基于自发熵增的静态物体系的超重失重分析与判断

摘要

该文由一个简单实验导出了有趣的物理现象，物体系外观“静止”状态下可产生超重和失重。实验设计的简易物体系（盛水容器+水+气球），浮体重量和浮体与水的相互作用力不等。借助浮力和水压变化引起气球或气体热力学状态改变，进而反过来引起浮力变化，导致物体系对支撑物（台秤）的压力改变，从而产生超重和失重现象。针对浮体上下运动，从非平衡态到平衡态的自发状态改变，将熵变拓展应用到宏观物体运动。孤立系统宏观熵变增加意味着状态变化的自发性，以及运动物体和水的相互作用力大小与运动物体本身重量大小不等，由此可判断超重和失重。同时，详细分析物体受力状态的变化对于如何分析复杂物体系状态变化和受力起到示范作用。

关键词

浮体 / 物体系 / 宏观熵变 / 应变片 / 温度计

基金资助

基于新工科CDIO理念的传感器实验课程同构异课教学方法设计（SJG2023340）; 黔东南州科技计划项目（黔东南科合基础[2022]08）