桌球內的能量和球殼外同體積的空間內的能量一樣嗎?

時間 2021-06-01 15:35:15

1樓:阿黃sweetgirl

這個能量要具體起來,到底是什麼型別的能量。

一般我們考慮巨集觀物體的話,無非就是重力勢能,動能,彈性勢能等。

要是我們考慮到微觀層次,就要考慮分子間的引力造成的分子勢能,與分子運動(即溫度)有關的內能等。

除了這些之外,還有化學中因濃度變化引起的化學勢等。

現在我們分析一下,桌球的空間與外界同體積的空間內有什麼區別。

1.桌球內的氣體與外界可以發生能量交換,卻不能發生物質交換。

假設兵乓球是乙個完全封閉的體系,其物質交換被完全杜絕,能量交換與自由空間中的空氣一樣。

現在假設桌球內外有濃度差別,則桌球內的氣體無法與外界交換,外界自由空間內的氣體之間卻可以因濃度差別可以交換。如下圖所示,

桌球與外界失去了交換物質的能力而使能量變低

乙個物體具有做功的能力我們說它具有某種能量,而桌球內的物質失去了擴散的能力,所以其化學勢能為零。自由空間的化學勢能大於零,所以比桌球內的能量要高。

總的來說,桌球殼的存在,使裡面的物質失去了與外界物質交換的能力,失去了某種能力,就意味著其某種能量降低

2. 假設桌球體積永遠不會變化,他使內部空間失去的能力還不止這些。如果這兩種體系處於溫度相同、壓強差異的環境裡,如下圖所示

空間失去了體積變化能力而使其能量變低

桌球內的物質無法對外界做體積功,即喪失了內部的分子勢能對外做功能力,這種喪失了做功的能力,會帶來分子勢能的降低。

總之,桌球使內部空間喪失了體積變化的能力而使能量降低。

有人會說,桌球內的物質沒出來,不代表其與外界不存在濃度差別啊?怎麼會沒有擴散的化學勢能呢?乙個物體從高處沒有落下來依然有重力勢能啊?

我的回答是,乙個物體沒從高處落下來,不代表其不可能落下來。他具有落下的能力時就有重力勢能。桌球內物質與外界不存在這種可能,他就不具有這種能力。

要想有這種可能,開啟球殼就可以了,但是這與前提不符了。

2樓:

要看是什麼狀態下的什麼能量了。

比如乙個桌球在30公尺高空,乙個籃球在地面上。如果視地面為零勢能高度的話,桌球內空氣的重力勢能就大於籃球內的。

換個直觀的例子。

在相同環境下,乙個桌球在有界電場內,乙個在有界電場外。界內的那個球內自然有電勢能,而另乙個沒有。

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