世界物理題
題目是:兩杯質量濃度相同的牛奶,一杯用冷水沖,另一杯用熱水沖,然後將它們同時放入同一個冰箱的冷凍室內,為什麼是熱的那杯先凝固?
答案是:四個因素:
1. 蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中,熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少,令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰,但冰量較少。如果我們假設水只透過蒸發去失熱,理論計算能顯示蒸發能解釋Mpemba效應。這個解釋是可信的和很直覺的,蒸發的確是很重要的一個因素。然而,這不是唯一的機制。蒸發不能解釋在一個封閉容器內做的實驗,在封閉的容器,沒有水蒸氣能離開。很多科學家聲稱,單是蒸發,不足以解釋他們所做的實驗。
2. 溶解氣體——熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體,隨著沸騰,大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流(因而較易冷卻),或減少單位質量的水結冰所需的熱量,或者改變沸點。有一些實驗支持這種解釋,但沒有理論計算的支持。
3. 對流——由於冷卻,水會形成對流,和不均勻的溫度分布。溫度上升,水的密度就會下降,所以水的表面比水底部熱—叫"熱頂"。如果水主要透過表面失熱,那麼,"熱頂"的水失熱會比溫度均勻的快。當熱水冷卻到冷水的初溫時,它會有一熱頂,因此與平均溫度相同,但溫度均勻的水相比,它的冷卻速率會較快。雖然在實驗中,能看到熱頂和相關的對流,但對流能否解釋Mpemba效應,仍是未知。
4. 周圍的事物——兩杯水的最後的一個分別,與它們自己無關,而與它們周圍的環境有關。初溫較高的水可能會以復雜的方式,改變它周圍的環境,從而影響到冷卻過程。例如,如果這杯水是放在一層霜上面,霜的導熱性能很差。熱水可能會熔化這層霜,從而為自己創立了一個較好的冷卻系統。明顯地,這樣的解釋不夠一般性,很多實驗都不會將容器放在霜層上。
最後,過冷在此效應上,可能是重要的。過冷現象是水在低於0℃時才結冰的現象。有一個實驗發現,熱水比冷水較少會過冷。這意味著熱水會先結冰,因為它在較高的溫度下結冰。
『貳』 當今世界97個物理難題是什麼啊
1.自然界是否存在五種以上的基本作用力?
2.基本物理常數的數值會隨時間改變嗎?
3.自然界的基本常數為什麼具有現在的數值?
4.引力能否被屏蔽?
5.負引力存在嗎?
6.宇宙中不斷有物質創生嗎?
7.引力子,你在何方?
8.新以太是否存在?
9.為什麼時間具有方向性?
10.宇宙時是不均勻時間流嗎?
11.為什麼物理學的基本方程都具有時間反演不變性?
12.為什麼絕對零度不可達到?
13.為什麼熱水比冷水凍結快些(Erasto Mpemba問題)?
14.運動物體的溫度會改變嗎?
15.開放系統的熵具有什麼物理意義?
16.湍流形成的機理是什麼?
17.地球磁場極性顛倒的原因是什麼?
18.南極空洞是怎麼形成的?
19.生物體內有核反應嗎?
20.地球外有智慧生物嗎?
21.地震前的地光是怎麼形成的?
22.為什麼閃電多『之』字形少球形?
23.自然界是否存在七種對稱性晶體?
24.能否解決強關聯多電子系統的基態和元激發問題?
25.能否解決低維凝聚態物理新現象的理論問題?
26.何時能揭開狄拉克的大數之謎?
27.可觀測宇宙的空間有多大?
28.宇宙中的暗物質是由什麼粒子構成的?
29.為什麼宇宙中反物質如此少?
30.反物質世界存在嗎?
31.反物質能源能否實現?
32.可控輕核聚變能否實現?
33.激光熱核反應的點火條件(勞森判據)能否達到?
34.常溫核聚變能否實現?
35.冷核聚變能否實現?
36.薛定諤的貓是死還是活?
37.EPR之謎能否解決?
38.量子混沌確實存在嗎?
39.高溫超導的微觀機理是什麼?
40.可否發現室溫超導體?
41.最後一個超重元素的質子數是多少?
42.熱中子輻射俘獲疑問的實質是什麼?
43.原子核磁矩能否准確計算出來?
44.Gamow-Teller巨共振問題gA(核內核子)!=gA(自由核子)能否解決?
45.奇異電子峰是怎樣形成的?
46.EMC效應能否解決?
47.質子自旋危機能否解決?
48.電子與核散射中,縱向響應形狀因子問題能否解決?
49.有限核的結合能與能極能否一一準確算出來?
50.誇克-膠子等離子體(QGP)物質態是否真的存在?
51.雙生子佯謬能否解決?
52.穿洞佯謬能否解決?
53.滑落佯謬能否解決?
54.柔繩佯謬能否解決?
55.直角杠桿佯謬能否解決?
56.靜止長度上限佯謬能否解決?
57.運動物體視在形象佯謬能否解決?
58.長度縮短的應力效應佯謬能否解決?
59.超光速佯謬能否解決?
60.快子佯謬能否解決?
61.奧本海默佯謬能否解決?
62.奧伯斯佯謬能否解決?
63.宇宙種子磁場的來歷是什麼?
64.太陽中微子之謎能否解決?
65.中微子有無靜止質量?
66.有無中微子振盪?
67.類星體的能源是什麼?
68.黑洞何時可以露真容?
69.磁單極是否存在?
70.Higgs粒子是否存在?
71.質量的起源是什麼?
72.真正的對稱自發破損的機理是什麼?
73.自由誇克能否直接在實驗中被發現?
74.有無膠子球存在?
75.軸子,疇壁能否找到?
76.存在第四代基本粒子嗎?
77.CP不守恆難題只能在中性K介子衰變中見到嗎?
78.引起CP對稱性破壞的力是什麼?
79.e-u-t之謎何時能解開?
80.亞誇克結構僅僅是推測嗎?
81.質子的壽命有多長?
82.電子有無結構?
83.光子有無結構?
84.真空的本質是什麼?
85.有無奇異物質存在?
86.C,Ψ物理中的ρπ疑難能否解決?
87.是否存在中性,穩性,質量至少大於40GeV的超對稱粒子?
88.究竟有無超弦?
89.蟲洞究竟有沒有?
90.時間機器能造出來嗎?
91.引力能否用量子理論加以描述?
92.能否將引力和其他幾種基本力統一起來?
93.自然界手征不對稱起源的關鍵是什麼?
94.宇宙會一直膨脹下去嗎?
95.宇宙大爆炸的量子起源是什麼?
96.大爆炸之前可能存在什麼?
97.我們的宇宙是否有兄弟姐妹?
『叄』 一道世界上最難的物理題
某電熱飲水器上有甲、乙兩根電熱絲,將甲單獨接在電源上,10min可將飲水器中的水加熱至沸騰;將乙單獨接在同一電源上,使初溫和質量都相同的水加熱至沸騰,需時間15min。
設不考慮電阻絲阻值隨溫度的變化及熱量損失,電源電壓不變,問將這兩根電熱絲串聯後接到同一電源上使用,使初溫和質量相同的水加熱至沸騰,需多長時間?若將這兩根電熱絲並聯後接到同一電源上使用,又需多長時間?
解答:
分析:用到的物理知識為:Q=(UU/R)t
要使水燒沸騰所需的熱量是相同的設為Q
記甲熱水器電阻為R1,乙熱水器電阻為R2。
可得:Q=(UU/R1)t1=(UU/R2)t2
將t1=10。,t2=15代入上式可得,R1:R2=2:3
設R1=2X則串聯後R=5X,需Tmin可將水燒開,Q=(UU/5X)T
結合上式可得T=25min
並聯後:R=1。2X,同理可得T=6min。
(3)世界物理題擴展閱讀:
物理學的本質:物理學並不研究自然界現象的機制(或者根本不能研究),我們只能在某些現象中感受自然界的規則,並試圖以這些規則來解釋自然界所發生任何的事情。我們有限的智力總試圖在理解自然,並試圖改變自然,這是物理學,甚至是所有自然科學共同追求的目標。
真理性:物理學的理論和實驗揭示了自然界的奧秘,反映出物質運動的客觀規律。
和諧統一性:神秘的太空中天體的運動,在開普勒三定律的描繪下,顯出多麼的和諧有序。物理學上的幾次大統一,也顯示出美的感覺。