作者microball (无华之果)
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标题Re: [请益] 国二理化-热对物质的作用
时间Sat Jan 2 10:33:29 2010
我觉得这是个很好的问题,虽然是国中程度,不过也可以是大学研究所程度
关键在於热膨胀一般来说是 1.线性 2. 等向性的 (**)
所以膨胀後的物体形状不会改变,跟膨胀前是相似形 <-- 国中程度
或是膨胀的变换是 v' = (T + aI) v
其中 v' 是膨胀後的坐标,v是膨胀前的坐标,都是向量
T 是某个平移矩阵,a 是常数(>0),I 是单位矩阵 <-- 大学程度
** 这个假设如果要在微观解释,其实并不 trivial 的
从动量守恒我们可以推测 T 是零矩阵
至於等向性要假设微观的晶格是等向的
回到你的"膨胀悖论" XD
其实我也困惑了一下
考虑在极坐标系下面,长度为 r 的向量
在膨胀後先用物体的几何形状校正了新的原点 (假设上面的矩阵 T=O)
因为等向性,那麽膨胀後 r' = ar
假设外圈是 r1, 内圈是 r2, "外圈跟内圈的几何平均" 也是一个圈,是 (r1+r2)/2
膨胀後外圈是 a*r1, 内圈是 a*r2, "平均圈" 是 a* (r1+r2)/2
平均圈的位置向外移动了 (a-1)* (r1+r2)/2
外圈移动了 (a-1)*r1, 内圈移动了 (a-1)*r2
如果以平均圈为基准,把圆环分成外环跟内环
那麽外环跟内环都变宽了:外环宽度从 (r1-r2)/2 变成 a*(r1-r2)/2
内环的结果跟外环一样。
※ 引述《v2 (其月 ㄔ寺)》之铭言:
: Q: 五元日币中间有一小圆孔,若将该硬币加热,该小圆孔的直径将:
: (A)变大 (B)变小 (C)不变
: Ans:A
: 若均匀加热後
: 钱币的膨胀情形是否为外缘向外,内缘向内呢? (抱歉~不太会画)
: ________ __________
: | __ | | |
: | | | | |<- _ |
: | |__| | ====> | ->|_| |
: |________| | |
: |__________|
: 由此想法推衍,圆孔不是应该"变小"吗???
: 为什麽答案是"变大"呢??
: 烦请各位指正我观念错误处
: 谢谢!
--
也许有一天,我们会很有默契的知道,
该各自往人生的路走下去,尽管舍不得对方的陪伴。
又也许,那一天一直不会来到,
那我们就拥有童话般的结局──永远在一起了。
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◆ From: 76.124.11.238
1F:推 v2:我懂了,非常感谢您~ ╭(─╴╴─)╮ 01/02 10:44
2F:→ sunev:T是零矩阵应该是来自於热力学第二定律? 01/02 12:33
3F:推 jepk007:囧了 我只记得高中老师说得点与点之间距离变大... 01/03 14:27