标准大气压做0压力处理时,这样,小于一个大气压的情况就被叫做负压。如果我们尊重真空0压力的事实,我们就会明白,要减少压力,不能在0大气压环境中进行,Pv减少依赖流体静压力的存在,而且压力越小,减少的空间也就越小,可见,Pv与流体静压力的存在与大小关系密切。
对于相对速度在这个Pv变化中的作用,我想没有必要解释了。 那么流体的密度为何也有关联?这个无法推导,只能用实验证明,大家可以看到,两艘船因为平行运动而会发生强烈碰撞,但如果两船在大气中同样的运动,即便气压加大到水中一样,还会有同样的吸引力吗?我没有实验,但直觉告诉我不会。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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综上所述,在流体相对固体表面运动时,存在一个减小压力的情况:
Pv= f(p,ρ,v) (1) 式中p、ρ、v分别为流体的静压强、密度和相对速度。 (1)式的具体形式看来无法通过什么公理推出,唯一的解决办法是实验数据说话了。 由此可知,我们通常在流体管道壁上测量到的压力并非流体的静压,而是静压减去Pv后的结果,我们记为壁压Pw,因此有: Pw= p- Pv (2) 式中p为流体的压强,实为流体静压。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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通过(2)式,我们就可以理解前面例举的中难以理解的负压问题。伯努利方程中的流体的压强p为流体的压强,实为流体静压,不能通过管壁进行测量,管壁压力理论目前还是一个真空。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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本文已收入百度文库:wenku.baidu.com/view/791d14afd1f34693daef3efd.html?st=1 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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对【3楼】说: 关于吹两张纸靠拢问题,我同意你的对用“伯努利力解释”的怀疑。 伯努利方程本身没有错。但用伯努利力解释吹纸靠拢,是站不住脚的。关于这个问题,我一两年前与马英卓先生曾有大量讨论。也许你可以在本论坛找帖子看看。 我的理由如下:伯努利力给与纸张的加速度会使得气体立即压缩,因此会反抗原来的伯努利力。吹纸靠拢的根源是:吹走气体造成的负压。 |
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对【13楼】说: [楼主] [23楼] 作者:jqsphy 发表时间: 2011/03/15 13:02 [加为好友][发送消息][个人空间]回复 修改 来源 删除
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请王飞在GOOGLE搜索“jqsphy 吹纸靠拢”可以得到讨论网页。
我贴网址,论坛要审核,所以就不贴了。 |
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对【14楼】说: 讨论:朝两张面对面平行放置的纸吹气,两张纸会靠拢,其物理根源是什么?[楼主] 作者:jqsphy 发表时间:2011/03/14 12:47 收藏 修改 加精 置顶 锁定 标题 来源 删除点击:2203次
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对【14楼】说: http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-241795.html 讨论:朝两张面对面平行放置的纸吹气,两张纸会靠拢,其物理根源是什么?[楼主] 作者:jqsphy 发表时间:2011/03/14 12:47 收藏 修改 加精 置顶 锁定 标题 来源 删除点击:2203次
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谢谢沈博士专业的评论!
完全同意你的计算,以及你认为的伯努利力在这个实验中的地位判断,但,我不同意你认为的【吹走的空气无法得到及时补充】,原因很简单,即令在这个实验中,你可以勉强通过,毕竟嘴巴不能提供持续的气流,连接不畅也许会,但同类的实验怎么办?难道船问题也是这样?风机吹漏斗中的乒乓球也能这样解释?他们是一类问题 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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对【13楼】说: 沈建你别自作主张,“吹走气体形成负压”能靠得住?“使劲吹”就是使劲把空气压向某一区域,它的密度不仅没有变低而且还略有增高,这种稍高密度导致压力使气体向前运动,何来吹走气流形成负压的胡说? 怎么越来越多的人跑到伪科学的阵营里来了? 伯努利力导致压缩?体积不固定的如何有压缩之说?气体都“被压”得外流出去了,哪来的“压缩力”抵消伯奴利力? ※※※※※※ 黄氏时空由光频多普勒红移定义可变时间单位秒t'=tsquart[(C-V)/(C+V)].时间秒的变化导致了可变光速C'=Csquart[(C-V)/(C+V)].光速的变化导致了可变距离单位米l'=lsquart[(C-V)/(C+V)].黄氏自旋衰变相互作用模型:引力=动量时间变化率,电磁力=角动量时空变化率.超光速C=2ZM/r |
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对【19楼】说:
但毕竟沈博士是发现问题的第一人,你没有资格嘲笑。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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对【3楼】说: 显然,气流的方向指向压力较小的区域,直到压力变为一个大气压为止,显然的,气体并不会从负压的纸缝中飞出来。 =============================== 我想通过这个王飞思考较深的问题看看王飞的抽象思维能力如何,所以,我选了王飞这个错误的句子,分析错在哪里。
“显然,气流的方向指向压力较小的区域,直到压力变为一个大气压为止,显然的”王飞的这个理解是正确的。后面“气体并不会从负压的纸缝中飞出来”这句错了,因为,被你使劲吹的气流分子具有向前的惯性(动量),即使存在来自高压区的压力,但它不能一下子就让气流停止,所以,低压气流区的气体因惯性向前流动,而纸两边原来静止的空气才向纸间低压区补充,导致两纸靠拢。
在这个问题上,沈建其的认识也是明显错误的。实际上,沈建其的错误认识误导了朱顶余,他朱深陷“动能梯度温梯门”事件,对我的纠正恨之入骨。所以,在这个问题上,希望王飞千万别听沈建其的歪曲解释 ※※※※※※ 黄氏时空由光频多普勒红移定义可变时间单位秒t'=tsquart[(C-V)/(C+V)].时间秒的变化导致了可变光速C'=Csquart[(C-V)/(C+V)].光速的变化导致了可变距离单位米l'=lsquart[(C-V)/(C+V)].黄氏自旋衰变相互作用模型:引力=动量时间变化率,电磁力=角动量时空变化率.超光速C=2ZM/r |
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对【21楼】说:
【“气体并不会从负压的纸缝中飞出来”这句错了,因为,被你使劲吹的气流分子具有向前的惯性,即使存在来自高压区的压力,但它不能一下子就让气流停止,所以,低压气流区的气体因惯性向前流动,而纸两边原来静止的空气才向纸间低压区补充,导致两纸靠拢。】 --------------- 这不就是沈博士的意图吗?我怎么会不知道,你好好看看18楼吧,我已经批判了这种论调,你居然还敢捡起来,不怕自取其辱吗? ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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这样一吹,让空气密度暂时下降千分之一,是轻而易举的事情,不要说4万分之一了 =========================================== 我可没有发现沈其用的是我那个基于伯努利力的正宗解释,何来沈建其所说的密度降低之说?我还没有听说过流动的水密度降低的。 你在18楼的附和更没有看到我说的本质问题,你用吹风筒代替嘴巴吹,结果还不是一样? 这个问题的讨论我到此为上,因为都是扯皮的东西,没有原则的问题。个人理解错误又能怎样? ※※※※※※ 黄氏时空由光频多普勒红移定义可变时间单位秒t'=tsquart[(C-V)/(C+V)].时间秒的变化导致了可变光速C'=Csquart[(C-V)/(C+V)].光速的变化导致了可变距离单位米l'=lsquart[(C-V)/(C+V)].黄氏自旋衰变相互作用模型:引力=动量时间变化率,电磁力=角动量时空变化率.超光速C=2ZM/r |
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【我可没有发现沈其用的是我那个基于伯努利力的正宗解释,何来沈建其所说的密度降低之说?我还没有听说过流动的水密度降低的。 】
沈博士认为伯努利无法解释实验,难道计算不正宗,你说说看?他认为【吹走气体造成的负压。】与你不是同类解答吗?还要狡辩! ======================================================= 【你在18楼的附和更没有看到我说的本质问题,你用吹风筒代替嘴巴吹,结果还不是一样? 】 我的原话【,毕竟嘴巴不能提供持续的气流,连接不畅也许会】,知道什么意思吗?如果连续还有你说的问题存在吗?简直白痴,中文都看不懂。 ========================================================== 【这个问题的讨论我到此为上,因为都是扯皮的东西,没有原则的问题。个人理解错误又能怎样?】 你确实不该来这里讨论,既没有能力提供更多的思路,还不理解别人讨论内容,口气还不小,你要我怎么办? ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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伯努利方程只适用于流体的低速近似,能量守恒的前提是孤立系统,事实上的流体是与外界有能量交换的。
但是,吹纸实验完全视为低速有界与孤立系统,万分之几的压强差足可以使纸张靠拢。 流体的定向运动事实是使密度增加温度降低而产生负压的,因为孤立系统中每个分子的平均能量总是不变的。 ※※※※※※ 牛 东 |
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对【25楼】说:
你也认为是因为内部气压低于一个大气压所致?先不论按照伯努利方程计算出压力减少多少,因为减少的数量是无意义的,即便减少10个大气压也不能由此令两纸相互吸引,因为伯努利减压的前提是在你嘴巴提供的高气压下进行减少的,按照机械能守恒,你永远也别想减少到低于一个大气压,因此这个计算其实是无意义的。当然,沈建其博士歪打正着,发现伯努利玩猫腻也是好事。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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请注意电磁力与引力之间相差多少个数量级,而天体之间起决定作用的是引力而不是电磁力。
另外,台风中心就是密度增加温度降低的最好例证,龙卷风的破坏作用靠的是吸而不是吹。 ※※※※※※ 牛 东 |
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对【27楼】说:
你扯的有点远了,我们现在这里没有其它因素,也没有很多选择,我现在要问的就是内部的压力是否小于一个大气压,我认为大于,你认为【使密度增加温度降低而产生负压的】是没有根据的,因为绝热方程并不按照你的想象任意调转方向,你这种不顾科学的态度是很危险的。 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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黄教授,我虽然没有学过伯努利方程,而且理解也是错误的,但我仍然感觉大家对伯努利方程的理解上很难被我接受,其中一定存在问题。比如你对吹纸的计算,也是一种对伯努利方程理解下的运用,我就无法理解,方程所产生的力不能简单的直接用速度密度来计算吧?简单的来说气流首先是从口中出发的,在流过双唇时,速度按照你的说法大约就是20米/秒,因此就可以得到一个负压,可是谁的嘴唇会感到这个负压?明明是正压嘛!因此这个计算不能这么来,应该从这个p+(1/2)*ρv^2=c出发,首先看看原始状态下(口腔内)的c是多少,然后看看后面的速度变化又是多少,这样计算才符合方程。这里的问题是,口腔中的大气压大于外部,因此气体出来后速度是增加的,按方程只能有这个速度的增量产生压力的变化,而不是整个20米/秒全部起作用吧,不会是增加20米吧?另外,即便压力减少,也是在口中的大气压上减少,而不是在外部的大气压基础上直接减少到负压,对不?所以我虽然没有计算,也不懂的伯努利方程,但是仍然感到这个减少的量不大,下降之后不一定就小于一个大气压,力量也远远不是黄教授计算的那么大.速度变化所减低的压强大约也就在千分之几个大气压内,口腔的出口大气压明显的要比一个大气压大,在这个基础上,你很难减到负压的!
设嘴唇出口大气压为1.002个大气压,出口风速为20米/秒,标准大气压为1.013*10e5pa ,出口后速度增加至25米/秒,因此有:1.002*1.013*10e5pa +(1/2)*ρ20^2=P2+(1/2)*ρ25^2,可知P2=101356.35pa,还是大于一个大气压,为何有负压现象? ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |
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由于黄教授帖子被锁,原因不详,这里复制一下,以便讨论:
楼主] 作者:宇观系统论 发表时间:2012/03/24 21:18 收藏 修改 加精 置顶 锁定 标题 来源 删除点击:51次西陆强荐:乙肝转阴-不打针不吃药-可自愈 青钱柳降糖神茶--野生青钱柳嫩叶茶 沈建其对口吹气流导致两纸靠近的实验解释存在几个非常低级的错误.并且在网上流传开来,有必要进行纠正,以免造成对学生知识的不良影响. 沈建其的最主要的一个错误是认为伯努利力与气体压缩力抵消,两纸是因为气体被迁移形成的负压作用而靠近的. 这个错误是因为沈建其对伯努利力的认识模糊.沈建其在他的解释里存在着不可调和的予与盾:一会儿说气体被压缩,密度增大,产生压缩力与伯努利力抵消;一会儿又说气体被移走,密度变小,形成负压.想问沈建其一句:到底是密度变大了(压缩)还是密度变小了(负压)?其实,在这个开放的过程中既没有压缩力也没有气体被迁移的负压. 根据伯努利方程p+a*v^2/2=常数,只要气体的速度V不为0,伯努利力就一直存在,直到把两纸片靠拢在一起,两纸间不再有流动气流时,伯努利力才会消失.这个过程中既不存在气体被压缩导致密度增大的情形,更没有气体被移走导致密度变低的情形(流走的气流被后面的气流补充). 沈建其在他"吹纸靠拢"的解释中存在许多常识性的错误,这导致他对伯努利力的计算产生错误. 沈建其的第一个常识性错误是对口吹气流速度的估计,相差太大,他脑子里没有每秒2米的速度到底是多慢的概念.人在平静呼吸的时候,气流的速度就达每秒2米.在咳嗽的时候,气流速度可以与动车相比,一般为每秒50-120米.口吹气流速度仅弱于较轻的咳嗽,一般每秒20米是较轻的,口吹气流速度的世界记录保持者是每秒121.5米. 沈建其的第二个常识性的错误是对纸张质量的估计.作用本或薄信笺的纸张规格为整张大纸32克,32开的作用本纸仅1克每张.10克的纸片恐怕差不多是香烟的外包装盒的规格.0.1米*0.2米,面积为0.02平方米的薄信笺不足1克. 好了,下面要通过计算认识一下口吹气流的伯努利力对薄纸的作用了.气流速度假设为20米每秒,空气密度a=1.3千克每立方米,那么a*v^2/2=260帕斯卡,因此p降低了260帕斯卡,你别小看这260帕的气压,它可为0.02平米的纸提供5牛的伯努利力,产生500米/秒/秒的加速度,相当于纸片承受50倍于其自身重力的伯努利力!哪怕再保守些,气流的速度仅10米每秒,纸片受到的伯努利力也有12.5倍于自身的重力.要知道,马德堡半球可是用10匹马才拉开! 所以,要让两片纸靠近,你只需要像沈建其所说的一样"轻轻的一吹"就足够了.并不存在沈建其虚构的压缩力或负压. 沈建其应该对他的这些低级的物理学错误作出修正,不然你会害了大量缺乏基本物理学判断能力的朱顶余和王飞之流 ※※※※※※ 空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。 |