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流体和固体之间分子是怎样受力传递的?

来源:学生作业帮 编辑:搜搜做题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/12 23:35:17
流体和固体之间分子是怎样受力传递的?
流体和固体之间分子是怎样受力传递的?
流体和固体的微观状态差异在于,流体分子间距大于固体分子间距,固体间晶粒在晶界处变形或通过分子力抵抗外力,力撤出后这种变形或者分子力可能会重新达到之前的平衡,之前的平衡意味着与原来一样的位置,除非因为受力过大导致固体内部结构改变.而流体分子间仅仅依靠内摩擦力传力,也就是仅依靠黏性传力,这种受力发生的变形是不可抵消的.
再问: 你能从微观帮我解释一下,为什么液体之间受到的压强会向处处传递,而且压强大小一样呢?
再答: 流体分子间的分子力不存在剪切性质,而对流体而言,非剪切性质的力只有压力、体积力。假设忽略一个分子的体积力,由于力平衡,则压力平衡。
再问: 忘了说,我是个初中生。 你能通俗易懂地解释一下吗? 我真的很希望搞懂这个问题。 为什么液体之间受到的压强会向处处传递,而且压强大小一样呢?
再答: 流体在微观上和固体的构成一样,都是分子,或者再拆分,不过既然是物理过程,没有化学反应和原子核反应,那么在分子层次就可以解释这个现象。 杯子里装水,打破杯子它会流出来。杯子里装一块冰,在冰点温度下,打破杯子,冰不会流出。在分子构成上,水和冰完全相同,都是H2O。造成这种物理现象差异的,作为一个正在学习物理的人,我们必须从最基本的牛顿规律找原因:重力和大气压力作用在杯子破的水或冰上,冰它保持不动,说明作用在冰上的力的和为0,也就是有一个抵消重力和大气压的力作用在了冰上,而水不存在这种力,它就洒了。 事实上,冰和水的温度不同,冰温度低,水温度高。温度高的物质相比温度低的物质会膨胀,这是分子间距增大造成的。因为温度的就是“物质分子的平均动能”的含义,世界上的分子都在不停振动,当它动能高,振动剧烈,它“占据”的体积就大,这使得分子间间距变大,分子力的作用减小。 除此以外,固体分子距离不仅较近,而且因为较近可以形成一定的稳定“分子集团”的结构,例如水晶是正八面体结构,雪花也会呈现特殊的结构等等。这种特殊的结构可以抵抗外力的作用,保持自己的形状不变化。但是这种抵抗外力的能力不同的固体晶体不同,例如水晶晶体很硬,但是食盐晶体,雪花晶体就很软。所谓能抵抗外力,就是能够因自己的特殊结构,在外力施加的时侯,自己产生一个很小的变形产生相反的力抵消它。这种变形在外力撤销的时侯,就消失了,自己的形状还不变。 液体尽管也有一定的分子结构,但不存在这种晶体结构,分子间距大,当外力施加的时侯,分子受力立即就产生运动(牛顿第一定律),当然分子附近也存在别的分子向它施加分子力,但是这些别的分子给它力的时侯自己也受到等大的反作用力,因为不存在类似固体的晶体结构,液体里的受力只能四处传播。当水在四处洒的时侯,液体的(加速度*质量)和它受的力之和与外力平衡,当液体静止的时侯,它的力和外力平衡,液体受到的这个力就是压力。因此只要外力一样的地方液体压力相同。
再问: 很谢谢你,说了那么长,而且你说的我都全部看明白了。 但我还想问问,为什么液体的压强会处处传递?例如这个图,我到现在还是不明白为什么容器底部压强处处相等,也就是a部分和b部分压强一样,我一直觉得水面较高压强就较大。我知道阿基米德定律,PGH,套用公式谁也会。 有人解释说是因为压强处处传递。 可是怎样传递呢? 为什么传递后a、b部分的压强还是一样? 不会有什么损耗吗? 最好能有图伴有解释。 
再答: a,b的压强必然一样,既然公式你是知道的,我就从物理现象上分析。 a上有板在压着,这个板实际上受力。假设撤去a上面的板,那么a,b两侧的水就会变得一样高(a侧上升,b侧下降),而现在b侧水高,说明板受力,并附加给液体所有力等大的反作用力,这个力在每单位面积的大小刚好等于b高出的那段液柱的高度,因为如果不这样,当a板撤出的时候,a上的水也没有足够的力上升。 同学,你没有理解压强的本质,建议你将物理课本里压强定义理解一下,你会产生对这个图的不理解是因为忽略了许多力的存在。 对了,我对压强本质的理解是:将该物体单位表面在选定方向上所有别的物体对它的力进行叠加,从无穷远开始。
再问: 我是初中的学生,类似问题大家都不知道,说为了应付考试。 我还想问一下:染红部分的水,对于容器底部那么长的一部分面积,不就有点像“分钱”么(这样解释明白一些。就是说红色水相当于10元钱,容器底部的面积相当于20个人,那么要把“钱”平均分,实际上不是变小了么?这么说:例如我截下来的这部分容器b还是b,水高度还是一样,这个容器利用PGH计算和上面那个容器PGH计算按“分钱”的道理按理会大一些。
再答: 这种分割计算力的平分是不公平的。因为这样分割后,就完全忽略了红色的水对左侧a面的作用力。我已经说过了:如果a上没有板压着,红色的水不可能停留在这个高度,假如这么分割,的确下面的水分到红色给予的压力。在不分割时,A上的板代替红色的水提供更多的“钱”,力方向指向下。而提供这些“钱”的反作用力,方向指向上,用于维持水的高度。