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假设排尿的初速度为零,小便会溅回原来的高度吗?
2024-11-19 阅读 26
排尿的初速度为零时,小便会以重力作用下自由下落,与溅回原来的高度无关。因此,小便不会溅回原来的高度。
更新于 2024年11月21日
不会,而且是肯定不会。题主想到了能量守恒定律,这个热力学的第一定律。怎么就没有想到热力学的另外一个定律,热力学第二定律(能量耗散定律)。
热力学第二定律,热量不能自发地从低温物体传向高温物体,而必须引起其他变化(如做功)。它揭示了自然界中自发过程的方向性与不可逆性。它有两种表达方式,其中一种开尔文表述:不可能从单一热源吸热使之完全变为有用的功而不产生其他影响。
也就是能量损耗是必然会发生了,只不过损耗的程度不一样。
另外题主提及的,小便是一个复杂的流体力学问题,自由落体的尿液会和水面相互作用,也会迸裂成更小的液滴。
其实不用想那么复杂。
小便从开始滴落的过程中,重力势能转换成动能,在抵达马桶壁的时候,这部分动能又导致尿液的形变。
不过因为尿液是液体,当尿液撞击地面并散成很多小水滴时,其动能部分转化为表面能。
表面能是液体表面分子间相互作用力所产生的能量,尿液散开形成更多表面积时,表面能增加。另外在尿液撞击马桶并散开的过程中,由于摩擦、碰撞和能量转换的不完全性,会有部分能量以热能的形式散失到环境中。也就是前文说的热力学第二定律,能量的耗散定律。
所以排尿初始速度为零,小便是不可能溅射到原来的高度的。
至于为什么有时候小便会溅那么高,
因为小便的初始速度并不为“零”。
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