大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于机械密封弹簧力小会怎么样的问题,于是小编就整理了1个相关介绍机械密封弹簧力小会怎么样的解答,让我们一起看看吧。
压缩弹簧后,弹簧质量会变重吗?
答:按照题主的详细描述,是想知道“质能守恒”的层面,是否造成弹簧的质量变化,答案是:是的!
弹簧压缩(或者拉伸)之后,在“质能守恒”的层面,弹簧肯定会变重,并满足:弹簧增加的势能Ek=Δmc^2,只是这种变化是非常微小的。
“质能方程”指出,任何封闭系统能量的变化,都将导致相对论质量的变化,这样才能满足质能守恒。
弹簧压缩(拉伸)的微观层面:是弹簧分子之间的分子势能增加了,如果弹簧是铁做的,即铁原子之间的平均距离减小(增大),外界输入的能量转化成了铁原子之间的势能,这必将导致势能增加的铁原子的相对论质量增加,所以弹簧总的相对论质量也增加了。
这里可能有点颠覆中学的质量守恒定律,那是因为质量守恒定律,是在不考虑相对论的前提下成立的,在相对论体系中,修改为“质能守恒”。
我们对一个弹簧进行压缩,那么肯定要从外界给弹簧输入能量,这部分能量自然会造成相对论质量的增加,说到底,还是“质能方程”的物理意义问题。
在化学变化中,每一种原子在不同分子中的质量,是有微小区别的,其中的差异就是化学键不同引起的,而化学键储存化学能,相对论中化学能的本质就是质量的亏损。
一只蚂蚁爬上了一只大象身上,大象的质量增加了吗?大象会觉得走路吃力了吗?弹簧里的“势能”,或可作如是观。
当我们仅仅考虑蚂蚁本身的时候,大象的质量确实因为蚂蚁存在而增加了。但考虑到整个大象,尤其是,大象可能还甩甩鼻子甩下了……,我们就不需要考虑这只蚂蚁了。
如果我们仅仅考虑弹性势能,我可以用经典力学方程写出来它的作用。但如果要考虑因此等效的质量,E=mc平方这个方程就会让势能消失于无形了。
在什么条件下应用什么科学定律,是需要经过选择的。任何定律都有它的适用范围,成立条件,不能胡乱凑到一起,那样可能既吃力又不讨好。
又比如,当我们在地球上蹦蹦跳跳的时候,我们不必考虑我们跳起落下这个动作对地球运动的干扰。
化学方程里的质量守恒定律,之所以不需要考虑放热或吸热效应,就是因为,传统上的那些量(原子序数、电子数、化学键)配平,足以表示(实用)化学研究所考虑的对象,相当完整地描述这个反应过程。这就是在经典的化学研究里有效的理论。
化学键的本质,吸热放热的物理过程、或者这里的能量变化,要原子物理学、量子力学诞生之后才能解释,也就是当化学和物理学逐渐统一之后。而且我们要注意的是,这个时候也不一定要应用爱因斯坦的质能方程,在非相对论性的量子力学里,也足以解释吸热放热、原子分子光谱的许多性质。
我们学习了爱因斯坦的质能方程,知道能量也可以等效为质量,质量可以等效为能量,这并不意味着随时都要用它。比如,虽然我们身上有很多肥肉,但你计算能量的时候,只能按照化学反应来进行,不能用E=mc平方,爱因斯坦相对论帮不了你。
很明显,压缩后的弹簧质量是不会变重的!因为这里面不涉及到能量与质量之间的转换。先说明我的观点,然后再给各位一个验证的方法;想要明白为什么不会变重,就要知道弹簧的工作原理:
1:当你用手去拉伸或者压缩弹簧时,组成弹簧的金属原子之间就会错位,此时弹簧就会对外表现出弹性势能,也就是弹力。当你松手后,里面的原子恢复到原来的位置,弹簧恢复到原长。
2:也就是说弹簧本身只是一种存储能量的装置,不涉及到新物质的产生;所以就不能用爱因斯坦的质能方程来分析,因为要使用这个公式,对象必须是原子级别的;且必须有新物质的产生,就像铀235裂变一样。这样质能方程的两边才相等。而弹簧是利用原子之间的势能来工作的,并没有新物质的产生,只是把能量(弹性势能)暂时存储起来;如果长时间压缩弹簧,那么再释放后弹簧就会失去弹性,也就是原子之间错位了不能恢复。
3:口说无凭,现在我就给你一种方法验证;拿一个能正常工作的弹簧,在弹性限度内将弹簧压缩一段距离,然后用绳子把弹簧捆住,不让弹簧复原,先称出绳子的重量,然后称出处于自然长度的弹簧的重量;把捆好后的弹簧再放到秤上称,计算之后比较有势能的弹簧重量和没有势能的弹簧重量,是不是一样重。所以我认为原子之间位置的改变,也就是压缩弹簧是不会影响弹簧的重量的。
胡乱猜测一下,弹簧质量会变小。
能量可以通过质量传递,但不会转化为质量,势能增加不做为质量增加的凭据。弹簧压缩,施加作用的顶底双方力度大于弹簧弹力,使其发生形变,但强度还没大到使其形变不能恢复,这一过程中,电子和原子核距离微微变小,电子和电子排斥微微增强,会有微量电子放到空气中,弹簧质量变小;拉伸过程,电子和原子核距离微微变大,引力变小,同样会有微量电子射出。如果不停反复压缩拉伸,弹簧弹出更多电子与空气作用,会有发热现象。不过,大部分发热来自于与空气的摩擦。弹出的电子总质量就是弹簧减少质量。
杯水抬高,水分子与空气作用,杯中水质量减少。若是与外界完全隔绝,杯中水质量不变,哪怕拿到了飞机上。
是的,质量会增加。其实理解这个问题的核心仍然是“质能方程”,我们只需要将质量和能量“混为一谈”即可,因为弹簧压缩,势必增加弹性势能,而能量的增加,就是质量的增加。
下面我们来一步步说明这个问题(说的有些繁琐):
①首先当弹簧处于正常状态时,因为没有形变的产生,它的弹性势能为零
②当压缩后,它的弹性势能在一定范围内,是和压缩长度成正比的,也就是说它的能量上升了
③怎么直观的证明它的能量上升了呢?首先我们大家需要承认能量守恒
④我们用压缩后的弹簧去弹一辆静止的小车,很显然小车运动了,有了动能,而这个动能哪来的呢?
由于能量守恒,小车的能量只能是弹簧提供的,而没有压缩的弹簧并没有弹性势能,因此这个能量只能是压缩后得来的
⑤既然已经增加能量了,那么现在你只需要承认“质能方程”的正确性即可
⑥你已经承认了“质能方程”,那么压缩后的弹簧确实增加了质量
相同的道理,生活中,你在密闭空间烧开一杯水,那么这杯水的质量也会增加。
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提出这个问题的人应该是知道了相对论的质能转换,然而这个转换的本质是原子核的转换,也就是核变,典型的就是核聚变和核裂变,这种是人工干预的,衰变是原子核自发随机进行的,这个时候初始总质量和终态总质量不想等,就意味着有能量的释放或消耗,这个时候E=△mc²适用。化学上的能量消耗和释放表现在旧化学键的断裂和新化学键的生成,微观上是原子核外电子的能级变化。回到正题,弹簧压缩后储存了弹性势能,表现外弹簧本体的形变,本质是分子间作用力的表现,不涉及原子核,当然没有质量增加
到此,以上就是小编对于机械密封弹簧力小会怎么样的问题就介绍到这了,希望介绍关于机械密封弹簧力小会怎么样的1点解答对大家有用。