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太阳系能够长期保持稳定的原因是什么? 太阳系各天体长期稳定,主要是不稳定的天体已经消亡,余下的自然轨道比较稳定,我觉得有以下原因: 1、太阳个头比行星大很多,且太阳系附近没有大的恒星系干扰,太阳系各行星近似于运行在围绕太阳的二体系统; 2、各行星轨道偏心率均较小,轨道间间距较大,各行星间作用力不大,有利于轨道稳定; 3、二体系统的轨道能量与椭圆轨道的半长轴(l)成正比(注意,半长轴不是行星到太阳的距离,偏心率(α)大,则太阳离椭圆中心越远,近日点速度越快),行星轨道在受到其它天体的力作用下,由于互相速度方位的不同,会产生加减速或高度的各种不同影响,导致不同结果:α减小而l即能量变大,α减小而l变小,α增大而l变大,α增大而l变小,并伴随或仅仅只是轨道的进动,行星轨道的稳定,要么是各种变化量太小,要么是各种变化量会负反馈稳定,其中水星的轨道能量变化和进动是未来不稳定因素之一。 4、轨道共振:一个多体轨道系统,各天体轨道周期必然是周期的或近周期的,由于互相影响及偏心率的原因,两行星距离随时间变化,若不存在明显的周期耦合,则最小公倍数周期时间将会很长,在这很长的时间内,两行星的相互作用均随时间各异,难保某段时间内,影响累加剧烈,导致轨道不可逆地产生大的变化甚至失控,尤其是内侧天体的远日点大于外侧天体的近日点时,甚至会发生相撞甚至落下太阳或飞离太阳系可能。以时间为旋转角度,以离太阳距离为极坐标,作图,可表示出随时间,两行星的距离Δr变化,理想的情况是Δr始终保持较远且周期变化。总结下来,就是两者的最小公倍数周期很小,所以两者轨道周期比为p/q不可再约,p和q均为较小的整数,pq乘积为最小公倍数周期。 5、轨道共振的存在也会使某些轨道天体被甩出,造成某些轨道空隙,因为两或三个较大天体形成轨道共振时,对其外的小天体的作用是周期重复的,由于不能兼顾周期性的作用抵消为零,累积后将使该小天体被甩出这个轨道。
封闭的充满水的环形玻璃管,在一个侧角加热,会产生环流么? 我起初以为,像大气效应一样,一定会产生环流,但后来一细想,若考虑水受到的玻璃管壁的静摩擦力以及流体内部层间的剪切静摩擦力,若加热不够剧烈,水应该是不会流动的,或者中心环流快,越近器壁的水越是流动很慢甚至几乎不流动。 流体的静摩擦力应该是与主动力的方向相反,如重力与支持力平衡时,重力就是主动力,严格来说就是重力与摩擦力加支持力平衡。 另外谈一下我对毛细现象的认知:玻璃管浸入水中,由于玻璃分子对水分子的作用力大于水分子对水分子,所以导致玻璃壁吸引水分子,直至一个高度,呈现一个凹形液面,且不排除由于水分子的表面张力,中间部分有凸起,即呈现W形。玻璃管浸入水银时,由于水银分子对水分子的作用力小于水分子间的作用力,液面上方玻璃器壁对水银分子的吸引小于水银分子内部张力,所以器壁对水银液面上升仅仅有过程阻力及静摩擦力,导致液面比玻璃管外面液面低,且液面呈现凸形。那么玻璃管浸入水里,为什么液面高于外部呢,一则是玻璃器壁的向上拉伸作用,另则,水分子间纵向剪切作用力较小,中心水分子在底部压力下会升高到近外部液面高度,加之玻璃器壁作用,就产生高于外部液面的现象。
对于宇宙的最新感悟! 我们无法知道造物主是否存在,也无法知晓造物主在让各物质粒子运动时是否需要程式计算,是否需要一个绝对坐标系和标示各个粒子的绝对或相对坐标,但我们知道目前的世界,在假设光速不变且计时用的周期运动时间周期在不受外力的情况下恒定匀速流逝的前提下,若引力单独存在(即广相错误)且引力波以光速传播,在欧式三维空间(正交平直),假设一切力均缘于场的变化且场变化传播的速度均为直线光速,在绝对惯性系或人文建立一个惯性系下(坐标点由光来确定),则所有运动呈现牛顿运动定律规律性,这种一致的规律性让我们来不太充分地证明以上假设的正确性。正因为我们不确定造物主需不需要坐标系或粒子坐标,所以我们不敢断定确立坐标用的以太到底存不存在。 若引力只是质量引起的空间弯曲,由欧式空间换作非欧空间,则在运动方程中,则可以省去引力的考量,同样光速不变且走直线,但是在质量扭曲修正后的非欧空间内,然而现实中欧式空间已经能足够与现实世界协同,所以我们的大脑认知还是会把所看到的强行转换成欧式空间,这才有了光线弯曲或引力透镜等效应 。无论上述两种情况哪种是对的,但我倾向于认为光波电磁波也好,引力波也好,甚而强力波弱力波,都可以认为区别于真正的物质粒子,而只是空间场的变化,甚至认为场这个概念也可以不存在,一个粒子的场效应不过是其对应坐标(相对宇宙其它粒子)所具有的一个动态属性,我们侦测到场,只不过测点本身的动态特征,没有测点的空间可以认为没有场,也没有波。如此认为下,无论宇宙是欧式还是非欧的,都有可能是局域的而不是无限的。 电磁波引力波这样力若不是超距瞬时作用,则运动方程会变得非常复杂。是否引入场也不一定能简化计算,各种粒子间的力的计算可以成对排它计算再叠加就说明没有实体作用粒子的空间是虚无的也不存储能量的,势能可以属于粒子本身,其大小为对宇宙其它粒子力的势能的矢量叠加。
熵增定律应该没有限制前提吧! 热力学平衡态的要求是体系的各个局域(足够大以包含足够多的粒子数以具有统计意义,足够小又确保观测时间内基本能各态遍历)间等温等压等化学势,对于孤立等容且总分子平动动能恒定的体系,可以证明,熵最大的体系状态(最概然分布)下可以推导出体系各局部间等温等压等化学势,所以热力学平衡态几乎就是最大熵状态,但几乎永远无法达到。 对于不满足孤立、等容、总分子平动动能均恒定的体系,不满足热力学平衡的相关规律,但是体系应该是按照哈密顿运动方程(动能势能不恒定)向着熵最大(最终态的参数下的最大熵,包括总分子平动动能、最终体积、最终粒子类别数目)的方向演化的,演化过程中不排除熵的涨落(由于体系参数的变化,可能有较大时间的熵减)。 我觉得,对于孤立体系,由于能量会在分子平动动能和势能或其它能量间转换,所以在孤立体系由非平衡态向平衡态的演化过程中,总熵增的衡量指标应该是温度熵+压强熵+化学势熵之和S总,S总涨落式递增,而温度熵、压强熵、化学势熵不排除宏观时间内递减。 即体系某宏观总和量恒定,若只包含一个配分量,则对应熵单独满足熵增定律;若体系某宏观总和量恒定,但其为几个不确定的总和量之和,包含相应几个配分量,则各自对应熵之和才满足熵增定律。 ps:1)熵,即对于一个总和量E,由n个粒子分配,由于无论粒子是否相同,粒子动量方向(在已知粒子质量情况下动量大小不行,与平动动能关联)总是独立不同,所以在每个能级上分配多少粒子就成为一种分布,该分布下交换不同粒子(如动量方向不同)得到的组合数即微观状态数Ω,klnΩ=S即为熵。粒子的全同性会影响Ω值,但不影响体系研究,因为体系关心的是ΔS,全同性系数会被约除。 2)这里的局域温度其实是局域所有粒子平均平动动能,因为局域是随机划定的且需要任意划定都成立,所以可以认为局域的中心和边界有相同几率与外界接触。但对于温度相关的界面效应,准确的温度,我觉得应该是界面不同深度的粒子有不同的与外界热的辐射及传导交换的权重,温度应该是粒子平动动能*权重相加后的平均值。
水结冰的一些知识浅谈! 1、过冷水没有凝结核也能结冰,依靠水自身小冰晶,从水分子形成极小冰晶或凝结核的过程是个自由能为正的非自发过程,再结冰倒是自由能为负的自发过程,所以过冷水不依赖外来凝结核结冰就是自身凝结核的形成,由于是个观测时间内局部小概率事件,所以总体之后也是个结冰时间有较大随机性,当然过冷水温度越低,平均结冰时间(从过冷水到冰)越短; 2、等温等压但形态变化(晃动)的水相对不容易结冰,一方面结冰需要释放热量,晃动的水有波动动能,在结冰过程中需要对外界额外释放这部分能量,(存疑点:但我不确定这是否影响作为凝结核的小冰晶的形成概率和时间),只是最终整体结冰速度会变慢,对于常规凝结核充分的情况,自然也不会影响冰点;另一方面,水流的不同速会对冰体产生剪切作用,这种作用在冰体成长为较大时作用越大,所以晃动的水应该是由局部碎冰最终结合形成的。 3、湖面一般先边缘后中心结冰,一方面原因水的热容大,而结冰开始于降温,边缘地面降温快,边缘水的温度相应也低;另一方面,湖的边缘水浅杂质多,还有界面壁的不光滑,凝结核明显多于湖中心;再者,界面壁有很大的水的表面张力,更利于水的内卷。但是这只是一般情况,也有中心先于边缘结冰的,原因之一或许是边缘水面波动大。 4、流动的水不容易结冰,一方面结冰一般起于管壁的凝结核,对于管壁凝结核来说,同样温度的水,流动的水的相对温度更高,对于相对管壁静态的水,速度区间方差为-δ~δ,对应动能0~δ^2(当然实际动能和速度方差不是这样简单对应关系,只是定性分析),对于流动的水,平移一流速v,则动能方差区间为(v-δ)^2~(v+)^2,平均动能变大,不利于凝结(或者说要释放的热量大),当然这不影响冰点(存疑:我不确定流动的水与冰之间的化学势是否与静止水与冰之间的化学势相等);另一方面,流水中的湍流会对冰晶产生剪切作用不利于结冰。 5、与雪花类似,冰晶结冰时有一定取向性,对于含盐度高的海水应该取向性更明显,好像大致是先细条棉絮状,再横向发展成片状,最后杂七杂八搅合在一起,所以结冰的海面应该不是平面镜状而是错落起伏的;对于岸边岩石上的水,会被发展的冰晶吸附而脱离岩石,冰晶又在重力下脱落,以肉眼可辩的速度把岸边岩石的水发展为石英晶体样的的杂乱存在。
引三峡水库水接入黄河解决北方缺水可行吗? 今天看到吧友谈到这个,我觉得也不是不可行啊!所以自己查了下数据: 1、缺水的主要是华北、黄淮农业主产区,由于黄河是地上河,所以只要黄河水丰富(干旱时黄河下游几乎断流),北方缺水都能解决; 2、三峡坝高185米,正常运行在145-175米左右,所以只要在黄河附近找个地形,造个蓄水水库水位低于三峡水库几十米就行了,该水库在黄河缺水北方干旱时给黄河注水就行; 3、该水库不能黄河太下游,不然失去灌溉意义,而且要是有类似天然盆地地形的,方便建水库和沿天然高地形造引水渠,当然海拔也不能高过三峡,这样查来,也只有河洛地区合适,巩义以下全是平原,孟津以上为小浪底水库正常水位约250米; 4、河洛地区即洛阳-巩义之间(伊洛河经洛阳在巩义汇入黄河)为洛阳一侧开放的盆地地形,洛阳市区海拔129米,巩义约115米,其间偃师市约125米,远处下游郑州约100米。 5、水库大坝大致可以从洛阳北侧会盟镇沿G207国道-高龙镇-大口镇封堵,东侧巩义河洛镇口子(约1公里宽)造个大坝作为向黄河经原伊洛河河道放水的主大坝,这样的水库库容约100亿立方米,1/3三峡库容,淹没了约1000km^2土地,极大缓解了北方干旱; 6、鉴于伊河、洛河没有出水口了,可以造条运河,在洛阳附近连接伊河、洛河经会盟镇引入黄河。 7、从三峡到该水库的引水渠可以经天然有一定海拔高度的山体开凿,这样避免在平原造高成本高风险人工河床。
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