Re: [問題] 油水分離一定要用浮力來解釋嗎？
※ 引述《iamokay (Aubin)》之銘言：
: ╭──────────── 提醒：版規三及版規四 ─────────────╮
: │解題文需附上自己的解題過程或自己對題目的理解 │
: │問題文需先自行查過網路資料並附上對資料的初步理解 │
: │問題獲得回答後也勿任意刪除文章，並適度的向回答者表達感謝之意 │
: ╰──────────────────────────閱讀後可用ctrl+y刪除╯
: 【出處】(習題或問題的出處)學過中學物理、大學普物，心血來潮，無題目。
: 【題目】(題目的文字敘述，如有圖片亦可提供圖片)蠻常聽到油浮於水是因為油的密度
: 比水小，聽起來就只能用浮力解釋，油水分層後必定有些許的水被油層下壓排開並使油
: 層獲得浮力，但有沒有可能一點水都沒被排開，就只是油水不互溶（immiscible）、水
: 支撐著油，如同桌子支撐著木塊？
: 【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡，請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導)
: (錯誤示範：第X題我不會，求詳解)
: (錯誤示範：acceleration of gravity是什麼意思我看不懂)
: (正確示範：我算出來的答案好像不太對，這是我的計算過程，哪裡出問題?)
: 希望各位不介意我拿ChatGPT的資料來討論，我確實目睹過它在數理問題中推論錯誤，但
: 我手邊的參考書沒有相關討論，只好先問它，請見諒。ChatGPT主張油水分離後必定有部
: 分的水被油層排開，量不多但肯定有，根據阿基米得原理，這排開的水重等於油受到來
: 自水的浮力，此浮力會跟油重達到靜力平衡。
: 水是一種流體，所以說水完全不被油層排開有些牽強，但真的不可能發生嗎？我們
: 一定要透過浮力才能讓上層的油處於靜力平衡？真的不能比擬為桌子支撐木塊？我到這
: 邊就無法再想像下去了，請指教，謝謝。
巨觀跟微觀會看到不同的現象
溶解、浮力、分離，是肉眼可見的巨觀現象，我們用巨觀的行為解釋
比如浮力，是巨觀上不同密度的流體，在重力場(或加速度場)下觀察到的現象
溶解可以分為巨觀跟微觀
巨觀上的溶解，溶質散佈在溶劑中，只看到溶劑
微觀上的溶解，以分子特性解釋溶解機制，比如分子的極性
"油與水不互溶，油因為浮力而浮在水上"，這個命題可以用巨觀解釋
我們先看一個特例，糖溶解於水
巨觀上，糖的密度比水大，但可溶解於水，所以只看到"水"，糖則分散在水中
如果某種物質A，不溶於水，但與水的密度一樣，會觀察到什麼現象呢?
巨觀上會看到A散佈在水中，但因為密度一樣，沒有Z軸方向的驅動力
接著看密度小於水的油
假設初始為油倒入水，油與水短暫的"混合"，但不互溶
此短暫時間內，會看到油彌散在水中
接著，因為重力的驅動下，彌散在水中的油，會因為浮力效應往上浮
經過一段時間，達到穩態後，油"浮"在水上
總括的說，油因為浮力"浮"在水上，是指彌散在水中的油，從暫態達到穩態的過程
至於穩態時的油-水介面，有沒有一部分的油排開水，這就不單是"浮力"問題
浮力是體效應，屬於巨觀(or肉眼)可以看到的現象
油與水之間的介面，相較於肉眼觀察，則屬於微觀現象
也就是油-水之間的接觸面，發生什麼事，這就涉及表面張力與極性
介面的物理模型很困難，因為...不好測量，
只能說，只要逼出來的明牌可以解釋，那就可以用，直到被新明牌推翻為止
不過，我們可以用簡單的概念來判斷，有沒有一部分的油在水中
用放大鏡觀察油-水介面，只要水的表面沒有被破壞，
那就是"介面"的事，與浮力無關
生活中一個簡單的例子，水蠅是用浮力"浮"在水上?
Ans: 是表面張力
因為水蠅的腳沒有破壞水表面，水表面只是因為水蠅的腳"變形"了
浮力則是物體有一部分沒入水中，也就是水表面被破壞了
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 1.200.180.108 (臺灣)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1733062367.A.9F4.html
※ 編輯: rheumatism (1.200.180.108 臺灣), 12/01/2024 22:13:09
推
12/02 09:32,
3周前
, 1F
12/02 09:32, 1F
推
12/02 23:50,
3周前
, 2F
12/02 23:50, 2F
討論串 (同標題文章)
本文引述了以下文章的的內容：
完整討論串 (本文為第 3 之 3 篇)：