主题:【初中物理】一个困扰我多年的热胀冷缩题目(整明白了) -- 胡一刀
我是这么想的:一个圆环可以看成是一个长条型变成的,当受热时,这个长条型即会向两端拉长也会向两侧拉长,只是向两端拉的更多些。
单位的高速冲压模具,凹模就好比一个封闭的铁环,冲下的是一个圆形截面。高速开动时模具温度很高,冲裁出来的圆直径要比低速手动冲的时候大0.02mm,我们刚去验收的时候直接把低速手动冲的零件尺寸当成成品来检验了,闹了很大笑话。这是热胀冷缩的直观体现。
设想三个原子组成的圆环(两个就不是圆环了),受热时膨胀,肯定会造成内部围成的空隙增大
所以铁板上如果是圆洞肯定会增大,如果不规则理论上应该也会变大,因为不规则理论上可以视为是一段一段的圆弧组成的
假设这四把尺的顶点互相不连接,膨胀的时候它们组成的形状从正方形变成了“井”字形,那么矩形面积有可能变小。但是如果把它们定点固定住,那么它们长度膨胀应该大于宽度膨胀,矩形的面积就变大了。
举个例子:假设每一把尺长12厘米,宽1厘米。矩形的面积式(12-2*1)^2=100平方厘米。
再假设加热后每一把尺在长、宽方面的膨胀率是1%(没有理由认定只有宽度会膨胀而长度保持不变对吧),那么每一把尺的长、宽就变成了12.12厘米和1.01厘米。矩形面积就变成了(12.12-2*1.01)^2=102.01平方厘米,大于原来的100平方厘米。
由此推广到无穷多个直尺组成一个圆形,内径不就应该变大了嘛。这和有没有内部竞争没有关系。
上轴套什么的就是加热在上的
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参数变化,作者,声望:1;铢钱:16。你,乐善:1;铢钱:-1。本帖花:1
把环状物看成是无数一维同心环拼集而成,每一个环都会热涨, 从而整个环变大, 内环也变大。
真正的答案,其实和我们为什么有过去将来未来,而时间不能倒流是一样的。
因为,微观状态下的原子分子的对称性,遇到了宏观状态的圆坏的几何设计,导致对称破缺,所以,向内的热涨远比不上集体向外的扩张,宏观效应下就是放大内径,对称破缺的结果就是出现了空间的箭头。
这和统计情况下的封闭系统的熵增加是一回事,也是对称破缺导致出现时间的箭头。与上面的空间箭头不一样的是,圆环的热涨后,还可以冷缩,因此这个空间箭头是可逆的。而时间箭头就不是了。因为封闭系统是封闭的是个先决条件。
而楼主所讲的从四把直尺开始不断细分细分到许多把直尺,在很多问题上可以这么理解。但是偏偏在这个问题上不行。原因就在于这个细分或者不断逼近的过程本身,与圆环的对称破缺过程是耦合的,而不是无关的。因此,每一步细分都导致不同的破缺结果。当然,这个不同的对称破缺本身当然也是连续变化的,随着直尺的细分过程。但是一条曲线的开头和结尾当然可能隔得天长地远。
有点像瞎说哦。:-)
因为没有证明,
圆环套在圆饼上,与单独的圆环,具有完全相同的加热物理效应。这在物理实验中,是个大大大大的漏洞。
一,四把尺子,如果加热后均匀膨胀,那么,他们是不应该在四个交叉点上被固定在一起的。
二,如果他们被固定在一起形成闭环,那么,他们的受热膨胀性能在端点和尺子中央是不一样的。是否还能在受热后保持其四边形状是不一定的。
所以,在谈论受热膨胀的时候,由此推广到无穷多个直尺组成一个圆形这个过程是有问题的。
在这个问题当中,圆环,是一个非常强的假设。
而且,环状物在热胀性能上不能简单地看作无数一维同心环的拼集。
只要你承认了一维的热胀冷缩成立, 必然导致二维的热胀冷缩,进而导致三维的热胀冷缩。
物理的逻辑就好像你分析的那样,以微观粒子的行为为依归, 推导出宏观行为。
其实这个问题在我看来很简单,无限薄的单环, 实际上的物理意义就是单原子环。温度的上升导致随机振动的振幅加大,这必然导致单原子环的半径加大,原子链宽度也同步加大。这在宏观上表示为内径和外径同步加大。