##被压缩的弹簧如果放入浓酸中,弹簧溶解后的能量去哪里了?

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我们在按压弹簧时 , 就会使弹簧产生一定的形变 , 而弹簧拥有恢复原先状态的趋势 , 就像处在高处的小球一样 , 即使被线吊起 , 也会拥有下落的趋势一样 , 这种物体本身具有的能够使其本身发生位移的趋势 , 我们称之为这个物体具有势能 。 处在高处的小球具有的是重力势能 , 而被压缩的弹簧具有的是弹性势能 。
对于弹性势能来说 , 其产生的基础是物体发生了弹性形变 , 之所以加“弹性”二字 , 是指在外力作用下虽然物体表面发生了形态的变化 , 但拥有恢复的趋势 , 如果外力撤除 , 物体就能够恢复原先的状态 , 这与地面被铁球砸一个坑有着本质的区别 , 地面被砸出坑 , 则属于非弹性形变 , 因为外力撤除以后不能恢复原来的面貌 。
【##被压缩的弹簧如果放入浓酸中,弹簧溶解后的能量去哪里了?】
由于具有弹性形变的物体各组成部分之间 , 存在着弹性力的相互作用 , 因此弹性势能必须以物体具备弹性力为前提 , 是物体各组成部分之间弹性力综合作用下的势能总和 , 比如弹簧、气体、弓弦等等 , 都可以通过对其做功使其压缩或者拉伸 , 其以原始状态为基础增加的弹性势能 , 等于向该系统做功输入的能量 。
我们在计算一个物体的弹性势能时 , 可以应用一个公式来进行表达:即W=1/2*k*X^2 , 其中k为这个物体的弹性系数 , X为形变程度 , 当然X的值不能超过这个物体的形变极限 , 否则这个公式就不成立了 。 当这个物体的弹性势能做正功时 , 即通过势能的释放 , 对外界物体产生做功 , 这样物体所具备的弹性势能减少 。 反之 , 当弹性势能做负功 , 即外界对弹性物体做功 , 则就会增加物体的弹性势能 。
那么 , 从微观层面 , 我们在看待弹簧所具有的弹性势能时 , 可以理解为铁原子与铁原子间的化学键因压缩或者拉伸而发生一定的扭曲 , 那么每个铁原子就都会拥有一定的弹性势能 , 从而在宏观上表现为物体发生了形变 。 当弹簧处在外力的固定之下 , 每个铁原子都具有弹性势能 , 它们的和则是整个弹簧所具备的弹性势能 , 这个总的弹性势能和 , 则等于外力对弹簧所做的功 。
如果我们把固定后的弹簧放到浓酸中 , 会发生什么样的变化呢?首先 , 在弹簧外层的铁原子 , 会与浓酸分子发生剧烈的化学反应 , 生成酸性盐溶于酸液之中 , 那么 , 这部分铁原子本身所具有的弹性势能 , 肯定不会平白无故地消失 , 按照能量守恒定律 , 一定会转化为其它形式的能量 , 因为能量和物质是统一的 , 所以这个能量的载体一定是被剥离出去的铁原子最终的形态 , 即转化为游离铁原子的内能 , 接着在酸液的快速氧化反应中 , 转化为酸性盐和酸液的内能 。
从分子层面看 , 所具有的内能体现在两个方面 , 一个是平均动能 , 另外一个是平均势能 , 在没有变换空间的情况下 , 我们可以假定酸液分子层面的平均势能基本不变 , 那么内能的增加 , 就会使得分子的平均动能出现一定的提升 , 粒子运动就会越剧烈 , 从而体现出酸液的整体温度会有微弱的增加 。 如果放入的弹簧足够大、并且有灵敏度非常高的测温仪 , 在扣除铁与酸液反应生成热量的基础上 , 有可能测会出这种势能转化带来的温度微弱变化来 。
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