👨🏻‍🚀 🖐🏾 🛄 Cuatro vasos sin fórmulas. 👩🏼‍💼 ⏰ 🕺🏿

A raíz de los "cuatro vasos" o si necesita conocimiento de las fórmulas matemáticas exactas de los procesos físicos, o si hay suficiente conocimiento básico y lógica de razonamiento.

"La educación es lo que queda cuando todo lo aprendido se olvida"

Max von Laue, Burres Frederick Skinner, George Halifax y posiblemente otra persona.

No solo toda la vida humana racional (la palabra clave es racional), sino que la vida en general busca optimizar procesos vitales. Tenga en cuenta, no para minimizar, sino para la optimización, es decir para aumentar el llamado eficiencia condicional del proceso. Aquellos. logrando resultados con un mínimo esfuerzo.

Habiendo comenzado a leer el artículo "El problema de los cuatro vasos", Esperaba un razonamiento general y la aparición de fórmulas en forma general puramente para ilustración y claridad. Sin embargo, el autor decidió ser estrictamente estricto. Sí, examinó el problema y lo resolvió bastante bien. Sin embargo, surgió la pregunta de si se puede resolver correctamente sin recurrir a fórmulas específicas para describir un proceso físico. ¿Resolver, por así decirlo, en los dedos? Intentemos. Entonces (repito los datos iniciales de entrada) tenemos dos pares de vasos idénticos, en cada uno de los cuales un vaso está lleno de agua "fría", el otro está "caliente".

La esencia del experimento: mezclar agua del primer par y esperar 10 minutos. Mezcle el agua del segundo par de vasos. Medimos la temperatura de ambas mezclas de agua. ¿En qué mezcla la temperatura será más alta / más baja o será la misma?

¿Qué es lo principal en tales problemas de rompecabezas? Lo principal es la frase "todas las demás cosas son iguales".

Entonces, antes que nada, es necesario resaltar condiciones desiguales. ¿Cuáles son estas condiciones? Esta es la temperatura de los cuerpos y su superficie de volumen. ¿Qué se puede decir sobre la física y las matemáticas del proceso? La velocidad de enfriamiento / calentamiento del cuerpo depende de:

1) La diferencia de temperatura entre el cuerpo calentado / enfriado y el medio ambiente (esto es física);
2) La relación del volumen y la superficie de los cuerpos (esto es física);
3) Y tiene la forma de una función exponencial (logarítmica) (esto es matemática).

¿Qué es un cambio exponencial / logaritmo? Este cambio es n-fold. Qué significa eso? Esto significa que el parámetro medido, independientemente de sus valores iniciales y "finales", cambiará no "por", sino "por" un número específico de veces dependiendo del tiempo (u otro parámetro / argumento de función).

Aquellos. Si un cuerpo tiene una temperatura inicial de 100 grados, y el otro 40 grados, entonces, ceteris paribus, cuando el primer cuerpo se enfría dos veces, tendrá una temperatura de 50 grados, y el segundo tendrá una temperatura de 20 grados. Ni siquiera importa qué grados, en Kelvin o Celsius para medir, porque otras condiciones son iguales.

La misma dependencia se demuestra por el nivel de presión acústica que depende del valor inicial (el papel de la temperatura en nuestro problema) y la distancia (el papel del tiempo en nuestro problema).

Creo que los lectores podrán complementar la lista de procesos físicos "exponenciales". Aquellos. con la naturaleza física del proceso "exponencial", lo descubrimos claramente. Dejando por ahora p. 2. fuera de consideración, miramos las imágenes de las opciones para el paso del proceso de enfriamiento / calentamiento.

Higo. 1 Designaciones

Fig. 2, 3. Variantes de las temperaturas iniciales "asimétricas".

Higo. 4. Una variante de temperaturas iniciales "simétricas" en relación con la temperatura ambiente.

Entonces, vemos (no en las imágenes, sino lógicamente) que sin considerar el elemento 2. La temperatura corporal del contenido del primer par de gafas será igual a la temperatura del cuerpo del contenido del segundo par no solo después de 10 minutos condicionales, sino también después de cualquier momento.

Pasamos al punto 2. Hablaremos de volumen y superficie, no de masa, porque Las diferencias son en volumen y superficie. Todas las demás condiciones son iguales, como recordamos. La cantidad de calor que el cuerpo da / recibe es proporcional al volumen. La resistencia de transmisión es proporcional a la superficie.

Esto significa que cuanto mayor sea la relación de superficie a volumen, más rápido será el proceso de transferencia de calor. Cuanto más pequeño es el cuerpo, más rápido se calienta / enfría (¿recuerda que el bebé en el frío se congela más rápido que el adulto? Por esta razón). Por lo tanto, las gafas independientes, el segundo par, llevarán su temperatura a la temperatura ambiente más rápido. Desde un punto de vista matemático (y físico), esto equivale a un aumento en el tiempo.

Si las temperaturas del agua "fría" y "caliente" están igualmente distantes de la temperatura ambiente, entonces las temperaturas finales de las mezclas serán iguales. Esto, por así decirlo, es una opción "simétrica". Si una de las temperaturas iniciales "se encuentra más lejos" de la temperatura ambiente, entonces debido a un intercambio de calor más intenso en un vidrio "separado" (segundo par), se acercará rápidamente a la temperatura ambiente y no hará su "contribución total" a preservación del estado original. Aquellos. si el agua "fría" es "más fría" que "caliente", "caliente", entonces el segundo par (debido al proceso de intercambio de calor más rápido) será más cálido que el primer par de vasos. Y viceversa.

Entonces, sin recurrir a ninguna fórmula matemática, pudimos encontrar la respuesta planteada en el problema de los cuatro cristales. ¿Necesitas fórmulas? Por supuesto, si necesita calcular valores específicos.

Cuatro vasos sin fórmulas.

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