механизм подъема шарика с гелием с позиции мол.кинетики

[GraNiNi]

Munin в сообщении #1012244 писал(а):

К сожалени, GraNiNi вас пытается запутать.

Наоборот, я пытаюсь распутать.
Разность плотностей гелия и воздуха - глобальна и превосходит на порядки микроизменения плотности по Больцману. Даже если перевернуть этот микроградиент плотности сверху вниз (вверху плотность будет больше, чем внизу), то шарик будет все равно всплывать вверх против градиента.

[Munin]

Беру таймаут.

[Svinks]

GraNiNi в сообщении #1012250 писал(а):

Munin в сообщении #1012244 писал(а):

К сожалени, GraNiNi вас пытается запутать.

Наоборот, я пытаюсь распутать.
Разность плотностей гелия и воздуха - глобальна и превосходит на порядки микроизменения плотности по Больцману. Даже если перевернуть этот микроградиент плотности сверху вниз (вверху плотность будет больше, чем внизу), то шарик будет все равно всплывать вверх против градиента.

Вы забываете про оболочку.

[manul91]

GraNiNi в сообщении #1012250 писал(а):

Разность плотностей гелия и воздуха - глобальна и превосходит на порядки микроизменения плотности по Больцману. Даже если перевернуть этот микроградиент плотности сверху вниз (вверху плотность будет больше, чем внизу), то шарик будет все равно всплывать вверх против градиента.

Возьмем предельный случай: пусть внутри сосуда практически вакуум (сосуд предельно тонкий, легкий и прочный). Пусть сосуд не шарик а полый цилиндр, и градиент плотности окружающего его воздуха направлен по оси z которая совпадает с оси цилиндра.
Очевидно равнодействующая суммарных сил на цилиндре зависит только от градиента внешней плотности, и будет определяться разности давления на его оснований (поскольку силы давления по его сторон компенсируются в силу симметрии).
Если такой цилиндр с вакуумом внутри, поместить в обратном градиенте плотности ("сверху" большая, "снизу" малая) - по-вашему он опять будет "всплывать" "вверх" - по направлению бОльшей плотности?

[GraNiNi]

Svinks в сообщении #1012267 писал(а):

Вы забываете про оболочку.

Ничуть.
Оболочка уменьшает подъемную силу, но глобальность разности плотностей сохраняется.
Судите сами.
Разность плотностей воздуха по высоте (по Больцману) примерно 0,0012 на 10 метров.
А разность плотностей воздуха и гелия - 1,05, что почти на три порядка больше.

-- Чт май 07, 2015 23:33:01 --

manul91 в сообщении #1012270 писал(а):

Если такой цилиндр с вакуумом внутри, поместить в обратном градиенте плотности ("сверху" большая, "снизу" малая) - по-вашему он опять будет "всплывать" "вверх" - по направлению бОльшей плотности?

Да.
Глобальная подъемная сила, за счет разности плотностей газов, направлена вверх и ее направление не изменят микроизменнения плотности воздуха вокруг.

-- Чт май 07, 2015 23:41:52 --

manul91 в сообщении #1012270 писал(а):

Очевидно равнодействующая суммарных сил на цилиндре зависит только от градиента внешней плотности, и будет определяться разности давления на его оснований

Вот здесь и ошибка.
Банальная выталкивающая сила и будет все определять.

[rustot]

GraNiNi в сообщении #1012250 писал(а):

Разность плотностей гелия и воздуха - глобальна и превосходит на порядки микроизменения плотности по Больцману. Даже если перевернуть этот микроградиент плотности сверху вниз (вверху плотность будет больше, чем внизу), то шарик будет все равно всплывать вверх против градиента.

Вот интересно то. А что КРОМЕ этого "микроградиента" определяет величину и направление силы? Почему она направлена вверх, чем именно это направление особенно?

Плотность гелия никакого влияния на эту выталкивающую силу не оказывает, хоть гелием наполнен шарик хоть свинцом, сила не меняется. Плотность гелия влияет на величину других сил действующих на шарик, на силу тяжести например. Наличие градиента плотности воздуха уменьшит вес и воздушного и свинцового шарика одинаковой формы на одинаковую величину.

[manul91]

GraNiNi в сообщении #1012273 писал(а):

Да.
Глобальная подъемная сила, за счет разности плотностей газов, направлена вверх и ее направление не изменят микроизменнения плотности воздуха вокруг.

Непонятно что вы называете "микроизменениями плотности воздуха вокруг".
Если массу самого сосуда пренебречь (материал из который он сделан - "достаточно" легкий, прочный и тонкий) - результирующая "подъемная" сила действующая на на нем будет в направлении убывания внешнего давления (а при одинаковость температур - это то же направление, в котором убывает и плотность).
Вне зависимости от того, что вы определили как "верх" и "низ", как направлена гравитация и есть ли ее вообще.
(если массу сосуда не пренебрегать, то к "подъемной" силе из-за разниц давлений нужно векторно добавить и силу тяжести сосуда, чтобы получить итоговую силу).

Конечно, обычно (в состоянии равновесия) градиент плотности/давления воздуха возрастает в направлении гравитации, и поэтому "подъемная сила" и направлена в обратном направлении.
Но обратная (неравновесная) ситуация также возможна вкл. и при наличия гравитации - и тогда "подъемная" сила будет определяться именно направлением, в котором давление/плотность убывают.

[GraNiNi]

rustot в сообщении #1012328 писал(а):

А что КРОМЕ этого "микроградиента" определяет величину и направление силы? Почему она направлена вверх, чем именно это направление особенно?

Вы этот вопрос задайте апологетам микроградиента плотности воздуха, как основы выталкивающей силы. Или Вы тоже так считаете?

rustot в сообщении #1012328 писал(а):

Наличие градиента плотности воздуха уменьшит вес и воздушного и свинцового шарика одинаковой формы на одинаковую величину.

О выталкивающей силе все сказано правильно, а здесь опять о каком-то микроскопическом градиенте, который на эту выталкивающую силу и влияет микроскопически.

[aa_dav]

GraNiNi в сообщении #1012273 писал(а):

Глобальная подъемная сила, за счет разности плотностей газов, направлена вверх и ее направление не изменят микроизменнения плотности воздуха вокруг.

Ну вообще то цель топика как раз понять что такое подъёмная сила за счёт разности плотностей газов, откуда она берется и за счёт чего возникает.
Вот вы постоянно говорите о градиенте с приставкой "микро-", а чему оно в точности равно для стационарного случая? Такое ли оно "микро-"?

[GraNiNi]

manul91 в сообщении #1012353 писал(а):

Непонятно что вы называете "микроизменениями плотности воздуха вокруг".

Это означает, что изменение плотности воздуха с высотой, в соответствии с формулой Больцмана, на разности высот, соизмеримых с линейными вертикальными размерами тела (шарика) - ничтожно, и не является причиной всплытия шарика вверх.
Этой макропричиной является выталкивающая сила, та самая, которую изучают еще в школе.
Для тех, кто хочет освежить эти знания, посмотрите, что такое гидростатическое давление и как оно "давит" на тело погруженное в воду.

-- Пт май 08, 2015 12:53:55 --

aa_dav в сообщении #1012413 писал(а):

Такое ли оно "микро-"?

Выше я приводил сравнительные величины.

[aa_dav]

GraNiNi в сообщении #1012418 писал(а):

Выше я приводил сравнительные величины.

:) Спрошу прямо - рассмотрим внутри, например (для пущей ясности) слоя воды столбик жидкости.
Чему будет равна разность _давлений_ между верхом и низом столбика? Какая связь у этой разницы давлений с весом столбика?

[GraNiNi]

aa_dav в сообщении #1012422 писал(а):

Чему будет равна разность _давлений_ между верхом и низом столбика?

Гидростатическому давлению. (См. выше)

[aa_dav]

GraNiNi в сообщении #1012433 писал(а):

Гидростатическому давлению

Ага. Которое суть вес на площадь.
Таким образом для столбика жидкости кубометр о каких то "микро-" пожалуй речи не идёт, так ведь?
Мы всё таки рассуждаем о том с какой _силой_ выталкивается одно из другого.
И сила получается некислая.
Вызвана она разностью давлений.
А если есть разность давлений, то что будет с плотностью?

[GraNiNi]

aa_dav в сообщении #1012434 писал(а):

А если есть разность давлений, то что будет с плотностью?

Да, плотность возрастет.
Но в формуле выталкивающей силы фигурирует только плотность воды (средняя) а не градиент плотности.

[aa_dav]

GraNiNi в сообщении #1012440 писал(а):

Но в формуле выталкивающей силы фигурирует только плотность воды (средняя) а не градиент плотности.

Тут наверное проскочило какое то недопонимание.
Потому что сабж он про процесс с точки зрения МКТ.
И если в целом - то мы спускаемся по этажерке снизу вверх:
а) есть выталкивающая сперва _сила_
б) она обусловлена разницей сил сверху и снизу
в) разница сил вызвана перепадом давления
г) оный вызван весом столба среды и весом столба объекта
д) разница давлений подразумевает разницу плотности
е) молекулы снизу сильнее долбят о нижнюю стенку чем об верхнюю, т.к. плотности разные (т.к. температура одинакова, то это "сильнее" имеет причину не в силе удара отдельной молекулы, а в частоте ударов молекул)
Всё в конечном итоге взаимосвязано и составляет цельную картину.