結果喬彩虹剛一說完,另一邊的林玉便搖起了頭:
“不對,這個問題沒這麼簡單。”
“九個小氣球和一個大氣球雖然體積..也就是v一樣,但不代表它們的壓強就相同。”
“根據pv=nrt可以很明顯看出來,壓強一旦不同,儲存的氣體也會不同。”
喬彩虹臉上立馬浮現了一個問號:
“ovo?”
徐雲則朝這憨姑娘笑了笑,又看向了右邊的林玉,肯定道:
“林玉同誌說的沒錯,這個問題遠遠比它看起來要複雜很多。”
“那麼林玉同誌,你能分析出大氣球和小氣球壓強的不同嗎?”
林玉思索片刻,擰著眉毛輕輕搖了頭:
“直覺和邏輯上告訴我肯定是大氣球壓強大點兒,但是原理......我不知道。”
徐雲朝這姑娘投去了一道讚許的目光。
大氣球和小氣球哪個壓強大。
這個問題擱在後世,肯定會有不少人說是大氣球。
原因則是氣球球膜的收縮力可以看做一個彈黃係統,然後直接做定性分析就行了。
但實際上。
這個問題遠遠沒有這麼簡單。
誠然。
樸素地看,張力σ應該隨氣球大小,也就是形變的增加而增加。
可彆忘了。
在氣球膨脹的同時, 1/r會隨氣球大小的增加而減小。
所以如果從材料層麵分析,必須要建立一個非定性的模型才行。
這涉及到了橡膠的超彈性本構,必須要運用到類似ogden模型之類的廣義超彈性模型。
不過後世學過熱力學的同學應該都知道。
這個問題除了材料的非定向模型之外,還有一種更容易接受的物理分析方法。
想到這裡。
徐雲便組織了一番語言,對眾人說道:
“小氣球和大氣球的區彆就在於它們的大小,氣球膨脹的時候,它的表麵便會開始越繃越緊,而且一直有一種想要往回縮的趨勢。”
“如果氣球裡麵的氣體和氣球外麵的氣體壓強一樣大,那就沒有什麼彆的力能夠平衡這種氣球皮的回彈力了。”
“所以氣球內部的氣體壓強其實是比氣球外麵的要大,或者說是氣球皮的這個回彈力把氣球內的氣體壓縮了。”
說到這裡。
徐雲又讓喬彩虹將輪椅推到了一塊黑板邊上,拿起粉筆畫了個圖。
示意圖的形狀很簡單,直觀點描述就是.....
比劃一個“耶”的手勢,然後水平朝左,兩根手指的指尖各有一個箭頭。
接著徐雲在“手指”交彙的地方寫了個o,指尖弧線連線的中段寫了個a:
“各位請看,這裡的點o在氣球內部, a代表氣球表麵一個很小很小的小正方形。”
“因為氣球是膨脹的,所以表麵不是平的而是有一個彎彎的弧度。”
“而表麵張力t呢,就是想要儘力把這個弧度拉平。”
“如此一來,是不是就很明顯了?”
見此情形。
不少成員下意識點了點頭。
確實。
氣球的表麵存在弧度,這是小學生都能理解的情況表述。
所以圖示上表麵張力的方向雖然垂直於半徑 r,但並不垂直於球心o到這個小麵積中心點 a的連線。
這個時候如果沒有其他的力,這個薄膜...也就是氣球表麵自然就無法保持平衡了。
換而言之.....
必須要有一個存在氣球皮兩側的壓力差,以此來抵消這個表麵張力t在oa這個線上的作用力。
接著徐雲又寫下了一段推導:
det=λ1λ2λ3=1,其中λi (i=1,2,3)代表沿著三個正交方向的拉伸比。
Ψ=∑p=1nμpαp(λ1αp+λ2αp+λ3αp?3).
當 p=1,α1=1時。
寫作Ψ=2μ(λ1+λ2+λ3?3)。
假設曲麵上氣球屬於二向受等大力的狀態,並且在 x3方向上自由。
則柯西應力寫為σ3=?p+∑p=1nμpλ?2αp=0。注:我不確定柯西應力這時候有定式了沒有,姑且看做有吧,畢竟這個情節非常重要
設氣球初始半徑r,初始壁厚h.經過變形後半徑為r,壁厚為h。
則最終式為:
p=2σhr=2λ?3σhr=2hr∑p=1nμp(λαp?3?λ?2αp?3)。
這一次。
現場更多人的臉上浮現出了明悟之色。
從這個公式不難看出。
體積元δl/rl處在公式中段的位置,也就是說不管什麼x啦t啦ya啦之類的數值是多少,δl/r是不變的。
換而言之.....
這個時候等式用具體數值兩邊都除以δl,再代入pv=nrt。
就會發現.....
p=t/r會先減小,後增大。
寫到這裡。
徐雲便放下了筆,雙手一攤,對眾人說道:
“如此一來,答桉就很明顯了。”
“隨著氣球體積的增大,內部的氣壓並不會一味的增大或者減小。”
“它的趨勢是會先減小而後增加,這叫做極值點失穩。”
“在氣壓減小的時候,那我們吹氣球就會比較費力。”
“等到它超過了極值點變成‘大氣球’的時候,內部壓強增大,吹起來自然就容易很多了——內部壓強大,施加給橡膠的‘壓力’就會更大一些嘛。”
由於有繃帶的阻擋。
因此現場眾人並沒有發現,徐雲在說這番話的時候,表情其實並沒太多底氣。
沒辦法。
這年頭彆說neohookean模型了,哪怕是varga模型都還沒麵世呢。
沒有模型推導,後世赫赫有名的1.4半徑比徐雲其實是證明不出來的。
因此他隻能另辟蹊徑,用三參數自由度的角度來進行證明。
反正數值上都沒啥毛病嘛......
而就在徐雲解釋完畢後。
整個學習小組現場先是沉默片刻,緊接著便驟然響起了一陣掌聲。
啪啪啪——
眾人的表情並不算激動,但原先眼中的質疑卻消散了一大半。
取而代之的,則是善意與認同。
就像是.....
徐雲從祭品變成了教友?
見此情形。
徐雲也不由在心中鬆了口氣。
還好,第一關總算是順利混過去了......
早先便提及過。
在當初見到周紹平之後,徐雲便冒出了組建一個興趣小組的想法。
隻是徐雲原先的打算是徐徐圖之,等自己在基地站穩了腳跟後再搞這些事兒。
結果沒想到機緣巧合之下,鄭濤他們想拜自己為老師,徐雲隻能後退一步,使得興趣小組被迫提前問世。
但無論是主動還是被動,有一點都是沒變的:
那就是徐雲準備用這些青春版大老的能力,來搞一些事情。
同時他也想看看自己能不能輸出一些後世的知識,儘量讓這個時間線的華夏物理學界走的更輕鬆一些。
畢竟按照正常發展。
華夏物理學界在往後六十年裡都要麵臨歐美的打壓,直到孤點粒子問世方才有所緩解。
而無論是私心還是公義,都有一個前置任務必須解決:
那就是取得這個小團體的認同。
當然了。
還是重複了無數遍的那句話。
徐雲所需要的“認同”不是收小弟,他也沒那資格讓這些功勳赫赫之輩喊自己大哥。
他需要的認同更偏向一種對等的接納,類似同齡的朋友那種情況。
而按照眼下的情況來看.....
這個前置任務應該算是初步解決了。
至少......
這些大老不會在明麵上對自己‘顧問’的身份提出質疑。
隨後徐雲在喬彩虹的幫助下回到了原先位置。
鄭濤則趁熱打鐵的站起身,對眾人問道:
“各位同誌,現在大家還對韓立同誌擔任學習顧問有其他意見嗎?”
“.......”
現場眾人沉默片刻,紛紛搖了搖頭。
開玩笑。
大家到興趣小組是來學習知識的,眼下有個明顯很牛的大老在組裡,誰會對這種事情不滿?
要知道。
他們當中的不少人在學校的時候可都是卷王,但到了基地之後由於年齡和能力問題,基本上都還沒正式加入各自專業涉及的理論項目組。
比如鄭濤和周紹平章公定他們。
這幾哥倆平時負擔的都是各類力氣活,比如說徐雲輪椅的澆鑄,又比如說建築副業隊的各種任務。
因此眼下有這麼個可以交流知識的興趣小組,組裡又有徐雲這種顧問......
不誇張的說。
有部分成員已經恨不得趴在徐雲身上嘬腦花...咳咳,汲取知識了。
隨後眾人又簡單的聊了一些內容。
有些是類似氣球這種工作時遇到的小現象,例如自來水管不停滋滋滋發響的水擊現象。
有些則是交換起了平時的讀物。
比如說《獵人的姑娘、《紅旗渠、《烈火金剛、《隔簾花影等等.....
期間徐雲偶爾會插幾句嘴,不過更多時候還是選擇了旁聽。
畢竟這種討論就像後期的lol一樣。
一個人carry其實很無趣,頂多就是在1v5後有人給你發幾個問號以表震撼,接著便是索然無味的空虛。
但歡樂五黑就不同了,那才是真正的快樂,比一個人炸魚甚至相親都有意思多了。
就這樣。
兩個小時後。
‘永不更新’興趣小組的第一次小組活動圓滿結束。
一眾小組成員們就此分彆,他們中的很多人下午還有班要上呢。
喬彩虹則推著徐雲的輪椅,準備回醫院繼續今天的治療。
結果二人剛沒走多遠。
徐雲身後便傳來了一道熟悉的招呼聲:
“韓立同誌,留步!”
喬彩虹連忙停下腳步。
徐雲則順勢轉過頭,朝發聲者看去。
隻見此時此刻。
已經有數日不見的葉篤正正帶著一位徐雲認不出身份的男子站在他們十米開外,微笑著朝他們揮著手:
“韓立同誌,方便聊幾句嗎?”
..........