對於做分子動態模擬的研究來說, 壓力或是Shear Stress是看做
"Momentum Flux". 它可以分為 kinetic 和 potential field 二部分
的貢獻. 而理想氣體就只有單純考慮 kinetic 的部分.
我想問的是:
1). 理想氣體的壓力是否一定大於真實氣體, 即 potential field
的貢獻是否必為負值??
2). 一流體在平衡時 (無流動或速度梯度), 其 Shear Stress 的值
是否為 0 呢?? 理想和真實氣體的答案是一樣的嗎???
謝謝各位先進, 不吝指教育!!!
Ber
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◎[ [1;33;46mwchen [0m]來自: 140.115.30.1
> 2). 一流體在平衡時 (無流動或速度梯度), 其 Shear Stress 的值
> 是否為 0 呢?? 理想和真實氣體的答案是一樣的嗎???
Yes. The nondiagonal element of stress tensor are necessarily zero
as long as the momentum gradient is zero.
> 謝謝各位先進, 不吝指教育!!!
> Ber
>
>
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: viper.cems.umn.edu ] [Login: **] [Post: 26]
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◎[ [1;33;46mphesy [0m]來自: 140.115.30.113
這個問題好像已經討論的差不多了,怎麼繞了一圈又重頭問起?
建議去看看以前的 post 有什麼不清楚的地方再從該 post 問起,不
然又要再搞一次有點累。
ps. 國中所學的只是壓力的簡化情形,應用在故態材料還不夠,
這個也被說過了,所以我想可能不要用中學學的部份去否定
其他 post
ps. 希望大家在回 post 時能把原題目跟所有的 reply 都看一看,
會使討論比較簡潔一點。
yel
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: ccms.ntu.edu.tw ] [Login: **] [Post: **]
那可否用一般的 "物理意義" 或是 "物理概念" 解釋一下, 為什麼
potential field 的貢獻一定是負值呢???
> >
> > 謝謝各位先進, 不吝指教育!!!
> > Ber
> >
> >
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: ccsun1.cc.ntu.edu.tw] [Login: **] [Post: 21]
yel 說得是,我的確是只看了原題目與一些答覆後就參加了討論,不過我
剛才看完了全部的 posts 後,特別跑了一趟圖書館,有些話想說,請大家指教。
問題從一個中學生的疑問開始,我只是覺得遺憾似乎原來問問題的人
沒有得到滿意的答案。壓力的「定義」就是單位面積上受到的力。而單位面積
的意思就是要把力投影在我們討論(量測)的平面上;也就在那個面上的分量。
所以只有大小。
(註:說壓力的「大小」沒有方向是對的,但這不是解釋,因為任何物理量的大
小都是沒有方向的。)
早在十七世紀科學家就發現了壓力的現象,從水壓到氣壓。首先,造成這兩種壓力
的不只是來自粒子碰撞(像 Boyle 定律啦,理想氣體啦),而是重量!
把國中談到的水壓的水桶搬到無重力的太空,情形就完全不一樣了。回到中學裡教的,
在水中任一點受到了來自上方的重量,但是由於流體互相排擠達到了靜力平衡,作用與
反作用的結果使得該處四面八方的力量都是一樣大,正如前面有人提到探針的說法,
這時如果放一個「單位面積」會得到每個方向的壓力都相同;換句話說課本的意思是
*壓力強度不因為方向而不同*。在桶壁內側的水也不動,也達到靜力平衡,但一邊
受到的是來自桶壁的力量。桶壁(固體)則只受到垂直的力量,而這個力量當然
隨著水愈深(上方壓下的重量愈大)愈大。
Now, quiz time. 基於以上的解釋當然可以說明為什麼如果在桶上打洞,若洞口大小
一樣(嗯,非得嚴密一點不可)愈下面的口噴水噴得愈遠(但是為什麼呢?請注意
國中生還不用動能、位能)。如果用一個斜向的桶子(V型)── 課本上
說噴的情形和直向(倒 ㄇ 型1)一樣 ── 請問桶壁受到的壓力一樣嗎?
現在來談抽象一點的。我在圖書館查了一些物理百科全書,另外因為我完全不懂
分子動力學,也查了一些書。得到的結論是,壓力就是以上說的,是已經約定成俗
可以用簡單的物理量定義清楚的東西。它可以是 tensor,但正如 Maxwell equations
也可以用 tensor 的形式來寫,甚至翻開高深的廣義相對論或宇宙論的書,一大堆
的物理量也都可以。有些東西必須使用高階的維數來敘述,但也必定很抽象,或許
在動力學中壓力必須被廣義化以方便高深的運算,但是基本的定義應該是一樣的
(單位還是力除以面積)。如果不是,請務必指教,因為我真的想知道。
還有些量是沒有唯一的定義的,像是溫度,完全視描述它的物理定律而不同。
壓力應該不屬於這類吧?
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◎[ [1;33;46mwchen [0m]來自: phyast.phy.ncu.edu.tw
同意各位的看法, 但是用這些專業的眼光和術語來解釋給國中生聽, 可能有些困難
我們在探討液體中的壓力時, 可以在液中設想一個平面, 並任意翻轉這個平面,
來了解壓力這個物理現象, 但是這對國中生未免太難了些. 再說, 國中生又不需要去
探討流動或是不平衡的液體..所以嘛,不如找一些具象的東西來說明...
小弟試著以國中生能接受的方式, 來說明壓力是否為向量...
以問題 P=F/A 來說, 壓力只是作用力和面積的關係而已. 其中, 作用力F是向量
面積A也是向量.
國中生所能想像的, 也只是在壁面, 我們可以在壁面圈出一塊面積 A, 然後
設法測得這塊面積所受的力, 其比值就是壓力了.
在靜止的液體中, 這兩個方向是相同的 所以這個關係 P, 就是一個純量..
------------------------------------------------------------------
但也許老師若有興趣, 則可以更深一層的來加以解釋, 即 A 與 F 有時並不會同向
這個時候, 他們的關係, 就要以 A 和 F 的各個分量來加以分析
其中, A 和 F 的各個分量, 也是可以用 p=f/a 來表示,
這時候, p也是一個"純量" (其實, 稱之為係數比較恰當)
當我們把這些分量間的關係記錄下來(一共有九個), 就成了一個 "張量" 了..
至於如何去處理這九個數字, 那就是大學生的事了...
--
學問如內褲
從外表看不大出來, 但是不能少了他
--
☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: 203.70.61.222 ] [Login: **] [Post: 57]
> 分子動力學,也查了一些書。得到的結論是,壓力就是以上說的,是已經約定成俗
> 可以用簡單的物理量定義清楚的東西。它可以是 tensor,但正如 Maxwell equations
> 也可以用 tensor 的形式來寫,甚至翻開高深的廣義相對論或宇宙論的書,一大堆
你說的沒有錯照理說我們以純量去對待靜水壓就可以了,但是到了
固態時,對於取的平面而言,力的方向不再是垂直該平面only ,也就是有了
剪力的存在,所以必須以 2 階張量去處理壓力,從水壓扯到張量的形式
,當然是多談了點,不過在版子上討論並不為過,如我前面說的原來的
問題應該也在提到張量時特別提到這是 2 階張量被簡化成純量的 case
,相信原問問題的中學老師可以看懂才對。
yel
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: annex1.dialup.ntu.ed] [Login: **] [Post: **]
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既然你沒用到任何人的話 其實你可以將三篇post打在一起.......
我不懂你所謂 問壓力是否向量 會失去什麼重點? 以我感覺 只要對
物理有興趣的 在高中(甚至國中) 就會對壓力感到迷惑 它是很神奇的
不是嗎? 有方向 各方向都有 都一樣 這確實令人迷惘的! 當你學到向量
後問壓力是否向量 在我來看是天經地義 一定要問的(除非你很容易滿足
老師所教 會算就好 管它是啥) 然後或許老師能說清楚 或許你還有問題
.......於是有一天你學到張量 喔!原來壓力是二階張量 是能量密度的一種
可以造成張量場 (甚至你知道壓力可以灣曲時空).....多好! 終於懂了!
(我只達到這理就很滿足了 或有更深的東東 可以告訴我 看以前post
差不多也到這種解釋...)
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而沉重是痛苦的哀憐
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㊣ 使用者戰績 [Login: 149] [Post: 72] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
問的人是老師,所以一開始就以面積是向量回答了....而那時也就差不多
解決了他的問題了,至於他要怎麼跟學生解釋也有人回答了,畢竟國中生
會質疑壓力為什麼不是向量並不奇怪....接下來就是大家聊聊並不為過。
你似乎也認為壓力是個 向量.... 但是在國中的物理裏我們並不認為
壓力是向量,這個你可以看看其他人的 post ,或是去翻一下書,靜態壓力應該
是以純量被對待,我想很多人的 post 說的很清楚其原因,你可以從別人的
post 去質疑你覺得疑問的部份......這個不是哲學問題,也不是定義問題..
向量本身是有其嚴格定義,在物數裡定義張量時就有交代,你說的壓力
因為不是向量所以不算,至於時間我覺得他只是空間座標的一個分量而已
,你所謂的方向應該是正負號而已只是算純量的特性而已。
其實一個物理量,即使有方向有大小本身並不一定是向量,這個說法
應該沒錯,我記得在量子力學中,也有對某個物理量是不是向量進行
驗證的考題,我比較好奇的是有沒有一些比較簡單的物理量有大小方向但
不是向量的例子。
如果我有什麼不對的地方,歡迎討論.... :)
> > 壓力是向量,這個你可以看看其他人的 post ,或是去翻一下書,靜態壓力應該
這話有點傷人,你怎麼知道我有沒有看別人的posts? of course i read them all!
> > 是以純量被對待,我想很多人的 post 說的很清楚其原因,你可以從別人的
> > post 去質疑你覺得疑問的部份......這個不是哲學問題,也不是定義問題..
> > 向量本身是有其嚴格定義,在物數裡定義張量時就有交代,你說的壓力
> > 因為不是向量所以不算,至於時間我覺得他只是空間座標的一個分量而已
> > ,你所謂的方向應該是正負號而已只是算純量的特性而已。
> > 其實一個物理量,即使有方向有大小本身並不一定是向量,這個說法
> > 應該沒錯,我記得在量子力學中,也有對某個物理量是不是向量進行
> > 驗證的考題,我比較好奇的是有沒有一些比較簡單的物理量有大小方向但
> > 不是向量的例子。
> > 如果我有什麼不對的地方,歡迎討論.... :)
> > yel
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 79] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
yel
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 81] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
> 利用,會方便大家閱讀。
sorry,because i was often lineoff by 電信局,so i post bits by bits
> 問的人是老師,所以一開始就以面積是向量回答了....而那時也就差不多
> 解決了他的問題了,至於他要怎麼跟學生解釋也有人回答了,畢竟國中生
> 會質疑壓力為什麼不是向量並不奇怪....接下來就是大家聊聊並不為過。
> 你似乎也認為壓力是個 向量.... 但是在國中的物理裏我們並不認為
no,i dont think so. pressure is never a vetor.
> 壓力是向量,這個你可以看看其他人的 post ,或是去翻一下書,靜態壓力應該
> 是以純量被對待,我想很多人的 post 說的很清楚其原因,你可以從別人的
> post 去質疑你覺得疑問的部份......這個不是哲學問題,也不是定義問題..
> 向量本身是有其嚴格定義,在物數裡定義張量時就有交代,你說的壓力
> 因為不是向量所以不算,至於時間我覺得他只是空間座標的一個分量而已
> ,你所謂的方向應該是正負號而已只是算純量的特性而已。
> 其實一個物理量,即使有方向有大小本身並不一定是向量,這個說法
> 應該沒錯,我記得在量子力學中,也有對某個物理量是不是向量進行
> 驗證的考題,我比較好奇的是有沒有一些比較簡單的物理量有大小方向但
> 不是向量的例子。
> 如果我有什麼不對的地方,歡迎討論.... :)
> yel
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 78] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
> > > 你似乎也認為壓力是個 向量.... 但是在國中的物理裏我們並不認為
> > no,i dont think so. pressure is never a vetor.
對不起,我沒看清楚,您的確有說他不是向量,真對不起,因為您說它有
大小有方向所以我一時沒轉過來,不過它還是不
是一個有方向的量對不對? 所以不能當作有大小有方向而不是向量的例子。
> > > 壓力是向量,這個你可以看看其他人的 post ,或是去翻一下書,靜態壓力應該
> 這話有點傷人,你怎麼知道我有沒有看別人的posts? of course i read them all!
我沒這個意思,對不起,我只是很單純的想表達"別人有比較好的說法,
我不見得說的更好"這件事,沒想這麼多,再次跟您道歉。
1. 這個是大學的 BBS 站,不是國中的 bbs 站,看問題的對象並不是
限定在高中生,討論不必限定於國中程度....
2. 問問題的是國中老師不是國中生
3. 眾多 post 中亦有國中生能理解的解釋,千萬拜託麻煩
請先看完其他的 post 再回....,不要一看到 post 就有回的習慣..
4. 有大小有方向的量不一定是 vector ,有可能,不過能不能舉個
例子,我很想找個例子....
yel
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: 140.112.185.129 ] [Login: **] [Post: **]
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 82] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 83] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 84] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
> 所以你說純量並沒有說錯,而我只是因為不確定而作擴張推論而已,所以廣義
> 保險假設壓力可以是 2 階的張量這個說法不知你可不可以接受,但是我也
> 必須承認這些說法是我自己推論的,我也沒看過書上這樣說過....或許
> 我在 post 時也該用更保留的語氣...這個我會檢討。
> yel
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yel
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: 140.112.185.130 ] [Login: **] [Post: **]
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 87] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
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㊣ 使用者戰績 [Login: 170] [Post: 84] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
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㊣ 使用者戰績 [Login: 163] [Post: 85] 本篇文章來自: [vcp-3.scu.edu.tw]
前面所有post中提及「壓力是..量」時,其意義絕對不是說這兩樣的定義完全相等。
沒有人會傻到光天化日之下說「壓力」的定義同等於「純量」、「向量」或「張量」嗎?
這句話只是將「壓力在數學上的描述是屬於..量」簡化而已。
有邏輯上的錯誤嗎?
這種語句上的簡化,並不會造成討論或認知上的錯誤。因為只要接觸過物理及數學的人
,一定知道這些名詞的定義絕對不會是完全相等的。硬是要指責此種陳述是錯誤的,那
也沒有辦法了。只能說你不懂我的心。
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Curtiss Chiang, since 1967
h798...@alpha0.dec.ncku.edu
chia...@ms4.hinet.net
: 誠如 速度 是 一種向量,也是一種導數
: 但 向量 卻 不一定是 導數
你舉的例子,和上面的論述根本風牛馬不相及。
> : 誠如 速度 是 一種向量,也是一種導數
> : 但 向量 卻 不一定是 導數
> 你舉的例子,和上面的論述根本風牛馬不相及。
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☆ [Origin: ◎椰林風情◎] [From: 203.70.62.120 ] [Login: 12] [Post: ]
請注意前面有「可能」兩字。
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�� 介子自旋為零 電子自旋為1/2 光子自旋為一 重力子自旋為二
�� 颯颯自旋? 誰理它!............SPIN 留