机械密封弹簧力小会怎么样,机械密封弹簧力小会怎么样吗

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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!

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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):

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

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

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

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

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

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