出道題：壓緊的彈簧有彈性勢能，此時用酸融化它，勢能去哪里了？

華2017

過程有監(jiān)控嗎？達(dá)到斷裂極限的時候總會跳一下吧。這應(yīng)該就是勢能的釋放。

maguoqiang

由于彈簧形變的產(chǎn)生，使原子偏離了其所在環(huán)境場中的平衡位置，原子之間間距發(fā)生改變，那么最終將會改變原子之間化學(xué)鍵的鍵能。也就是說，我們可以認(rèn)為彈簧被壓縮后，它所儲存的彈性勢能實際上是儲存于形變的化學(xué)鍵當(dāng)中。而化學(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)鍵的斷開需要消耗能量，化學(xué)鍵的形成會釋放能量，而這部分的能量在大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)中是以熱能的形式表現(xiàn)。
4 m- j% D- N. U0 D& V所以被壓縮后的彈簧由于將能量存儲于化學(xué)鍵當(dāng)中，當(dāng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，伴隨著舊化學(xué)鍵的斷開與新化學(xué)鍵的形成，在這個變化過程中，壓縮后彈簧中的化學(xué)鍵能就會被釋放出來，最終的表現(xiàn)形式就是壓縮彈簧反應(yīng)后體系的熱量會高于未壓縮彈簧的反應(yīng)體系。也就是說，這部分能量最終會變成熱量。壓縮后彈簧與酸反應(yīng)不僅釋放的熱量比未壓縮彈簧更多，并且還會產(chǎn)生另一個特殊的現(xiàn)象，就是壓縮后的彈簧相比于未壓縮彈簧更容易被腐蝕，這種現(xiàn)象有一個專業(yè)術(shù)語叫“應(yīng)力腐蝕”。這是由于材料受到力的作用后，化學(xué)鍵能升高，使得材料變得更不穩(wěn)定，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致更容易被腐蝕。

maguoqiang

這一理論也是有實驗支持的，不過試驗者使用的不是彈簧，而是一個可以彎曲的金屬片，該實驗者通過將不同彎曲程度的金屬片放入硫酸中進(jìn)行腐蝕，結(jié)果表明彎曲程度越高的體系反應(yīng)后的溫度也會更高。

狄奧多西今猶在

如果是我高中的時候，我會寫上變成溶液的熱能了。但是現(xiàn)在還是想解釋強(qiáng)行解釋下原因的。
) h7 B' c, e4 d5 g, W+ ?假設(shè)現(xiàn)在有三個磁鐵小球，把其中一個固定，另兩個讓它們靠磁力貼一起，并且只受磁性靠近固定的小球，然后之前貼一起的兩個小球在碰到固定的小球后其中一個就會反向射出。雖然實際反應(yīng)復(fù)雜很多，但是從原理上，你把固定小球看成彈簧合金原子，貼的兩個小球看成酸分子是沒問題的。
! z! `( K4 Y0 j7 X2 f) e在實際反應(yīng)里面，固定小球的力不會這么大，兩個小磁鐵裝上固定磁鐵后會把固定磁鐵一起撞動，但是還是會有一個小球反向射出，顯然，固定小球的力越大，三個小球的總動能越低。而彈簧分子結(jié)構(gòu)在受壓縮前后有什么變化呢？設(shè)想極限情況，壓縮到最后的彈簧直接變成彈簧液了，液體之間的分子力顯然小于固體，也就是受壓后彈簧對彈簧分子的約束力會變�。ㄑa(bǔ)充一下，拉伸的極限情況是彈簧被拉長到斷裂，雖然和壓縮時候不一樣，但是最后也是明顯約束力變�。�，也就是等價之前提到的固定小球的力會變小，那么最后反應(yīng)出來的分子總動能會變大，溶液變熱。
& z/ R" S8 n9 B- k* w$ D) h) t$ ~- {回答純粹個人觀點，毫無專業(yè)性，實際化學(xué)實驗結(jié)果是壓縮的彈簧受腐蝕速度變快（當(dāng)然，化學(xué)你是知道的，大部分實驗結(jié)果是變快，有小部分甚至變慢）。

冷月凝霜

熔斷臨界的時候就斷了

學(xué)者11

非化學(xué)從業(yè)者千萬不要獨(dú)自進(jìn)行該實驗！彈簧的腐蝕并不均勻，真的按這個操作去實驗的話，最大的可能是某個薄弱點先被蝕斷，然后大部分彈性勢能以動能的形式釋放，打碎容器并潑你一臉硫酸。在回到題目，我想題主問題的實質(zhì)是“宏觀尺度上的力是否會對化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生影響”。答案是會，這個現(xiàn)象被稱為 chemomechanical effect。

目前看來論壇上看過別萊利曼（也有譯為貝列里門）的書的人并不多，這人是個蘇聯(lián)科普作家。國內(nèi)將其作品整理出版，其中《趣味力學(xué)》就有這個問題。化學(xué)反應(yīng)放出的能量包括反應(yīng)熱和體積功等其他形式的能量，你可以搜一下熱力學(xué)函數(shù)。不同狀態(tài)下反應(yīng)初始體系和反應(yīng)后體系的反應(yīng)放出能量不同，反應(yīng)進(jìn)行程度也不同。要想徹底弄清楚參考物理化學(xué)和熱力學(xué)。
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學(xué)渣渣

冷月凝霜 發(fā)表于 2024-12-9 10:30
" X( A) w1 E& u* U% ~熔斷臨界的時候就斷了

7 q& p8 `9 F1 v, ]8 J. X/ I1 S" k這屬于慣性思維了，
' v6 c+ p; {& f5 B/ z就算均勻腐蝕，當(dāng)彈簧變細(xì)的時候，勢能就開始轉(zhuǎn)化了，慢慢減小了。

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: {# j6 G7 k2 Z3 n4 V不用等到熔斷的時候才開始轉(zhuǎn)化。

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