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愚蠢的高校热力学教授就连如此小儿科的思考题也在网上扯来扯去……一直没扯到点子上,真不可思议
[楼主] 作者:541218  发表时间:2012/06/07 11:56
点击:2033次

愚蠢的高校热力学教授就连如此小儿科的思考题也在网上扯来扯去......一直没扯到点子上:

一道思考题是这样的:
图中容器为刚性容器:
(1)将容器分成两部分,一部分装气体,一部分抽成真空,中间是隔板(图a),若突然抽去隔板,气体是否作功?
(2)设真空部分装有许多隔板(图b),每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去下一块,问气体是否作功?

本科热力学课程,曾遇到过这道题的第一问,答案是不作功,因为是真空。那对于第二问的情况,气体作功不?
 
德国著名的理论物理学家、量子力学与原子物理学的开山始祖之一Arnold Sommerfeld曾经说过一段话,或许道出了热力学这门学科的特点:
Thermodynamics is a funny subject.  
The first time you go through it, you don't understand it at all.  
The second time you go through it, you think you understand it, except for one or two small points.  
The third time you go through it, you know you don't understand it, but by that time you are so used to it, it doesn't bother you any more.  

详情可点击:

http://ncheat.tsinghua.edu.cn/bbs/disparticle.php?boardName=Thermodynamics&ID=221&pos=15>


 

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 [2楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2012/06/08 20:31 

哦,宇宙膨胀是在真空中,宇宙膨胀运动都不做功!

※※※※※※
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
[楼主]  [3楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/08 21:59 

读帖时,帖子不存在
 [4楼]  作者:黄国有  发表时间: 2012/06/09 00:26 

某个版主设置限制我{宇观系统论}的发言(显然是害怕我揭他的短)。我就改用这个号回一贴吧(哪怕明天被禁言)。


朱先生在主楼的问题实际上等价于这样一个更基本的物理学问题(只是一般的教授们是没能理解到的,所以,都给学生提供了错误的答案):我们能不能不做功将物体(气体)从A点移动到B点。


相信具备物理学基础的人都知道为什么朱顶余主楼的答案(不做功)是错误的!


气体被限制在窗口一端,假设是理想的等体一半的容器空间,质心的位置在1/4处A,将中间隔板移动(靠神的力量瞬间消失),气体最终均匀扩散于整个容器,气体质心在1/2处(中间位置)B,在这个过程中,气体产生了从宏观位置A到位置B的宏观移动。请问:从物理学原理上,能不能不做功实现宏观物体从A到B的移动过程?


如果这个问题解决,今天朱顶余在中国,不用签证,更不用买飞机票,朱顶余明天在美国。
 [5楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2012/06/09 00:26 

读帖时,帖子不存在
 [6楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2012/06/09 00:26 

其实还有很多人不理解的东西:象气枪打置于真空中的朱先生的脑袋是一点事都没有的

※※※※※※
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
 [7楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2012/06/09 00:27 

读帖时,帖子不存在
 [8楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2012/06/09 00:27 

其实,把马德堡半球再抽成高度真空,不用马拉就能自己脱开了,他们要用10匹马拉开,是因为当然技术水平不高,抽不成真空呀!

※※※※※※
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
 [9楼]  作者:黄国有  发表时间: 2012/06/09 00:45 

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 [10楼]  作者:fhnjzz  发表时间: 2012/06/09 08:04 

气体内能没有变化,没有做功。
 [11楼]  作者:张崇安  发表时间: 2012/06/09 09:03 

读帖时,帖子不存在
[楼主]  [12楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/09 09:08 

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[楼主]  [13楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/09 09:13 

(2)设真空部分装有许多隔板(图b),每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去下一块,问气体是否作功?
这等效于将一系列薄板密叠在一起填充在容器的另一半,准静态地依次抽去与气体相邻的薄板……在这个过程,气体在做功……气体处于定熵膨胀过程……
 [14楼]  作者:黄国有  发表时间: 2012/06/09 18:27 

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 [15楼]  作者:黄国有  发表时间: 2012/06/09 18:31 

对【11楼】说:

已经假设隔板为瞬间消失,即抽板做功忽略。气体质心从1/4处的A点移动到了中间1/2处的B点。

 

能不做功实现么?能定熵实现么?朱顶余说:能!

 [16楼]  作者:张崇安  发表时间: 2012/06/09 19:28 

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[楼主]  [17楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/09 20:51 

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[楼主]  [18楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/09 21:29 

对【16楼】说:

作用力与反作用力共存亡
"应力"与“形变”属于“因素”与“效果”的关系问题,这里有滞后现象……就好比一个悬挂着的重物突然断了悬系……虽然此时重物失去了力学平衡,但却并未来得及发生位移,只是出现了加速度而已 “形变”属于一种“位移”……应力致形变 是这样 物体受热不均匀产生应力 或者物体吸收溶剂产生溶胀时也会产生应力,都是应力在先 形变在

 [19楼]  作者:黄国有  发表时间: 2012/06/10 00:28 

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 [20楼]  作者:张崇安  发表时间: 2012/06/10 06:42 

造成一个物体的整体移动,只有依靠这个物体之外的力,它自身是不能对自己做功的,项羽力气再大,他也不能提着自己的头发过河。
如果容器和气体有相同的质量,如果容器底部是光猾的与地面没有磨擦,我认可气体质心最后落在以地面为参照系的3/8的C处。
但气体这个1/8的移动并非气体自身的压力势能做功(因为压力势能引起的力并不是指向1/8移动的方向处),应该是容器做的功。同时,容器也反方向移动了1/8,容器的移动可以理解为气体做功了。用的牛顿力学是:F=-F;W=Fs
而造成F=-F的原因是小车和气体都有惯性,体现了惯性与力的共存。

 [21楼]  作者:黄国有  发表时间: 2012/06/10 10:53 

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 [22楼]  作者:鹏翱九宵  发表时间: 2012/06/10 16:30 

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[楼主]  [23楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/10 18:43 

对【21楼】说:
老黄,请看清 题设:有无穷多块薄板紧密叠加着,准静态地依次抽出与气体相邻的一片薄板……在这样的准静态过程,气体在做绝热准静态膨胀……绝热准静态膨胀过程是绝热可逆过程即定熵过程……
 [24楼]  作者:张崇安  发表时间: 2012/06/11 02:29 

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