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如果把一根压紧的弹簧放进酸里溶解,它的弹性势能到哪里去了?

(2014-06-20 23:31:47)
标签:

弹簧

势能

升高

弹性势能

热能

如果把一根压紧的弹簧放进酸里溶解,它的弹性势能到哪里去了?

什么是势能 本质是动能吗 一切形式能量是否就是势能和动能的混合



在静态的空气里面松开弹簧,势能就被释放了。那么弹簧反复振动,弹簧的内温逐渐升高,那么弹簧的势能全部通过金属结晶区和非晶区的内部摩擦震荡转换为热能,表现为弹簧本身的温度升高。不管是逐渐松开还是忽然松开,规律如是。静态空气里面还是有空气的表面热对流,弹簧最终温度平衡到原始的空气温度。整个过程后,势能转化为空气流动带走的热能。

即使在真空里面松开弹簧,弹簧不会像永动机一样地一直运动下去,因为真空也无法干扰金属内部的热运动,弹簧还是温度一直升高,最终弹簧停止振动,弹簧的温度根据比热公式稳定下来。整个过程后,势能转化为弹簧温度变化的热能。

通常化学过程自由能变化的能量很高,常规的机械过程影响不了化学平衡。在强酸液体里面要增加两个个考虑因素:
1. 质量的减少和物质形态的变化
铜弹簧的势能 E=(1/2)*kx^2
其中的弹性系数k,随着铜的化学反应弹簧变细,急剧下降:
(3Cu+8HNO3 ------ 》3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O + Q1 (放热反应)

2. 放热反应导致的弹簧本身温度升高(在未断裂前)
系统温度升高,造成它的弹性系数 k逐渐减少

以上两个因素在断裂前,弹簧的x不变。(题外话)

1. 在断裂前,表现为缓慢释放为系统温度升高的热能(0.00001%)并参与其他物质转化的内能(99.99999%)。
2. 在断裂后(如果发生),表现为忽然释放为系统温度升高的热能(0.00002%)并参与其他物质转化的内能(99.99998%)。

势能参与到化学能变化的过程并不奇怪,而且势能达到一定的程度,可以经由热而催化化学反应。如果有幸做一个积蓄超大势能的弹簧,在酸里面可能会爆炸!!!这和采用铜块和纳米微孔(极大表面积)的铜粉化学反应的活性不同一个道理。面粉也会爆炸,表面势能也参与到其和氧气反应的过程中了。

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