Задача

Bad boy

Известно, что энтропия в самопроизвольно протекающих термодинамических процессах увеличивается. Энтропию часто называют мерой беспорядка. Рассмотрим Землю как термодинамическую систему. Если процессы на ней самопроизвольны, то энтропия должна увеличиваться. Но развитие животного мира, прогресс промышлености, сельского хозяйства говорит об обратном - энтропия уменьшается. ПОЧЕМУ?
Эта задача приводилась как пример проявления религии в науке.

Bad boy

(шепотом) Anybody home?

Xan

Нет.
Энтропия увеличивается только в замкнутых системах. (В смысле, суммарная энтропия всей системы.)

Земля - открытая система.
Поэтому энтропия на ней может уменьшаться.
Что она с удовольствием и делает.

Мало ли что мракобесы наплетут!
Им лишь бы бабло снять с легковерных.

Bad boy

Xan, Совершенно верно. Земля - открытая система, обмениваемся энергией и веществом, процессы несамопроизвольны.

Xan

Это что, экзамен был?

Тогда вот, задача для седьмого класса:
На рычажных весах стоят два (невесомых) сосуда с водой.
Площади оснований сосудов одинаковые.
Высота столба жидкости одинаковая.
Но один сосуд цилиндрический, а другой конический (сужающийся к верху).
Смотрим с точки зрения здравого смысла: в коническом сосуде помещается меньше воды, значит равновесия не будет.
Смотрим с точки зрения гидростатики: высота столба жидкости одинаковая, значит и давление жидкости у основания одинаковое (P = d * g * h). Площади оснований сосудов одинаковые. Вывод: сила давления жидкости на дно сосудов в обоих случаях одинаковая (F = S * P). И весы должны остаться в равновесии.

Сразу замечу, что весы измеряют не "вес", а силу давления на чашки весов. Можно, например, на одну чашку положить гирю, а на другую надавить пальцем. И весы будут в равновесии.

Aske

Мда... сначала невесомые сосуды изобретите... мда... а то нам в 10 классе тоже задачу задавали - на наклонной плоскости стоИт НЕЧТО, у которого сила трения об упомянутую плоскость несколько больше великого m*g. И типа с какой скоростью поедет. ВЕСЬ КЛАСС попался
А про давление множество интересных задач есть. Но я их на данный момент не помню. Вспомню - расскажу
Bad boy, хорошая задача про энтропию... Эх, опередил меня Xan... Ну что делать - не вина, а беда (моя )

Bad boy

Если как бы весы рычажные, равновесие типа когда равны произведения силы на плечо. А силы вроде разные. Поэтому цилиндрический наш баловник должен перевесить конического. Рычажные - это которые Фемида в руках держит?

Xan

Рычажные = не пружинные.


Но силы-то действуют ОДИНАКОВЫЕ!

В этом задача и состоит - показать, почему при одинаковых F = P * S равновесие нарушается.

Bad boy

Формально если брать силу в центре масс, она как бы мэ на жо: m*g. Мэ разные, вот шалун-цилиндр и перевешивает.
Через давления тоже: Vк = 1/3 * Vц;
d*g*Vк /S = 1/3*d*g*Vц /S.

Xan

"Внимательно следи за моими губами". (с)
Вода на весы не может непосредственно действовать своей массой или весом. Пнятно? Нет?
В физике нет дальнодействия, на весы могут действовать какой-то силой только молекулы воды, которые с весами соприкасаются. Пнятно?
Вода действует на весы ТОЛЬКО давлением. Пнятно?

Напоминаю, что эта задача для седьмого класса средненькой школы. И в школе ВСЕ необходимые знания ученикам уже даны.
Так что позор тем, кто её не сможет решить!!!

* Слово "пнятно" принадлежит психологу из мульта Саут Парк.

Bad boy

Описал, что давления разные.

Xan

Не понял.

Asodax

Сосуды невесомые. Воды в одном сосуде больше, чем в другом.

Пусть m1-масса воды в цилиндрическом сосуде
m2- масса воды в коническом сосуде.

Вес жидкости (сила, с которой жидкость давит на дно сосуда) равен силе тяжести:

F1=m1*g
F2=m2*g

p1=F1/S - давление на дно в первом сосуде
p2=F2/S - давление во втором.


p1=F1/S=(m1*g)/S=(d*V1*g)/S
p2=F2/S=(m2*g)/S=(d*V2*g)/S

p1>p2 Равновесие отсутствует.

Xan

Нет!
Чему только вас в школе учили!!!


Сила, с которой жидкость давит на дно сосуда:
F = S * P
Где F - сила, S - площадь дна, P - давление воды.

Давление воды считается так:
P = d * h * g
где d - плотность жидкости, h - высота столба жидкости, g - ускорение поля тяжести.

По условию задачи площади основания сосудов равны, высоты столба жидкости равны, плотности равны.
F1 = S1 * d1 * h1 * g
F2 = S2 * d2 * h2 * g
F1 = F2

Масса воды тут совершенно не при чём!!!!!!
Вода давит на весы не массой, а давлением (см. выше).

Это же седьмой класс школы! Ужаззз!!!

Ну вы решайте, решайте!
Задачка-то совершенно элементарная. Для седьмого класса.
Только её большинство людей вообще не понимает. Всё время сворачивают на разговор про массу. А надо про давление.

Aske

Xan, я пока еще не задумывалась... это просто так - приветЪ от тети Аси, на недельку исчезаю, а там уж попробую перетряхнуть свои прокисшие от бухучета мозги Если никто до меня не решит.

Asodax

Не понял!

Совершенно верно. Формула для давления записывается именно так. А давайте вспомним, как она выводилась.

Сила F, с которой жидкость давит на дно сосуда,
является весом жидкости. Причем, W = Fтяж = mg.
Вспомним также формулы: m =d*V и V = S*h.
Имеем равенство:
p=F/S=W/S=Fтаж/S=(m*g)/S=(d*V*g)/S=d*g*h

Но объем конического сосуда будет вычисляться V=(S*h)/3
Поэтому
p1=d*g*h
p2=(d*g*h)/3

И где здесь равенство?

Да ну, а давление возникает за счет чего?

Xan

См. Школьный Учебник.


Поздравляю, гражданин, соврамши! (с)

В школе проходят, что "давление зависит только от высоты столба жидкости и не зависит от формы сосуда".
Ну вы уже возьмите таки школьный учебник!


А какая разница?
Весы ничего не знают о происхождении давления (принцип отсутствия дальнодействия). Они чувствуют только давление, независимо от его причины.
А давление одинаковое.

Гость

Смотрим школьный учебник
http://www.fizika.ru/theory/tema-05/index.htm

Приведите пример учебника, дайте ссылку, где сказано, что
"давление... не зависит от формы сосуда"

Разница есть. Давление появляется за счет чего?

Не согласен! Свои аргументы я уже приводил.

Asodax

Сообщение выше - это мое.

Asodax

Весы потому и называют весами. Весы показывают вес тела, который мы хотим взвесить.
От закона Ньютона никуда не деться. F=mg.