Дилетантский вопрос про массу

[dani1978]

Очень извиняюсь, многое из школьной программы подзабыл...

Вопрос следующий (из бытности инженером хлорного хозяйства):

Завод-изготовитель отпускает нам в газообразной форме некий газ. Едет, значит, газ по железной дороге в абсолютно герметичной емкости-цистерне из Палаты мер и весов, не испаряется в окружающую среду абсолютно. Нагревается по длинной дороге цистерна солнечными лучами и переходит наш газ из газообразного в жидкое состояние. И в этом жидком состоянии цистерна прибывает к нам-потребителям, где мы её и взвешиваем.

Собственно, вопросы:
1) Масса газа не поменяется?
2) Вес газа не поменяется?
3) Что измеряют тензометрические весы, на которых взвешивают цистерну (по которым нам и вести расчеты с поставщиком) - массу или вес?

[rockclimber]

dani1978 в сообщении #1260976 писал(а):

Нагревается по длинной дороге цистерна солнечными лучами и переходит наш газ из газообразного в жидкое состояние.

Что-что он делает?

Очевидно, что если утечек не было, то ни масса, ни вес поменяться не должны.

[Dan B-Yallay]

dani1978 в сообщении #1260976 писал(а):

Нагревается по длинной дороге цистерна солнечными лучами и переходит наш газ из газообразного в жидкое состояние.

Ась? Газ от нагревания переходит в жидкое состояние?

-- Вт окт 31, 2017 14:11:42 --

Вопрос уже задан, поэтому снимаю.

[arseniiv]

Предположу, что имеется в виду увеличение массы из-за увеличения внутренней энергии от поглощения тепла $Q$. Ну так его величину можно оценить и самому dani1978 — прирост массы будет ровно $Q/c^2$.

[dani1978]

Ой, прошу прощения, правильно подсказали насчет фазового перехода - не в ту сторону написал (газ при нагреве расширяется и никак в жидкость не превратится). Извините, пожалуйста, попробую сам прикинуть.

[arseniiv]

Кстати, интересны стали цифры, так что вот вам одна прикидка беспла for free: если взять лёд при 0°C и сделать из него пар при 100°C, прирост массы будет порядка $10^{-11}$, если не напутал со справочными данными.

[amon]

1. Что бы не происходило внутри герметически закрытой цистерны, хоть реакция термоядерного синтеза, в пределах погрешности тензометрических весов масса и вес не поменяются.
3. Тензометрические весы измеряют упругую деформацию тензодатчика (датчиков). Если на датчике горизонтально стоит цистерна, то эта деформация пропорциональна весу вагона (вес - это сила, с которой вагон давит на горизонтальную опору).

Не заданные вопросы. При нагревании цистерны, если она не герметична, из нее может улетучиваться часть содержимого и вес её уменьшится.
Тензометрические весы легко обмануть в сторону занижения веса (гайку подложить куда надо). В сторону завышения тоже можно, но сложнее.

[realeugene]

(Оффтоп)

prikhozhanin в сообщении #1261030 писал(а):

Так называемая "гравитационная масса" - действительно, изменяется в ходе ядерных реакций. А вот про то, изменяется ли эта масса просто при нагреве - экспериментальная наука умалчивает.

Экспериментальная наука умалчивает и про судьбу prikhozhanin, выпавшего из окна 20-го этажа.

1) Масса содержимого вашей цистерны не поменяется в пределах погрешности ваших весов, если только цистерна герметична. При утечках, конечно, масса продукта уменьшится.
2) Вес цистерны может у вас поменяться, если ваши весы достаточно точные.
3) Весы измеряют вес (по определению). Вес некоторым образом связан с массой, но не только. Он зависит, также, от ускорения свободного падения и от архимедовой силы. Архимедова сила зависит от объёма цистерны (при увеличении давления газа цистерна расширяется) и от плотности воздуха вокруг цистерны. Плотность воздуха зависит от атмосферного давления и температуры. Кроме того, масса цистерны с продуктом равна массе продукта плюс массе цистерны. Масса цистерны может тоже поменяться из-за износа колёс или налипшей грязи.

Все перечисленные причины изменения веса поддаются оценке. Оцените их и сравните с требуемой вам погрешностью измерений.

[Dmitriy40]

Добавлю, если цистерна ехала откуда-то с экватора и приехала в наши широты, то между пунктами отправления и прибытия немного поменялось $g$ и соответственно вес цистерны. По идее все весы (и там и здесь) должны быть правильно откалиброваны чтобы показания (которые пересчитываются в килограммы/тонны) всё же совпадали, но чего только в жизни не бывает.
Масса цистерны при этом разумеется осталась постоянной (с указанной выше точностью).

[bondkim137]

На различной высоте также разный $g$. Если цистерны из ОАЭ на Эльбрус возить, будет около 0.2%, почти как если из того же ОАЭ в Антарктику из-за вышеупомянутого вращения Земли.

Погрешность тензометрических весов, вроде бы, не менее 0.5-1%. Из Антарктики на Эльбрус - где-то почти на грани обнаруживаемости лучшими тензометрическими весами должно получиться.

(Оффтоп)

Только непонятно, что за газ из Антарктики и зачем его на Эльбрус возить.

[eugensk]

arseniiv в сообщении #1260991 писал(а):

Кстати, интересны стали цифры, так что вот вам одна прикидка беспла for free: если взять лёд при 0°C и сделать из него пар при 100°C, прирост массы будет порядка $10^{-11}$, если не напутал со справочными данными.

Если жахнуть ядерной бомбой по цистерне с азотом, азот потяжелеет на 0.0001%, и хорошие весы это почувствуют.

(Теплоемкость азота 1000 Дж/град кг, температура взрыва 100 000 000 градусов).

[bondkim137]

*Эверест, Эльбруса не хватит.

(Оффтоп)

eugensk в сообщении #1295127 писал(а):

Если жахнуть ядерной бомбой по цистерне с азотом.. ...хорошие весы это почувствуют

Любые почувствуют. Точнее говоря, уже ничего никогда не почувствуют.

[statistonline]

(Оффтоп)

Второй день уже над страной висит желание куда-нибудь жахнуть чем-нибудь ядерным.

[eugensk]

statistonline

(Оффтоп)

Радует, и немного странно, что здесь еще нет темы придумать название для вундервафли. На nplus1 ракета на ядерной тяге уже летит.