有一次开会，校长提到他参观清华大学物理系时看到过一个物理演示实验。在一个管子里放几缕棉花，然后一拍管口，棉花就点着了。这在热力学中，是如下一道习题的扩展版本。

取自林宗涵《热力学与统计物理》第一章习题8. 也可参见汪志诚《热力学统计物理》第一章习题7。

这道题目由来已久，几乎被海内外所有所有热力学教材收为习题。在海外知名物理学网站上，还被评价为一道"伟大的习题"(a great question). 

一道习题堪称伟大，必须同时满足三个条件：1，本身必须老妪能解，而且在一些情况下可以得到解析结果；2，内涵要么相当深刻，或者应用非常广泛；3，可以拓展，即可以从许多不同角度、不同深度去挖掘。其中的一个挖掘是：不是气体不是自由冲入，而是很快地压缩进来，情况就是校长见过的样子。

(图片取自网络。特此致谢)

有人说，这不过是给自行车打气时，气管发热的现象的一种极端情况。是！的确如此，不过给自行车大气的时候，大概不会想到气管发热能到400度的温度。棉花的燃点大约400度。

从实用的角度想，这就是柴油机汽车中的心脏--压缩机--的工作原理：通过压缩空气点燃柴油，柴油“爆炸”推动压缩机工作。

可以这样想，空气冲入的小孔非常小，以至于分子只能通过泻流而进来。由于泻流时，外界的气体并不会把空气压缩进空匣，当空气进入空匣后温度能否升高？

......

(博主上课中  学生偷拍)

转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自刘全慧科学网博客。

链接地址：https://wap.sciencenet.cn/blog-3377-1140007.html?mobile=1

收藏

分享