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[傻想] 珠穆朗玛峰,到底有多高?(珠峰高程会变吗)
热度 2 zlyang 2020-5-16 14:16
珠穆朗玛峰,到底有多高?(珠峰高程会变吗) 珠峰高程(珠穆朗玛峰的高度)到底是多少? 珠峰峰顶岩石面海拔高程数据8844.43米。 2018年12月8日傍晚,落日的余晖洒在珠穆朗玛峰上,美不胜收。新华社记者 张汝锋 摄 http://www.cntour2.com/viewnews/2019/04/08/sdo7tneiqvhudk804bsp0.shtml 可是,珠峰高程真的是个固定的数值吗?除了长期的地质变化外,会不会有各种短周期的变化? (1) 固体常常有几何尺寸“热胀冷缩”的物理性质。 不同的气温下,喜马拉雅山脉会不会“热胀冷缩”,造成测绘珠峰高程的变化? (2) 地球固体潮会不会影响峰高程的变化? 地球固体潮可以“地面测站的垂直潮汐形变达到30~40厘米的幅度”。 First row shows the horizontal (left) and vertical (right) positioning error using (blue) or not using (red) the solid tides correction https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/Solid_Tides (3) ? 参考资料: 高登义,2020-05-12,珠峰高程测绘春秋与珠峰气候环境变化:为什么再次测绘珠峰高程?珠峰高程测绘与高程变化和珠峰气候环境变化有关吗? 精选 http://blog.sciencenet.cn/blog-1275197-1232815.html 珠穆朗玛峰_百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E7%8F%A0%E7%A9%86%E6%9C%97%E7%8E%9B%E5%B3%B0/3058 固体潮_百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E5%9B%BA%E4%BD%93%E6%BD%AE 重力观测精度已达到2~5微伽的量级,而重力潮汐变化影响的最大幅度可达±130 微伽 ,故须加入改正。卫星激光测距精度达到3厘米 ,而地面测站的垂直潮汐形变达到30~40厘米的幅度,必须加以改正。固体潮的变化对卫星轨道也有摄动作用,所以在卫星轨道设计中必须顾及这一影响。 Solid Tides https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/Solid_Tides 摆钟_百度百科 https://baike.baidu.com/item/%E6%91%86%E9%92%9F 精密摆钟常用不同的线胀系数的材料制成温度补偿管,以补偿温度影响。气压的变化会引起空气阻力和空气密度的变化,从而引起振动周期的变化。因此,精密的摆钟常将摆安装在恒压的壳体中,以消除气压影响。 感谢您的指教! 感谢您指正以上任何错误! 感谢您提供更多的相关资料!
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热胀冷缩还能引起弯曲呢
热度 7 youmingqing 2018-1-14 12:24
温度变化时物体的热胀冷缩,若变形受到外界限制则会产生热应力,可能引起物体的破坏,如博文 热胀冷缩都能引起破坏呢 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-1094382.html 所说。 如果物体内部温度变化与位置相关,则会引起物体形状的改变。这就是常说的“太阳把木板晒翘了”。据此给出 地面石板断裂的一个 可能解释 。 为了便于行走,校园内多处绿地铺设长 L 为100cm 、宽 b 为35cm 的鲕粒灰岩的石板,厚度 h 有5cm 和8cm 两种 ( 纸片7.5cm) ,质量约47kg 和76kg 。草地上断裂的石板约有5% 或更多 ,而茂密桃林中石板断裂较少。 有些裂隙是新鲜的,有些已经充填泥土、甚至长出小草,据此可以判断石板破坏并非在施工期间,而是使用过程中因环境变化,如泥土的不均匀沉降所致以及温度变化等引起。此外,石板直接铺设在泥土之上,但 施工时都会对地基进行平整、压实,并踩踏石板确认铺设质量 。又,人原地跳起对地面作用力在体重两倍以上。 裂缝多在石板中部,形状复杂多变,多数并不平直,应属于张拉形成。 不过 ,温度降低时石板收缩,尽管受到土基摩擦而承受拉应力,但1 m 长、5cm 厚石板 中部最大值大致在0.6MPa ,似乎不会引起 众多 石板的拉伸断裂。 当然,假若 5cm 厚石板达到2m 长则可因热应力而拉伸断裂。 注:若摩擦系数 μ=0.6 ,正压力来自于 0.1MPa 的大气压力 ( 厚 5cm 石板相当于 13cm 的水,其重量可忽略不计 ) ,则石板中部的最大拉应力为 (μ*0.1* bL /2)/ bh =0.6MPa 石板与地基接触良好则不可能因行人踩踏破坏。不过,盛夏中午石板因热辐射而温度随厚度变化 ,上下 表面温度60 ℃ 和30 ℃ ,即温差∆ T 为30 ℃ , 石灰岩热膨胀系数为0.7*10^( -5) / ℃ , 则上下 表面 长度将相差0.21mm , 引起 石板弯曲,中部向上凸起 : 厚5cm 时 凸起0.53mm ,而厚8cm 时 凸起0.33mm 。石板底部受到地基摩擦力阻碍膨胀,实际凸起还会更高。 石板可以看成简支梁, 假设两支承点间距离为 0.8 L , 则中间受集中载荷 F 时最大拉应力为1.2 LF /( bh ^2) 。若两人相向通过且 左脚 作用于同一石板的中部,则作用力 F 可达150kg 或更高,板厚5cm 和8cm 时拉应力为2.06MPa 和0.78MPa 。这里没有考虑载荷沿宽度 b 方向的不均匀及石板自重。 若计算自重,后者拉应力增大到 0.94MPa. 注:石板从中部开始逐渐凸起,而两侧与大气相通,大气压作用对石板凸起部分是平衡的。又,冬天石板因冷空气作用而降温收缩,但内部不会有明显的温度梯度而弯曲变形。 岩石内部总存在各种缺陷,而石灰岩脆性显著,拉伸强度试验值离散较大,其下限可以很低。河南省登封向阳矿标高421.9~566.5m 间钻孔取心,其中8 个层位是石灰岩。23 个圆柱试样单轴压缩强度为42.9~224.5MPa ;而24 个圆盘劈裂强度为0.91~7.65MPa ,平均值3.90MPa ,标准方差1.85MPa ,其中两个层位各3 个强度为0.91 、3.10 和5.17MPa 及 1.29 、2.08 和6.11MPa 。此外,大尺度岩石构件的强度通常还低于室内试样的数值。 少数石板热变形凸起后可能因行人踩踏而破坏;当然,随着时间推移断裂石板还会逐渐增多。可以采取的对策是,将原长1m 的石板缩短为0.75m , 左右错开0.25m 铺设;板宽0.3m ,板间距0.3m 。两人交会时必然靠右行走,载荷均作用于石板端部。此外,较短石板既便于运输、铺设,也提高了石材的利用率。 真是过犹不及啊 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-1093752.html 岩石抗拉强度较低,轴向载荷可以引起分层破裂。山坡里外温度的差异而产生热变形,也可以引起如嵩山石英岩边坡的层状破坏,当然重力也是破坏的促进因素。又,这些裂面何时、何处形成,笔者不能确认。 小说:山高草更高 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-778068.html 花岗岩直板轴向压缩的分层破坏及围岩失稳探讨 . 岩石力学与工程学报, 2015, 34(11):2346-2354
个人分类: 力学科普|12751 次阅读|22 个评论
热胀冷缩都能引起破坏呢
热度 5 youmingqing 2018-1-12 12:10
岩石的 热膨胀系数 α 在10^( -5) / ℃ 的量级,即10m 长、升温10 ℃ 时,膨胀 量约1mm 。 热变形尽管数值较小,但长时间作用也会产生显著影响,对地质现象有重大贡献,如戈壁、石河的形成。台阶上石板也会因热胀冷缩而显著移动。此外, 岩石内存在各种缺陷,其对拉伸强度的影响远大于对压缩强度的影响。岩石的压拉强度比值在10~40 之间(多数在15~25) 。岩石的热胀冷缩若受到环境的限制就会产生热应力以及相应的变形,有可能引起岩石构件的破坏。 谁移动了台阶上的条石 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-764612.html 1 热胀能引起压缩失稳 广场南进口路面,两侧岩板厚 4cm 、宽50cm ,中间花岗岩则是厚 3cm ,向南 32m 至混凝土的东西干道。路面与北侧广场相接处局部拱起,部分花岗岩板断裂。 附近没有树木,贫混凝土的路基 或许略向北 倾斜,长期的热胀冷缩引起石板向北移动,使施工期预留的伸缩缝逐渐消失 ;最后,路面类似于 长构件在轴向载荷作用下 的压缩 失稳 。 直角三角形斜边 50cm ,竖直边 1cm ,水平边长为 sqrt(50*50–1*1)≈50–1/50/2 , 即比斜边短0.01cm 或0.1mm ,相当于百元纸币的厚度。 产地不同的花岗岩热膨胀系数 不同,且随温度升高而增加,约为 (0.6~1.2)*10^( -5) / ℃ ,即温度变化 10 ℃ 时热应变 大致 为 9*10^( -5) ;杨氏模量 大致在 55GPa ,若岩石 完全不能膨胀 ,产生的热应力为 5.0MPa ,即竖直断面上有 50kg/cm ^2 (50个大气压) 的作用力 ——可不小呢。 本地夏天最高气温 42.5 ℃( 2011 年 6 月 8 日),地表温度大约为 60 ℃,单次温度变幅 可达 30 ℃以上。即使石板受到完全约束,热膨胀引起的应力不超过 15MPa ,不会引起石板的压缩破坏——该花岗岩抗压强度总有 200MPa 。实际热应力的大小取决于石板与混凝土路基之间的摩擦力,如果石板因路基倾斜向北移动而贴紧,则摩擦力就可以很高。具体计算不再细述。 石板是 轴向 压缩 失稳引起的拉伸破坏。 作为参考,路侧混凝土细条的破坏同样是源于热应变引起的 压缩失稳 , 而后混凝土因抗拉强度较低而拉伸断裂 。 2 冷缩也能拉断岩石 上篇博文 “ 真是过犹不及啊 ” 说及石凳三处支撑存在冗余,而石板刚度较大, 外侧柱墩失效时则成为悬臂梁 ,其受力特性肯定不如内缩的两墩支承。 不过,下图石凳只是 中间支墩失效 ,石板也断裂了。 可以看到的是,裂纹曲折而非直线且没有充分张开,似为石凳安置后产生的拉伸裂纹。对此作如下猜测。只是猜测啊。 安放石板时得用水泥砂浆将支墩表面找平。 中间支墩失效 , 而两侧支墩似完全粘接, 温度降低时石板收缩受阻将产生拉应力,若内部存在裂隙则会扩展而断裂。石灰岩杨氏模量为 50GPa ,若温度降低 10 ℃ 且石板完全不能收缩,则可产生 3.5MPa 的拉应力而使岩石破坏;而左右两柱墩间距 85cm ,温降 10 ℃ 的收缩量为 0.06mm, 足以使石灰岩产生一根裂缝。其后,冰胀以及周期性热变形使裂缝逐步扩展。 2016 年 2 月 29 日凌晨安设不到八年的集美大桥石牌自然断裂成两段从高处翻滚坠落。断裂过程参看: 看看新闻 http://www.kankanews.com/a/2016-02-29/0017398644.shtml 从网上众多照片知道,石牌似为质量极好的纯白大理岩即常说的汉白玉 (某些文章称其为花岗岩或许有误) ,高 为 3m ,长 为 9m ;两处支承宽为 1m ,相隔 0.5m ,即外挑距离达到 3.25m 。又,石牌受力分析与其厚度无关,也就不再费心估计。 基座顶面及外侧贴面损坏严重,而 石牌整体完好且 断裂面平直,最后拼接复原。 石牌类似于简支的外挑梁。悬臂部分引起上方启裂点处存在 0.31MPa 拉应力,而大理岩圆盘的巴西劈裂强度通常在 2~5MPa 以上, 石牌 当然不会破裂—— 八年 已经安然过去了。 不过, 大尺度石料中总会有各种裂隙 , 局部强度较低 ,且岩石八年来也会 因 风吹雨淋日晒 而逐渐弱化—— 还好没有冰冻啊 ; 凌晨温度比此前白天低 10 ℃( 2 月 29 日,晴,东北风 3 级 , 9 ℃ ~19 ℃ ) ,石牌悬臂部分的重量阻止冷缩而产生拉应力, 最终 触发断裂 。如前所述,冷缩产生的拉应力可以达到MPa量级,即与岩石抗拉强度相当,因而 石牌 最好能够 相对于一个 支承座摩擦滑动以减小冷缩产生的热应力。完全消除热应力当然是不可能的啊。 最后要说的是, 过长的外挑设计是断裂的外因,岩石在八年期间的弱化是内因,而低温引起的热应力是触发条件。当年1月底该地最低气温达到 0.1 ℃ ,为历史最低记录;这或许对最终断裂有所作用。 相关博文: 事有三因,策分三等 http://blog.sciencenet.cn/blog-275648-748841.html
个人分类: 力学科普|18710 次阅读|24 个评论
负日录(9)开罐头瓶盖也有科学道理
热度 3 fdc1947 2016-2-27 08:56
负日录(9)开罐头瓶盖也有科学道理 如今,大家都主要吃新鲜食品,吃罐头食品的越来越少了。但是,也不是所有的食品都是能够吃新鲜的,还是会有许多食品需要用罐头包装。 罐头包装的主流大概仍然是金属罐头和玻璃瓶两大类,据说,金属包装的运输成本较低,包装物所占的分量较轻,主要包装鱼肉等卖相不重要的食品。而玻璃瓶包装则运输成本较高,包装物重量较重,但是透明的玻璃能够使漂亮的内容物看得清楚,市场上水果、蜂蜜、果酱、酱菜等多使用玻璃瓶包装。 金属包装如今都有金属拉环,略微用力一拉,罐头就打开了。这个大概对谁都一样,不需要什么新颖的方法,这里不提。 玻璃瓶包装如今好像大多是金属盖,需要用力拧开。但是,由于金属盖与玻璃瓶之间密封得很好(如果密封不紧,运输过程中震开来漏了气就麻烦了),所以这个盖是不容易拧开的。我不知道有多少人有这个力气一下子就拧开,反正我拧不开。 有人用平口螺丝刀在金属盖与玻璃瓶之间翘一下,使得金属盖有很小的形变,它与玻璃瓶之间的结合不紧密绿,漏气了,再轻轻一拧,盖就打开了。但是,这样做还是要一点技巧,翘的力量要不大不小,力量小了翘不开,力量大了怕把玻璃瓶口弄坏。 我过去也多用螺丝刀撬,后来想想可以用更好的办法。那就是用开水,滚开的水,把玻璃瓶倒过来,让金属盖接触开水,而不使开水碰到玻璃瓶,只需要半秒钟左右,也就浸一下的功夫。就拿出来,迅速垫上干毛巾,一拧就开了。 这样做的好处是不对金属盖和玻璃瓶进行任何一点破坏,仍然可以拧得比较密封。因为很多罐头并不是开启以后能够一次吃完的,例如,蜂蜜、酱菜等。另外,由于没有使用螺丝刀等工具,不会对开启者产生任何伤害。这一点对于老眼昏花、两手的动作配合容易出现问题的老年人尤其重要。 这样做很重要的一个诀窍是要用开水,温度高一点的好,滚开的最好。只需要烫一下盖,不要没到玻璃。为什么要这样做? 金属盖与玻璃瓶之间的密封,靠的是金属盖与玻璃瓶之间的胶皮密封垫圈。拧紧的时候,由于玻璃瓶上的螺纹,拧紧金属盖的转动产生了垂直于密封垫圈的压力,拧得越紧,就是产生的压力越大。这个压力越大,密封垫圈与玻璃瓶之间的缝隙越小,密封就越好。但是这样一来,密封垫圈与玻璃瓶之间的摩擦力也就越大,我们也就不容易把盖子拧开了。 我们都知道物质是热胀冷缩的。组成物质的是原子,所谓温度较高,就是原子的平均动能较大,原子之间的距离也就较大,在宏观上就表现出热胀。这就像让那些老老实实的孩子排队,可以排得很紧密,而允许同样人数的孩子乱打乱闹则要占更大的地方。 把金属盖在开水里烫一下,就迅速地提高了金属盖的温度,金属盖热胀了一点。而由于我们只是把盖子烫了一下,时间很短, 而热的传递是需要时间的,在很短的时间内, 玻璃瓶并没有受热,因而它并没有多少变化。金属盖涨大了一点儿,而玻璃瓶却没有涨,这样两者的结合就不如原来这样紧密了。这时候迅速一拧,就较为容易拧开。 我之所以强调水的温度要高,就是使得金属盖与玻璃瓶之间的温度差更大,金属盖的热胀更加显著一点。我之所以强调只是浸一下,速度要快,就是不要让玻璃瓶的温度上升,另外,我担心有的玻璃不耐热,碰上滚开的水把瓶子炸裂了,这就麻烦了。幸而我还没有碰到过这种情况,我只是担心罢了。 上面说的,只是我日常的做法,并不是“科学研究”的结果。我不想在厨房里做科研,没有去做“各种条件下的实验结果”。所以,文章的标题是“负日录”,以应古人所谓负暄之献的故事。
个人分类: 科学与生活|6015 次阅读|5 个评论
其它东西热胀冷缩,水为什么结冰反而膨胀?
热度 37 liwei999 2014-7-8 10:04
挺有趣的问题,能答好了不容易。别的且不论,“水结冰后体积会增大”的特性,是水的呢?还是冰的呢? 作者: mirror (*) 日期: 07/07/2014 18:24:47 这就挺犯难的呢。究竟为什么一般东西都是热胀冷缩?这个问题也不是很好 回答,需要动一番脑筋。 “水结冰后体积会增大”只是水相变的一个相态,在一个大气压下。改变压力条件的话,当然可以有比水密度大冰,比水沸点高的冰。 楼下的 (水的)晶体结构中的空间(隙)多 是个好说法。但是这个表述与“水结冰后体积会增大”等价,不过是换了一种说法罢了。还可以该说成“水结冰后密度变小”等等的表达法。这些都可以说是“正确的废话”,按王老五的说法的话。按镜某的说法则是 焦点有些不清晰 。 人老了以后,眼睛虽昏花了,但对“焦点”是否对的问题比较敏感了。最近从朋友那里得了几本书,讲 三峡工程生态与环境保护 的丛书。应该说是个很好的出版物。彩色的印刷,书的装订等等的都很讲究。唯有书中的几乎所有的植被的照片都是焦点不大准,有些看过去老相机照的人物照片那样。当镜某指出这个问题时,朋友抱歉得说,到三峡库区现场勘探的学者们不大会照相,当年也没有很好的照相器材。 扯了这么多,还是没有进入主题,急脾气的人恐怕要着急了。这类事情也急不得,不梳理好了的话,到头来还是一团乱麻,整不明白为什么会有个“公称电压”的说法来。装东西时有个 充填率 的说法。比如说一个瓶子里装玻璃球,在理论上有个 最大填充率 的说法。世界上的晶体结构的种类不过几百,其中具有最大填充率的晶体结构不过是几种。所以,一般说“晶体结构中的空间(隙)多”的说法也很得当。 这些都是铺垫,还是没有说到《水为什么结冰 反而 膨胀?》的主题上!为什么用了 反而 的连接词呢?显然,这里面有个 结合力随着分子间距增大而变小 的大背景。这样来理解固、液、气的相态变化的确比较容易理解。当然固体与晶体的等价性小学里面还不会提到。固然是结合力随着分子间距增大而变小,但是形成晶体的因素不单是结合力的问题,还有个填充率的问题。结合力的问题不过是个温度的函数,温度低了结合力就可以相对大些,所有的东西都会成为固体(也有个别例外,比如液氦)。但是晶体的结构(分子的排列)方式,与温度可以说是个无关的东西。因此,仅一个 结合力 的因子并不能解释填充率的问题。 晶体与液体的区别在于 长距离秩序 的有无。形成这个秩序不单是结合力的问题,还有分子装填方式问题。这个装填方式决定了液固相变时物质密度的大小关系。1个大气压下零度时,水分子间可以形成 长距离秩序 的结合方式。由于水分子的立体结构,使得其在固体冰时的填充率低于在液体相态下的填充率,因此这时冰的密度小于水。 ---------- 就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。
个人分类: 镜子大全|24634 次阅读|52 个评论
谁移动了台阶上的条石
热度 20 youmingqing 2014-2-5 09:56
台阶上的条石“离缝”了。谁移动了条石?答案是:温度变化引起的热胀冷缩。 地基只是略向外倾斜 ,条石并不能因重力直接向下滑移;不过 重力使得条石在温度升高时前端向下伸长,温度降低时后端向下收缩,即条石因热胀冷缩而逐步向下蠕动 。 花岗岩的热膨胀系数为 0.3*10^(-5) ,即温度变化 100 ℃ 时 1m 长的岩石伸长 0.3mm 。台阶宽 385mm ,日温差在 10 ℃左右,一年的累积 伸长量为 4.2mm 。当然,这只是一个估计数值。又, 地基受到条石的摩擦作用,在水平方向会产生压缩和拉伸变形,使条石移动量减小。 该台阶建于 2003 年,实际缝宽 31mm 。日积月累,亦有可观 。 花 岗岩热膨胀系数 为 0.3*10 -5 / ℃ 来自中文维基百科,若依下列文献则为( 0.6~1.2 ) *10 -5 / ℃ HeuzeFE.High-temperaturemechanical,physicalandthermalpropertiesofgraniticrocks—Areview.InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciencesGeomechanicsAbstracts,1983,20(1):3-10. 戈壁的形成也与温度变化引起的 热胀冷缩 有关。戈壁学名为砾漠,多发育在山前地区,地貌上是由洪积 - 坡积物组成的倾斜平原,表面覆盖着砾石和粗沙。温度升高,砾石、沙和土的体积膨胀,整体向上位移;温度降低时体积减小所形成的自由空间尺度较小,将被微小的沙土充填,而尺度较大的砾石和粗沙将难以恢复到原来的位置;历经数以万年的地质时间,砾石和粗沙能够全部到达地表。 周期性的扰动促成了颗粒按尺度的彻底分选,可进行模拟试验加以确认。 黄豆和大米均匀地混合放在圆桶里,对圆桶振动会使部分黄豆和大米位置发生变动,出现一些不同尺度的自由空间。在重力作用下,黄豆和大米都有向下运动的趋势,但由于大米尺度较小,能够得到向下的几率较高。最终体积较大的黄豆将全部上升到大米的上部。 周期性扰动引起单向运动具有普遍性。如,橹置于船尾,以周期性左右摆动推动船体向前,其效率高于在船侧向后推水的木桨。橹的发明和使用显示了古代中国人民的智慧,或许得益于对鱼摆尾向前的观察和模仿。人体前后摆动或左右扭转也可以驱动 活力板 向前运动。 更多事例: 尤明庆. 周期性扰动引起的物体单向运动. 力学与实践,2010,32(4):117-118 http://lxsj.cstam.org.cn/CN/abstract/abstract138331.shtml 至于社会经济领域的事例,还得请大家赐教呢。 补记: 博文 被编辑老师精选,因而得到许多博友的关注。对所有评论都尽可能作了回复。不过, 2 月 4 日晚焦作开始下雪,台阶已经完全为积雪覆盖,我缺乏做进一步说明的条件。 雪在昨夜停了。今天( 7 日) 10 点太阳出来融雪; 12 点我又去那个台阶,拍照测量。又,上次没有带尺,只是用乘车卡做尺度,且风大天冷,家人催促,观察不够仔细。因而再写一篇博文加以说明。下面所做解释都是针对上方的图片,即先出图,后对图作注解。 这是原博文的图片。条石宽度为 370mm ,厚度 110mm ,长 1.1m 。乘车卡处条石移动量为 31mm ,但另一端的移动量达到 45mm 。 图中移动条石与下方条石的位置关系是:里侧约高 1~2mm ,外侧几乎等高。移动条石向外倾斜。 下方条石条石外侧偏低是视觉效应。 参见下图。 从另一方向拍摄的照片。照片上位置不能直接用于判断条石之间的几何关系。 向内倾斜的条石有干燥的边缘,不会向外移动。注意:其外侧偏低是视觉效应。 下面的两个条石里侧有积水,显然是向内倾斜。它们完全没有向外移动。 这是移动条石另一端的照片,移动量 45mm 。其相邻条石也产生了 13mm 移动。 对相关机理作如下定性说明: (1)温度变化10度,热应变3*10 ^ (-5) ,花岗岩杨氏模量60GPa,若不能自由膨胀,应力1.8MPa,即在竖直断面上有每平方厘米18kg的作用力.这个力很大,因而摩擦力不可能限制条石的滑移。 (2)温度升高,当热力加微小的下滑力达到摩擦力时,条石向下滑移;但此时热力减去微小的下滑力后则小于摩擦力,因而不可能向上膨胀。 (3)条石总是要随温度升高逐步膨胀,尽管地基倾斜甚微,但是条石滑移方向因重力而得到选择.每天约0.01mm;累计10年也就可观。 这里对条石移动所做解释未必准确;不过,热胀冷缩引起的岩石移动是常见的地质现象。 除上图两个条石外,广场东侧台阶还有 98 个完整条石,其中少数也产生移动,但缝隙宽度均小于 10mm ,且被泥土完全充填。这些条石的移动可能与冰胀相关: 水结冰后体积膨胀约 10% ,岩石缝隙会在水冰转化过程中逐步扩展。当然,没有泥土充填,则缝隙不易存水。 人走动的力量较小,很多人行走时也不能同步用力,且双向作用可以抵消,似乎不易克服地基的摩擦力而移动石条。
个人分类: 力学科普|10258 次阅读|81 个评论
向保姆学习煮鸡蛋
热度 1 jitaowang 2013-1-22 16:35
作者 : 王季陶 煮鸡蛋是再简单不过的事 . 可能谁都会做 , 也没有去想什么 . 最近热包子和煮鸡蛋一同做 . 就偷懒 , 拿一个大锅子 , 把包子放在碗中 , 碗的外面放很浅的水和鸡蛋 , 一煮开再等几分钟 . 包子蒸热了 , 鸡蛋也煮好了 . 被做钟点工的保姆看到了 , 她说 : “ 你这样煮鸡蛋不对 , 你看 , 这样煮好的鸡蛋不好剥 . ” 果不其然 , 剥鸡蛋时熟的鸡蛋白和鸡蛋壳内膜粘连在一起 , 还要从蛋壳上把蛋白用瓢羹刮下 . 保姆说 : “ 煮鸡蛋要加冷水把鸡蛋完全浸没 . 这样煮好的鸡蛋就好剥 . ” 一经试验 , 几分钟后 , 煮熟的鸡蛋非常好剥 . 特别是把刚煮好的熟鸡蛋 , 用冷水一冲 , 更容易剥 . 这时我就在想 : “ 为什么 ?” 其实这就是 热胀冷缩的原理 . 通常流动的液体 ( 包括蛋白质 ) 热胀冷缩的的系数比固体 ( 包括蛋壳 ) 大 . 鸡蛋是冷的 , 浸满水很快煮开 . 整个靠近蛋壳的蛋白就完全凝结成半固体 . 这时鸡蛋中间还是冷的 , 总体积比较小 , 也就是鸡蛋壳和熟鸡蛋白之间还有一定的余地 . 因此按照保姆的方法煮鸡蛋就容易分离 . 如果不浸满水加热 , 鸡蛋的上部是缓慢的蒸汽加热 , 直到整个鸡蛋都受热体积膨胀以后再凝结 , 因此熟鸡蛋和鸡蛋壳的内膜就容易粘连 . 为了验证想法是否正确就做了以下试验 : 第一天 : 用小锅放冷水刚好浸没鸡蛋 . 约 7 分钟煮开再保持 8 分钟 . 把其中一个鸡蛋立即用冷水一冲 . 非常好剥 . 另一个放在热水中自然冷却 , 结果好剥的程度差一些 , 也不错 . 理由 : 靠近蛋壳的外层蛋白凝结早 , 鸡蛋中间还是冷的 , 体积小 , 和蛋壳内膜容易分离 . 第二天 : 特别用大锅放冷水浸没鸡蛋 . 故意小火煮了一个小时才煮开水 , 再保持两三分钟 . 不管把鸡蛋立即用冷水一冲 , 还是放在热水中自然冷却 , 结果都不容易剥 . 理由 : 靠近蛋壳的外层蛋白和鸡蛋中间基本上是同时加热 , 热胀冷缩体积大 , 和蛋壳内膜不容易分离 . 第三天 : 再用小锅放水浸没鸡蛋 . 约 7 分钟煮开再保持 3 分钟 . 把鸡蛋立即用冷水一冲 , 结果得到半熟的淌黄蛋 ( 音 ). 鸡蛋壳也很容易剥 . 理由 : 进一步证明第一天的鸡蛋中心部分是冷的 . 其实 , 鸡蛋壳和内膜都是布满小孔的 . 煮鸡蛋刚刚加热时就可以看到有很多微小的气泡从整个鸡蛋壳上出来 . 流动的蛋白质一旦膨胀到小孔中就很难分离 . 以上看法是否正确 , 欢迎指正 !
个人分类: 其他|5197 次阅读|2 个评论

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