Pozdravljeni. ŽE dalj časa si skušam razložiti povezavo med valovanjem vode (razburkano morje) in s tem trenje med molekulami vode. ČE je voda razburkana, se gibljejo tudi molekule. ČE pa se nekaj giblje, kar je med seboj povezano, pride do trenja. Vsako trenje pa predstavlja vir toplote.
Vprašanje. Zakaj se voda ne segreje, če je razburkana. Ali pa se segreje, vendar tako malenkostno, da to toploto mi ne občutimo.
Hvala za kakršen koli odgovor.
LP, Sosed
Valovanje vode in trenje
Vsa energija se v makroskopskem svetu kmalu pretvori v toploto. Tudi pri trkih teles, razbitju kozarca,... Isto velja tudi za valovanje vode.
Spremembe temperature pa tezko zaznas, ker so toplotne kapacitete vecine snovi dosti prevelike. V primerjavi s kineticnimi in potencialnimi energijami ki jih imajo obicajna telesa je energija potrebna za segrevanje veliko vecja. Z 2kW, ki komajda dovolj segreva eno sobo, bi npr. brez tezav vlekel tonsko klado s hitrostjo nekaj metrov na sekundo. (k trenja naj bo okrog 1).
Spremembe temperature pa tezko zaznas, ker so toplotne kapacitete vecine snovi dosti prevelike. V primerjavi s kineticnimi in potencialnimi energijami ki jih imajo obicajna telesa je energija potrebna za segrevanje veliko vecja. Z 2kW, ki komajda dovolj segreva eno sobo, bi npr. brez tezav vlekel tonsko klado s hitrostjo nekaj metrov na sekundo. (k trenja naj bo okrog 1).
oceni na primer, za koliko se segreje voda v kozarcu, ce jo eno minuto mesas z zlicko...
kar se valovanja tice, pa je zanimivo se naslednje. valovanje na vodni gladini sploh ni tako disipativno (t.j., ne izgublja mehanske energije), kot zgleda na prvi pogled. najprej poglejmo cistejsi primer, kjer je izvor valovanja tockast (kamen, ki ga vrzemo v ribnik, ali pa, ce na enem mestu udarjamo po vodni gladini). Stos je, da je valovanje, ki se siri od te tocke, v dovolj veliki razdalji eksaktno nedisipativno!
Zakaj? Disipacija zaradi viskoznosti nastopi takrat, ko je gibanje tekocine rotacionalno (vrtincno po slovensko. to je matematicni pojem (rotor hitrostnega polja razlicen od 0), ni nujno, da se res kaj vrti). Velja, da se vrtincnost giblje skupaj s tokom tekocine, hkrati pa se zaradi viskoznosti se difundira. Kaj to pomeni? Imejmo mirujoc ribnik. Na mestu, kjer zacnemo udarjati po vodi, je gibanje vode v splosnem vrtincno. Razsirjajoce valovanje pa te vrtincnosti ne odnasa, saj ne predstavlja toka. To pomeni, da je v okolici izvira gibanje se vedno brezvrtincno, kot je bilo na zacetku (preden je tja dospelo valovanje). Vrtincnost se siri le z difuzijo, kar pomeni, da je razdalja, do katere se je razsirila, sorazmerna s kvadratnim korenom casa. Ce to razdaljo primerjamo z razdaljo, ki jo je medtem prepotovalo valovanje (ki je seveda sorazmerna s casom), vidimo, da je obmocje, kjer je gibanje vrtincno (in s tem disipativno), kmalu zanemarljive velikosti.
V resnici je izvir valovanja porazdeljen po povrsini (veter), tako da imamo po vsej povrsini tudi izvir vrtincnosti (spricanje in penjenje valov gotovo ni brezvrtincno!). Se vedno pa velja, da je mehanizem, ki odnasa energijo (sirjenje valovanja), nedisipativen. In zato valovi ne zgubljajo energije ze na odprtem morju, ampak butajo ob obale (ok, malo bi moral ocenit, ce je energija, ki se disipira ob obali, res velika v primeri s tisto, ki se disipira na odprtem). In odtod tudi razlika med jezeri (na katerih ni valov) in morji (kjer so valovi). Ce bi se glavna disipacija dogajala na odprtem, potem ne bi bilo te razlike. Tako pa se pozna, da energijski tok, ki ga prinasa veter, narasca s povrsino, disipacija pa le z dolzino obale. In so zato na vecjih jezerih vecji valovi.
kar se valovanja tice, pa je zanimivo se naslednje. valovanje na vodni gladini sploh ni tako disipativno (t.j., ne izgublja mehanske energije), kot zgleda na prvi pogled. najprej poglejmo cistejsi primer, kjer je izvor valovanja tockast (kamen, ki ga vrzemo v ribnik, ali pa, ce na enem mestu udarjamo po vodni gladini). Stos je, da je valovanje, ki se siri od te tocke, v dovolj veliki razdalji eksaktno nedisipativno!
Zakaj? Disipacija zaradi viskoznosti nastopi takrat, ko je gibanje tekocine rotacionalno (vrtincno po slovensko. to je matematicni pojem (rotor hitrostnega polja razlicen od 0), ni nujno, da se res kaj vrti). Velja, da se vrtincnost giblje skupaj s tokom tekocine, hkrati pa se zaradi viskoznosti se difundira. Kaj to pomeni? Imejmo mirujoc ribnik. Na mestu, kjer zacnemo udarjati po vodi, je gibanje vode v splosnem vrtincno. Razsirjajoce valovanje pa te vrtincnosti ne odnasa, saj ne predstavlja toka. To pomeni, da je v okolici izvira gibanje se vedno brezvrtincno, kot je bilo na zacetku (preden je tja dospelo valovanje). Vrtincnost se siri le z difuzijo, kar pomeni, da je razdalja, do katere se je razsirila, sorazmerna s kvadratnim korenom casa. Ce to razdaljo primerjamo z razdaljo, ki jo je medtem prepotovalo valovanje (ki je seveda sorazmerna s casom), vidimo, da je obmocje, kjer je gibanje vrtincno (in s tem disipativno), kmalu zanemarljive velikosti.
V resnici je izvir valovanja porazdeljen po povrsini (veter), tako da imamo po vsej povrsini tudi izvir vrtincnosti (spricanje in penjenje valov gotovo ni brezvrtincno!). Se vedno pa velja, da je mehanizem, ki odnasa energijo (sirjenje valovanja), nedisipativen. In zato valovi ne zgubljajo energije ze na odprtem morju, ampak butajo ob obale (ok, malo bi moral ocenit, ce je energija, ki se disipira ob obali, res velika v primeri s tisto, ki se disipira na odprtem). In odtod tudi razlika med jezeri (na katerih ni valov) in morji (kjer so valovi). Ce bi se glavna disipacija dogajala na odprtem, potem ne bi bilo te razlike. Tako pa se pozna, da energijski tok, ki ga prinasa veter, narasca s povrsino, disipacija pa le z dolzino obale. In so zato na vecjih jezerih vecji valovi.
Re: Valovanje vode in trenje
- Kaj se spremeni pri prečnem transverzalnem valovanju, če začne izvor valovanja nihati hitreje?
- Kako se pri prehodu vodnega valovanja skozi režo (na sliki je relativno ozka, pride do uklona, na začetku je ravno valovanje, skozi režo gredo potem seveda krožni valovi) spremeni valovna dolžina, frekvenca, hitrost valovanja?
-
- Kako se pri prehodu vodnega valovanja skozi režo (na sliki je relativno ozka, pride do uklona, na začetku je ravno valovanje, skozi režo gredo potem seveda krožni valovi) spremeni valovna dolžina, frekvenca, hitrost valovanja?
-
Re: Valovanje vode in trenje
To so pa res osnove.
Večja je frekvenca (valovanja).Anya napisal/-a:- Kaj se spremeni pri prečnem transverzalnem valovanju, če začne izvor valovanja nihati hitreje?
Ostanejo enaki.- Kako se pri prehodu vodnega valovanja skozi režo (na sliki je relativno ozka, pride do uklona, na začetku je ravno valovanje, skozi režo gredo potem seveda krožni valovi) spremeni valovna dolžina, frekvenca, hitrost valovanja?
Re: Valovanje vode in trenje
Lej mikrovalovna pečica deluje na principu segrevanja hrana zaradi gibanja in trkanja molekul (v vodi) v hrani.