Задачка

Б.г.>

Я здесь вот такую задачку показывал?

Б.г.>>
Xan> Я здесь вот такую задачку показывал?
Xan> Угле-водородное топливо неравновесного горения [Xan#25.07.16 09:16]

Чтобы стакан заполнился, надо, чтобы песчинки упокоились. Если трения нет, и песчинки абсолютно упругие, упокоения не будет. Фактически, ты подставляешь стакан под струю газа, только молекулы макроскопические. Средняя концентрация песчинок в стакане будет больше, чем в потоке, но и только.
Скорость установления равновесия в такой ситуации равна (ну, примерно, поскольку перепад концентрации~плотности~давления не мал) скорости "звука" в таком газе, поделить на высоту стакана.

Б.г.> Фактически, ты подставляешь стакан под струю газа

Сразу видно физика!

Б.г.> Средняя концентрация песчинок в стакане будет больше, чем в потоке, но и только.

Если подумать о скорости потока и об относительной скорости внутри потока, то сразу будет очевидно, что от дна стакана против течения буде ... %"(?;#&/.
Сильная!

Xan> Если подумать о скорости потока и об относительной скорости внутри потока, то сразу будет очевидно, что от дна стакана против течения буде ... %"(?;#&/.
Xan> Сильная!
Ну, энтропия возрастёт, да, потому что у плоскопараллельно падающих песчинок температура эквивалентная равна абсолютному нулю, а, подставив преграду, ты превратишь её в броуновское движение, где скорости будут направлены хаотично, и распределены по Максвеллу. Но энергия песчинок не изменится, и средняя скорость поэтому тоже. Из задачки убраны все диссипативные силы.
А это значит, что находящиеся у дна стакана песчинки будут точно так же пытаться выбраться из стакана, как и те, что находятся возле края.

Б.г.> Ну, энтропия возрастёт, да, потому что у плоскопараллельно падающих песчинок температура эквивалентная равна абсолютному нулю, а, подставив преграду, ты превратишь её в броуновское движение, где скорости будут направлены хаотично, и распределены по Максвеллу. Но энергия песчинок не изменится, и средняя скорость поэтому тоже.

Холодный газ, движущийся с очень сверхзвуковой скоростью.
Налетает на дно стакана, получается сильная ударная волна.
Одноатомный газ ("шарики") во фронте такой волны сжимается в 4 раза (n+1).
Значит, чтоб волна дошла до верха стакана, надо в него засунуть столб газа высотой в 4 стакана. Отсюда
t = 4 * h / v
После того, как волна дойдёт до края стакана, процесс станет стационарным = "стакан заполнится".

Как-то так!

Б.г.>> Ну, энтропия возрастёт, да, потому что у плоскопараллельно падающих песчинок температура эквивалентная равна абсолютному нулю, а, подставив преграду, ты превратишь её в броуновское движение, где скорости будут направлены хаотично, и распределены по Максвеллу. Но энергия песчинок не изменится, и средняя скорость поэтому тоже.
Xan> Холодный газ, движущийся с очень сверхзвуковой скоростью.

Это в задаче не прописано, так как "скорость звука" зависит от начального расстояния между песчинками. Продольное расстояние между песчинками от роста высоты сита увеличивается, а поперечное-то нет. Ведь внутри-то абсолютно упругих песчинок скорость звука "бесконечна".

Xan> Налетает на дно стакана, получается сильная ударная волна.

это не следует из условий задачи

Xan> Одноатомный газ ("шарики") во фронте такой волны сжимается в 4 раза (n+1).
а это почему? ведь исходное-то "давление равно нулю". У нас термодинамическая температура равна нулю, давление тоже, но, после начала отражения появляется конечная температура и конечное давление.

P.S. и перенеси это в другой топик, пожалуйста.

Б.г.> Это в задаче не прописано, так как "скорость звука" зависит от начального расстояния между песчинками. Продольное расстояние между песчинками от роста высоты сита увеличивается, а поперечное-то нет. Ведь внутри-то абсолютно упругих песчинок скорость звука "бесконечна".

Э! Э!!
Скорость звука примерно равна среднеквадратичной тепловой скорости молекул. С каким-то коэффициентом.
В задаче она равна нулю. Или очень маленькая по сравнению со скоростью потока.

Xan>> Налетает на дно стакана, получается сильная ударная волна.
Б.г.> это не следует из условий задачи

Ну а куда от физики деться?
В сверхзвуковой поток поместили препятствие.
Обязана образоваться ударная волна.
Ну, если это не сильно разреженный газ, но тогда задача теряет смысл.

Xan>> Одноатомный газ ("шарики") во фронте такой волны сжимается в 4 раза (n+1).
Б.г.> а это почему? ведь исходное-то "давление равно нулю".

Ударные волны могут быть слабые, когда они почти как звуковые,
"средние" (так не говорят), когда параметры газа меняются существенно, в разы,
и сильные, когда "формулы стремятся к асимптотам".
Вот для сильной температура и давление растут неограниченно, а плотность асимптотически стремится к 4 для молекул с 3 степенями свободы.

Извините, что влез. Просто мнение. Мне кажется, что условия задачи неопределенны в своей идеальности, т.к. про сито ничего не сказано. Если и сито идеально, т.е. задает идеальную траекторию песчинкам, то никакие Максвеллы тут не катят. Сводится все к тому, что одна идеально круглая песчинка налетая на идеальную стенку идеально отражаясь налетает на идеально следующую за ней такую же идеальную песчинку, которая, идеально отражаясь, налетает на следующую за ней ... Ну, как-то так. В результате возникает стоячий столб типа устаканившийся "газ" вплоть до самого сита диаметром со стакан. Остальное просто пролетает мимо.

RocKI> Извините, что влез. Просто мнение. Мне кажется, что условия задачи неопределенны в своей идеальности, т.к. про сито ничего не сказано. Если и сито идеально, т.е. задает идеальную траекторию песчинкам, то никакие Максвеллы тут не катят.

Вот школьники проходят Ньютона, им рассказали про F = m * a
Вот им дают задачку "масса = 2 кг, сила = 5 н, найти ускорение".
Потом задачки усложняются.
Груз на наклонной плоскости без трения.
Груз m1 на тележке массой m2, тележку тянут верёвкой.
По наклонной плоскости.
И т.д.
Тележка в таких задачах предполагается с колёсиками, которые без трения и без инерции. Они являются только средством обеспечить движение тележки без трения.
Можно было бы предположить воздушную подушку или магнитную подвеску.
Ну, потому что проходимая тема F = m * a
И у учеников вырабатывается стойкий стереотип, что колёсики значения не имеют.

И вот, в качестве вишенки на торте, ученикам предлагается очень древняя задачка про самолёт на транспортёре.
Конечно, ученики сразу пытаются её свести к "тележка на колёсиках, которую тянут верёвкой".
Тогда движение поверхности (транспортёра) под колёсиками никак не влияет.
Тележка должна разогнаться и улететь, не обращая внимания на транспортёр.
И большинство учеников так и заявляет. И что условия задачки неправильные.

Сами они неправильные!

Надо понижать уровень абстракции.
Колёса у самолёта не невесомы, а имеют массу.
Чтоб их раскручивать требуется сила. И тогда задачка решается.

Надо догадаться ввести некоторую неидеальность.
Реальное сито, конечно, придаст песчинкам некоторый разброс скоростей во всех направления. И даже если разброс задать очень маленький, но не нулевой, он всё равно приведёт к Максвеллу.

О неидеальности в задачках прямо не сказано, надо догадаться.
Догадаться надо!

А дело в том, что задачи, которые возникают в реальности, и которые надо обязательно решить, часто ещё гораздо более неопределённые.
Часто ТЗ формулируется как "сделать пи... красиво".
И надо всё-всё-всё определить самому.
"Пистолет тебе дадут, а дальше крутись, как хочешь!" ©

Как-то так!

RocKI> Сводится все к тому, что одна идеально круглая песчинка налетая на идеальную стенку идеально отражаясь налетает на идеально следующую за ней такую же идеальную песчинку,

Отражение от стенки = объекта бесконечной массы, вовсе не то же самое, что столкновение двух песчинок с одинаковой массой. От стенки песчинка отлетает с той же скоростью, что налетела, а от другой песчинки - в зависимости от скорости другой песчинки. Но, да, для первых двух песчинок каждая полетит обратно - а, по сути, как если бы не сталкивались, а пролетели друг сквозь друга, песчинки же неразличимы!

RocKI> которая, идеально отражаясь, налетает на следующую за ней ... Ну, как-то так. В результате возникает стоячий столб типа устаканившийся "газ" вплоть до самого сита диаметром со стакан. Остальное просто пролетает мимо.
Устаканивания-то не будет, песчинки в столбе будут летать непрерывно туда-сюда, энергии-то деться некуда, упокоения песка не происходит.
Но, если размер ячеек сита хоть чуть-чуть больше размера песчинок, то неизбежны косые столкновения.

Б.г.> Но, если размер ячеек сита хоть чуть-чуть больше размера песчинок, то неизбежны косые столкновения.
А при одномерной задаче (все столкновения только центральные, и боковой скорости не появляется, или изначально расстояния между песчинками поперёк движения отсутствуют) уплотнение будет только в 2 раза, а не в 4.

Xan> Я здесь вот такую задачку показывал?

Я вот все думаю, а что тебе мешает просто ответить человеку, взяв его первое сообщение и отткорректировать место ошибки именно так, как это делают в школе красной ручкой? Все никак "не" пойму, зачем вместо этого нужно переходить на личности "инженер-физик", отсылать к учебникам, указывать человеку на уровень его знаний по физике, развозить темы по форумам и расжигать бестолковый треп? Это что, разве как-то поможет ответит ему на его вопрос и найти ему ошибку? А ты точно педагогом работаешь?

Xan> Холодный газ, движущийся с очень сверхзвуковой скоростью.
Xan> Налетает на дно стакана, получается сильная ударная волна.
Xan> Одноатомный газ ("шарики") во фронте такой волны сжимается в 4 раза (n+1).

Есть определённые сомнения в применимости модели идеального газа
Т.к. в первоначальном состоянии в решете имеем нечто ну очень далёкое от идеального газа - в лучшем случае ван-дер-ваальсов с очень большой b. Причём b настолько велико, что условие "закритичности" гарантированно выполняется. Следовательно, и в процессе падения система из шариков остаётся в состоянии, довольно далёком от модели идеального газа.


Ну и до кучи если говорить о высыпании шариков именно из решета (а не из бункера, у к-го внезапно убрали дно) - то как ни крути, на выходе из решета система будет иметь уже отличную от нуля температуру. Хотя этим 100% можно пренебречь без значимой потери точности оценки - но всё же.

Fakir> как ни крути, на выходе из решета система будет иметь уже отличную от нуля температуру. Хотя этим 100% можно пренебречь без значимой потери точности оценки - но всё же.

Если бы дырочки были идеально ровные, могла бы получиться одномерная задачка.
Тоже интересная.
Так как процесс высыпания остановится гораздо раньше, чем получится непрерывный столбик из шариков.

SashaMaks> Я вот все думаю, а что тебе мешает просто ответить человеку, взяв его первое сообщение и отткорректировать место ошибки именно так, как это делают в школе красной ручкой?

А ты пробовал так?
Я много раз пробовал.

SashaMaks> Все никак "не" пойму, зачем вместо этого нужно переходить на личности "инженер-физик",

Чтоб остановить бессмысленный флуд.

SashaMaks> отсылать к учебникам, указывать человеку на уровень его знаний по физике,

Ну а как иначе?
Я же не могу прочесть курс физики через интернет.
Адекватный человек, вместо того, чтоб упорно строчить на форуме, вполне способен почитать книжки и там найти множество ответов на вопросы, которые он даже ещё и не догадался задать.

SashaMaks> развозить темы по форумам

Просто вспомнил задачку, которая может быть народу интересна.

SashaMaks> А ты точно педагогом работаешь?

Нет, конечно.
Никогда не.

Xan> А ты пробовал так?

Да.

Xan> Чтоб остановить бессмысленный флуд.

Личные оскорбления - есть одна из причин "бессмысленного флуда".

Xan> Ну а как иначе?

А указания на личный уровень знаний зачем?

Физическая задачка по химии.

Вот химик взялся фильтровать.
В воронку, как положено, положил свёрнутый из фильтровальной бумаги конус, налил раствор, смотрит.
Но нетерпеливо!
Уровень понижается ме-е-едленно.
Как долго ждать, пока весь раствор утечёт?
Будет ли уровень понижаться по экспоненте бесконечное время?
Хватит ли жизни дождаться конца фильтрования?
Вопросы!!!

Xan> Физическая задачка по химии.

Ни когда не утечет.
Конечное время.
Хватит.

Xan> Вопросы!!!
В конце концов всё засохнет.

mihail66> Никогда не утечет.
mihail66> Конечное время.

Вижу я противоречие тут в логике!

Расход через промокашку пропорционален давлению и площади.
Давление пропорционально высоте столба жидкости.
Площадь конуса (через которую фильтруется) пропорциональна квадрату высоты.
Стало быть расход пропорционален кубу высоты.
А объём пропорционален тоже кубу высоты.
Когда скорость убывания величины пропорционален самой величине, получается экспонента.

Если налить 100 мл и скорость утекания при этом будет 1 мл/с, то через 100 секунд останется 35 мл.
А через в 10 раз большее время = 1000 с — всего 0.05 мл — одна капля.

Это я тут недавно 8 литров раствора соли фильтровал для электролиза. Несколько часов.
Полдесятка фильтров сменил — грязи всякой в пищевой соли много.

Xan> Расход через промокашку пропорционален давлению и площади....


Почему игнорировал капиллярный эффект бумаги?

Xan>> Расход через промокашку пропорционален давлению и площади....
pinko> Почему игнорировал капиллярный эффект бумаги?

1. Детские задачки должны быть простые — "в одно действие".
2. А куда там капиллярный эффект можно применить?

Xan> 2. А куда там капиллярный эффект можно применить?

Я только помню что некоторое время назад, не помню в каком контексте, в моей библиотеке был документ на ту же тему и они говорили о капиллярного эффекта.

Нашел документ в архивы - eто было исследование потока через бумажных фильтров с конусной формы - eсли тебе интересно.

П.с. об действие капиллярного эффекта написано на странице 8.

mihail66>> Никогда не утечет.
mihail66>> Конечное время.
Xan> Вижу я противоречие тут в логике!
Логику Massaraksh обозначил. (Засохнет).

Xan> 1. Детские задачки должны быть простые — "в одно действие".


Подсмотрел с немецкого универа видео эффекта Бернулли. Подвешен на штативе металлический диск(красный), сквозь который проходит трубка(рис 1). Сквозь трубку продувается воздух. Потом подносят снизу другой металлический диск(синий) такого же диаметра(толщиной мм три) и диск зависает в спарке с верхним. Потом подвешивают гирю и нижний диск продолжает висеть. Воздух отключают и нижний диск естественно падает.
Возникла детская мысль в "одно действие" попросить Бернулли удержать колпак обтекателя на воздушной подушке ,с более низким давлением по сравнению с окружающим, до апогея, а потом при перевороте ракеты просто по-детски его сбросить(рис 2). Дотянет ли Бернулли до апогея?