Любая тема может оказаться очень интересной, если углубиться в происходящие процессы.
Вот скажите, например, будет ли меняться масса у утюга при его нагреве? Для простоты возьмем не современный электронный утюг, а старый-добрый чугунный утюг, который разогревали на печи. Там физика проще.
В большинстве случаев вы найдёте размытый ответ на этот вопрос. Чаще всего пытаются обращаться к тому, что масса напрямую связана с плотностью и объемом.
Следовательно, при нагревании происходит расширение, объем увеличивается и масса уменьшается, поскольку плотность стала меньшей. Но это не ответ на поставленный вопрос.
Тут, почему-то прибегают к выбору некоторого мнимого единичного объема из этого материала и рассматривают его изменение в процессе нагрева. Тогда действительно очевидно, что масса куба горячего чугуна будет меньше, чем масса куба холодного чугуна. Правда...И тут не всё так просто, но об этом позже.
Получается, что ответ на поставленный вопрос мы так и не нашли, поскольку рассматриваем весь утюг, а не образец из материала. Поидее, тут стоило бы сказать, что всё пропорционально. Масса утюга не изменится, поскольку его объем и плотность равномерно изменяются.
Вот только если вспомнить формулу, связывающую массу и энергию, то ответ уже не будет столь очевидным и однозначным.
Это релятивистские эффекты, которые должны проявить себя при изменении температуры. Вы ведь помните, что E=mc2. При нагревании происходит изменение внутренней энергии образца. Частички начинают двигаться более интенсивно. И, исходя из Эйнштейновской закономерности, при неизменности скорости света и росте энергии, масса утюга должна стать выше, чтобы равенство продолжало выполняться.
Но будет ли работать этот релятивистский эффект в реальности?
Тут всё очень сложно, и было бы интересно найти реальные экспериментальные данные. Я поискал таблички с измерениями массы горячего и холодного тел, но ничего большего, чем сведения о воде с аномалией плотности и в равных объемах я так и не нашёл.
Вероятнее всего релятивисткий эффект себя проявит, вот только классическая физика тут окажется "сильнее". Если прикинуть, то изменение массы по Эйнштейну должно быть меньше процента. Что сложно зафиксировать обычными весами. Правда думаю, что нужно провести подобный эксперимент самому с кухонными весами и тяжелым образцом. Вдруг получится зафиксировать такое изменение...
Есть и ещё одно интересное явление, связанное с этим. Правда речь уже про вес.
Горячий образец имеет большую массу, чем холодный. Но при этом он увеличится в объеме. Поскольку мы находимся в воздухе, то увеличение объема и уменьшение плотности приведет к тому, что горячему утюгу, согласно закона Архимеда, будет лечге в этом воздухе плавать. Значит, с учетом того, что релятивистский эффект по массе составляет доли процента, горячий утюг должен иметь меньший вес. Ведь при неизменной плотности окружающего воздуха он "всплывает". При этом сила Архимеда составляет уже не сотые доли процента. Вклад Архимеда куда более весомый, чем вклад Эйнштейна :)...
Ещё интересно тут порассуждать про сравнение массы растянутой пружины и обычной.
Почитайте у меня на канале:
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
👉💖 Ставьте лайки материалу, чтобы поддержать проект.
✅ Подписывайтесь на ДЗЕН (!!!) и обязательно читайте статьи целиком!