西西河

主题:谈谈浮力 -- 给我打钱87405

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家园 盐水浓度不均匀吧
家园 如同格林威治时间,水被定义为标准
家园 小孩子分数小数的学习可以很具象

从1到10一行,1到100列表,很直观的规律。小孩学填格一会就会背了。

用一个苹果学会了1/2,一颗芹菜或胡萝卜学1/10,二块豆腐或橡皮泥切分,讲分数小数面积体积(各色混拼)。边玩边吃也就几天功夫,学前儿童就可以教。

家园 我写了一个公式,如有雷同纯属巧合

先赞一个科学精神!

F浮=ρghS浮,其中,ρ指液体密度,h指浮心(即重心)所在深度,S浮指浸润面积大小。

当ρ较小时,h为某值,此时鸡蛋悬浮于盐水中。F浮=G。

当ρ变大时,h当变小,才能满足F浮=G,即鸡蛋悬浮位置上升。

当ρ继续变大,h变到最小,F浮仍然大于G,此时只能通过减少S浮来达到平衡,即一部分浮出水面。

这是描述,不是解释。

家园 大头首先是气室

越新鲜的鸡蛋,气室越小,时间久了的越大

另外蛋黄密度小,系带往往令蛋黄更加接近大头,这样小头就有更多的密度大的蛋白,更沉。

盐水,不妨加热烧开再试,保证均匀

要是盐水是渐变浓度的,是不是对于均匀密度的物体大头在上有促进作用呢?这是值得咱们这帮老帮菜思考的,哈哈

家园 我开始也这样考虑过

后来我搅拌多次,也是这个结果。而且,通过静置盐水浓度也会自然达到均匀,所以,我觉得不是这个原因。

家园 我的感觉,说到底,就是对人性把握

不得不承认,人性就是趋利避害的,用高大上的经济学术语来说,就是在:局限条件下,争取最大的利益。

困难就在这里,每个人的局限条件是不同的,例如,每个人都想孩子获得最佳的教育,但是,智商有高低,学校有优劣,收入有多寡等等。在不同的条件下,每个家长的做法就会不一样,外人看来,可能就会是千奇百怪。

再想深一层,甚至家长对自身的局限条件也不一定清楚明了,常见的,譬如高估了自己孩子的天赋,也可能高估了学校的作用等等,从而做出各种选择,未必能够为孩子争取到最大的利益。

作为政府,就更加困难了,做出的选择(即政策的制定),必须符合全局最优,全局里面,是大部分人的利益能够得到保证,但有时还要考虑长线与短线,极可能短线受损,长线获益,不得不牺牲少数人来确保大多数人的利益。

人性,真的不容易把握的。。。。

家园 你漏了一个最重要的关键因素

水的密度不均匀,越到深处,水的密度越大

原因是因为水收到的压强增加,水的密度就会增加,水不是不可压缩的

家园 会不会是盐分渗进了蛋壳,

改变了蛋白密度,把蛋黄位置进一步推高了?

家园 任意位置悬浮的意思

不妨理解为,把液体从内部抠一坨出来,置换一个密度相等、形状一样的固体进去。从密度和形状两个要素来看,相当于没有变化。自然,在任意一个地方抠这样一坨液体,置换进一个固体,都是悬浮状态。

这个解释有毛病。液体分子跟固体分子不一样。静止液体,只是“表面”静止,或者说大于某个观察尺度是静止的。液体分子的运动方式比固体分子剧烈得多,但跟气体分子又不一样。所以抠出一坨液体,置换进去一个密度相等、形状一样的固体,还能像之样平衡吗?

ρgV排这个公式显然只有相对小的使用范围。

家园 理论上,如果鸡蛋是个不透气不可压缩的封闭系统

那么它要么可悬浮在任意位置,要么会下沉或上浮。

问题在于鸡蛋并非一个刚性封闭系统,

鸡蛋内有气室,而且壳表面可与外界进行小分子物质交换,气室内气体受外界压强影响很大,使得它体积变化方面受在液体深度的影响较刚性大的固体要显著很多,即:ρ=ρ(h),鸡蛋的密度是水深度或水压强的函数。鸡蛋要想静止悬浮在水中某一位置,需使其整体密度和盐水的密度一致,这就存在一个确定的h值

家园 另外我可能 要解释说明一下

物理公式是描述,而不是解释,是【知其然】范围,并不在【知其所以然】范围。所以,并非是用公式来分析,而是用公式来计算。用符号来建立公式进行描述,跟用文字进行描述,本质上并没有任何区别,但便利程度不一,同时,计算也分精确计算和模糊计算。比如,你提到液体密度会随深度变化而变大,那么用ρgV排来进行模糊计算,意思是说,盐水浓度为A时,某深度处密度为ρ1,当盐水浓度增加到B时,液体密度为ρ1抬升了。可是ρgV排并非是一个模糊计算公式,他还要进行精确计算。那么你的理论,进行定量分析了么?真的能真正解释为什么鸡蛋悬浮深度会随着盐水浓度而变么?

说回原话,我主贴的本意,就是用这例子来说明,知其然和知其所以然在不同场景中效率不同。也就是说,通过鸡蛋实验来说明ρgV排这个知其然的公式并没有想象中那么高效,利用,以及“正确”。

家园 西西河像你这样有动手精神的人真不多

回帖不少,没有一个动手,多靠“琢磨”。实际上,不是鸡蛋才能这样的现象,随便做一个物体,就有类似效果。机理就是它是一个“合成”物,比如一个空的塑料瓶,一端缠绕金属丝,通过调整金属丝,或者往塑料瓶里加减重物,就可以达到悬浮效果。并且跟鸡蛋实验一样,也会随浓度变化而变化。并且,也不一定就用浓度来改变,比如改变气压,那么就不能用杯子,而要改用一个大的密封塑料罐,通过挤压来调整上方气压大小。其实很好玩。

家园 液体虽然可压缩,但压缩系数非常小

数值在3-5*10^^(-10)Pa-1。

以马里亚海沟的1万米为例,水受到的压强也不过是1000个大气压,即100MPa,这么大压力作用下水的密度也不过提高了5%。几百米的深度,水密度忽略不计。

重点是鸡蛋,外层是多孔碳酸钙壳,不阻碍气体、水分子进出;再往里是内壳膜,其中靠近大头有约占10%体积的气室。问题就出在这10%气室上,气体可压缩系数极大,PV=nRT嘛,它的体积受压强变化大,压缩系数接近1Pa-1,这就导致其密度与压强直接关联,ρ=ρ(h)。

鸡蛋在盐水中悬浮就需要其密度与水一致,那就必然有一个确定的h值

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