谁来帮我分析一下这个系统的能量转化啊?假如一个这样的系统:一个密闭的铁盒里面装了一个磁铁,铁盒形状跟里面的磁铁差不多,再把铁盒上面放一个磁铁.这三样东西都用绝热材料隔绝起来.

Question

谁来帮我分析一下这个系统的能量转化啊?
假如一个这样的系统:一个密闭的铁盒里面装了一个磁铁,铁盒形状跟里面的磁铁差不多,再把铁盒上面放一个磁铁.这三样东西都用绝热材料隔绝起来.将上面的磁铁掉转磁极让其与下面铁盒中的磁铁相排斥.由于铁盒在常温下磁导率很高,会把里面的磁场给屏蔽掉,于是上面的磁铁不会被排斥.然后加热铁盒,让铁合温度到差不多融化的程度,此时,铁盒磁导率降低,不能完全屏蔽磁场,于是上面的磁铁被排斥了.此时,降低铁盒的温度,铁盒磁导率升高,上面的磁铁又掉了下来.
假设上面的磁铁重10N.铁盒由25度升到1000度需要1000J热量.铁盒在1000度时,上面的磁铁会由于排斥升高3厘米.那么如果用1000J加热了的铁盒降温到25度后释放了1000J能量,上面的磁铁会掉下来么?如果上面的磁铁会掉下来,是不是铁盒降到25度只释放了999.7J的能量呢?
按照高手的意思是说如果降温了,磁场从新分布,铁会从上面慢慢下来,然后不会产生额外动能咯?那如果我在降温前把上面的磁铁卡住,降温后再松开上面的磁铁,磁铁肯定会掉下来变成动能的嘛.我卡住上面的磁铁又不需要能量.

Answer 1

上升过程是磁能转化为势能,是磁铁排斥力与地球引力,磁铁于铁盒引力的合力做功；下降不可能出现匀速现象,只有当磁力小于引力时才会掉落,所以一定是加速过程,这是势能转化为动能,但并不是自由落体,也是磁铁排斥力与地球引力,磁铁于铁盒引力的合力做功,所以能量转换相当复杂.
至于卡住磁铁,那么它的掉落就是地球引力,磁铁于铁盒引力的合力做功.
其间铁盒对磁铁没有做功,如果计算磁铁掉落产生的能量被铁盒吸收,只会让降温过程多释放能量.