如果把一根壓緊的彈簧放進酸里溶解，它的彈性勢能到哪裡去了？

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如果把一根壓緊的彈簧放進酸里溶解，它的彈性勢能到哪裡去了？

什麼是勢能本質是動能嗎一切形式能量是否就是勢能和動能的混合

我來給個比較標準的答案，這個問題其實挺有意思的，希望不要有人被開玩笑的回答給誤導了。

如果一個人能夠在宏觀和微觀縮放自如的話，這個問題其實就不難理解了。

彈簧宏觀上的彈性勢能體現在微觀上就是分子間、分子內的化學鍵的扭曲，數量巨大的化學鍵被扭曲所儲藏的能量在宏觀上就以整體的勢能得以體現了。在微觀上，這種彈性勢能則被分散在每一個化學鍵裡面了——也就是說每個化學鍵都是一根小彈簧。

那麼當彈簧浸入酸液被腐蝕的時候（我們來假設一種理想狀況，既彈簧整體被同時瞬間腐蝕掉），這個時候所有扭曲的化學鍵的彈性勢能都會被釋放出來——我們甚至可以理解為每個被腐蝕產生的離子要比彈簧不壓縮的情況下「彈」出去得速度更快，也就是體系內能更大。

再從宏觀上來看的話，就是這樣的場景了——所有彈性勢能最終都變成了酸性溶液（內含彈簧分子或離子）體系的內能了。所以壓縮彈簧泡進酸液要比不壓縮彈簧泡進酸液總體系溫度更高，當然這種差別大抵是溫度計測量不出來的。

偷懶刷知乎，看到這個問題實在忍不住答一發。
首先題主如果是自己思考提能提出這個問題，個人認為非常難能可貴。知識的探索就需要這種靈活刁鑽的想法。
其實很多問題細討論都很複雜，不同模型的結果可能也會在定量上有出入，我水平有限，如果沒有資料，明確的說我答不出，不過單看問題題主應該也只是需要一個定性的答案。
其實很早以前這個問題就有人思考實驗過。
目前看來知乎上看過別萊利曼（也有譯為貝列里門）的書的人並不多。這人是個蘇聯科普作家。國內將其作品整理出版，其中《趣味力學》就有這個問題。
手邊沒有實體書，我特地去找了個pdf截個圖

結論部分看紅線花出來的。

補充一下：最終彈簧勢能變成整個溶液系統內能。這個結論沒有錯誤。但是彈簧形變微觀結構發生改變有部分勢能通過化學反應釋放出去，文章說部分變成化學能這個解釋應該說的過去。

@王吧提到關於機械力化學問題
@Briserker 找到了與科普文里相反的實驗結果
感謝二位
對於文章中實驗是否正確我作為外行表示不知道，等待有大神關於化學上的解答。

p.s對於任何材料都可以質疑，不過請端正態度。

正文結束以下是吐槽
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即是逼格高如知乎，物理類問題下面裝逼的比路過多，本題就是個例子，除了不足個位數有討論意願的人，其他的人的尿性並不比民科高到哪去，少部分人看似認真答題，實則不切題。大部分也就會拽幾個從在課堂上學來的名詞，個別人也只會初中物理名詞，概念還沒弄清就上來強答，別嫌我話難聽，實情就是這樣。

在靜態的空氣裡面鬆開彈簧，勢能就被釋放了。那麼彈簧反覆振動，彈簧的內溫逐漸升高，那麼彈簧的勢能全部通過金屬結晶區和非晶區的內部摩擦震蕩轉換為熱能，表現為彈簧本身的溫度升高。不管是逐漸鬆開還是忽然鬆開，規律如是。靜態空氣裡面還是有空氣的表面熱對流，彈簧最終溫度平衡到原始的空氣溫度。整個過程後，勢能轉化為空氣流動帶走的熱能。

即使在真空裡面鬆開彈簧，彈簧不會像永動機一樣地一直運動下去，因為真空也無法干擾金屬內部的熱運動，彈簧還是溫度一直升高，最終彈簧停止振動，彈簧的溫度根據比熱公式穩定下來。整個過程後，勢能轉化為彈簧溫度變化的熱能。

通常化學過程自由能變化的能量很高，常規的機械過程影響不了化學平衡。在強酸液體裡面要增加兩個個考慮因素：
1. 質量的減少和物質形態的變化
銅彈簧的勢能 E=(1/2)*kx^2
其中的彈性係數k，隨著銅的化學反應彈簧變細，急劇下降：
（3Cu+8HNO3 ------ 》3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O + Q1 （放熱反應）

2. 放熱反應導致的彈簧本身溫度升高（在未斷裂前）
系統溫度升高，造成它的彈性係數 k逐漸減少

以上兩個因素在斷裂前，彈簧的x不變。（題外話）

1. 在斷裂前，表現為緩慢釋放為系統溫度升高的熱能（0.00001%）並參與其他物質轉化的內能（99.99999%）。
2. 在斷裂後（如果發生），表現為忽然釋放為系統溫度升高的熱能（0.00002%）並參與其他物質轉化的內能（99.99998%）。

勢能參與到化學能變化的過程並不奇怪，而且勢能達到一定的程度，可以經由熱而催化化學反應。如果有幸做一個積蓄超大勢能的彈簧，在酸裡面可能會爆炸！！！這和採用銅塊和納米微孔（極大表面積）的銅粉化學反應的活性不同一個道理。麵粉也會爆炸，表面勢能也參與到其和氧氣反應的過程中了。

看到e神 @王吧的答案來的，強烈建議各位去了解點機械力化學，這個領域非常有趣。

我並不是來答題的，但是看到@朱明璇知友的回答之後覺得別萊利曼的那個實驗結果太反直覺了，所以我就去查了一下文獻。

以下實驗結果出自Gutman E M. Mechanochemistry of materials[M]. 1998,Cambridge Int. Science Publishing, pp. 103-107.
我使用的數據均來源於Google圖書，可在線閱覽（但是我看不到這本書的參考文獻部分什麼的所以無法進一步進行搜索），此書鄙校圖書館沒有，libgen找不到。因為似乎大多數對於機械力化學的研究集中在高分子領域（如我另一個回答），以及某些無機材料通過球磨等機械力作用方式促進的化學反應，而這個東西我倒是覺得跟應力腐蝕很相關啊……因為比較常見的現象是在金屬材料受拉應力作用的時候，其被腐蝕的速度常常會加快……

在作者的實驗中，用外力使得鋼、鋁片發生單軸或者是雙軸（這是較為簡單的情況）彎折，將其浸入到腐蝕液之中，因為材料被腐蝕之後厚度降低，實際的應力會發生變化，所以實驗均只測定在浸入後相對較短的時間內的溶解速度。

本實驗中採用了四種碳鋼，腐蝕液為30%鹽酸，所加應力均不超過屈服點，上圖為實驗結果，v為受力彎折的鋼片，v0為不受力的鋼片，其結果是顯然的。作者又稱其他金屬或者合金的單軸彎折也給出了類似現象。

本實驗中，作者使用了一種馬氏體鋼（0.3% C, 1% Si, 0.9% Mo, 1% Cr, 0.4% Ni），腐蝕液是20% 硫酸（加或不加30 g/L 氯化鈉），或者是鋁，腐蝕液為3% 氯化鈉和0.1% 過氧化氫，或是氯化鈉和鹽酸，其結果也是顯然的。

其實我就是比較懷疑別萊利曼的實驗結論，我並不是來答題的。

這問題（從某個角度上講）我覺得可以被歸為是Mechanochemistry。關於高分子材料在機械力作用下發生的一些有趣現象及其應用，諸位（想看文獻的）可以去看看我的這個回答：
當我們撕開塑料袋的時候，是撕開了化學鍵還是只是分開了兩條或幾條鏈？ - Briserker 的回答 - 知乎

以上

轉化成內能。
參考：
如果把一根壓緊的彈簧放進酸里溶解，它的彈...
金屬材料的應力腐蝕
金屬材料的應力腐蝕（鐵軍）

謝邀。 @韓東燃的回答解釋得很清楚，彈簧宏觀上的彈性勢能體現在微觀上就是分子間、分子內的化學鍵的扭曲。當彈簧浸入酸液被腐蝕的時候，扭曲的化學鍵的彈性勢能都會被釋放出來，最終變成了酸性溶液（內含彈簧分子或離子）體系的內能。所以壓縮彈簧泡進酸液要比不壓縮彈簧泡進酸液總體系溫度更高，當然這種差別大抵是溫度計測量不出來的。——對此唯一可補充的是，與其說分子間、分子內的化學鍵，然後在金屬鍵、離子鍵等問題上糾纏，不如直接說原子間的相互作用，無論算不算化學鍵。

由於本身彈簧的壓縮時的應力，一旦遭到腐蝕，最可能發生的情況是由於金屬晶間腐蝕產生裂紋，裂紋擴大而瞬間斷裂，勢能轉化成液體的內能。
圓柱彈簧壓縮會對彈簧絲造成扭轉應力，應力值最大的地方在彈簧絲的最外圓周，一旦腐蝕裂紋擴展整個彈簧就斷掉了

彈性勢能本質上是組成彈簧的粒子之間的相互作用的勢能的綜合，這個相互作用是電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用、引力相互作用等的總和。

溶解的過程微觀上看就是彈簧的表面的粒子不停的跟溶液中的其他粒子碰撞，進而有的化學鍵斷裂，有新的化學鍵開始形成，使得一部分粒子因為與其他粒子形成了新的結合關係而產生了與之前和其他粒子結合起來形成的固態物質不同的，可以溶解於溶液的新的化學產物。那麼在這個過程中有不同粒子之間距離的變化，因而也就帶來了各種相互作用的能量的變化。包括溶液里和本身彈簧的組成粒子運動的動能都可能在反應前後發生變化。

被腐蝕後作為彈簧原先的組成粒子的總能量未必是降低了，也有可能增加。

宏觀的彈性係數的變化是因為組成這個彈簧的物質本身就發生了變化，微觀上的物質組成也可能變化，宏觀的形態上也會變化，比如變細了。

問題很好，值得深入探討。

按知乎慣例，首先部分反對目前排名靠前的幾個答案，當然他們也沒全錯。

事實上，看到這個問題的時候，我首先想到的是這個問題：

如果把一根壓緊的（鋼製）彈簧用火燒，它的彈性勢能到哪裡去了？

關於這個問題，不知道有沒有小夥伴像我一樣折騰過，——圓珠筆中的鋼製細彈簧，用打火機燒一下之後，（可能由於鋼的碳含量發生變化？）彈簧的彈性會發生極大的改變，甚至變成鐵絲一樣任人蹂躪。

說這件事情的原因在於，「火燒」這個動作改變了彈簧的勁度係數（胡克係數）。——或許您現在知道為什麼我要「反對」之前的幾個答案了，浸在酸裡面，材料被腐蝕的過程中，彈簧的勁度係數也在變化。

我們知道，對理想彈簧，其彈性勢能 $E_p = frac 12 k cdot Delta x^2$ ，在題目的這種情況下，形變數可以認為沒有變化，然而如前所述，勁度係數是變了的，所以結論很自然，彈性勢能會減少。我猜這才是題主問這個題目的出發點，——勢能真的少了，可是去那兒了呢？

要弄清楚這個問題，單純宏觀的「彈性勢能」就不好使了……我們知道，自然界中存在四種基本力，彈力本質上是電磁力的宏觀效果。說的科普一點，是分子間作用力的一種宏觀表現。好的到這裡我們基本上已經接近真相了，彈性勢能是什麼？分子間勢能的宏觀效果；那麼，如果分子間的排列、結構發生了變化，它們之間的勢能會不會發生變化？所以宏觀上勁度係數會不會變？

僅以以上問題拋磚引玉，以及，雖然我也是個半吊子，很多事情還是不要想當然。

PS：極端情況下，如果腐蝕區域嚴重不均，速度飛快，彈簧真的可以在勢能變化不大的時候崩斷。

EOA

=
金屬遇見酸所發生化學反應是放熱反應。被壓縮的彈簧儲存有外力推送的彈力勢能，這種情況下，和酸反應放出的熱會更多，反應的持續時間也會更長。不儲存勢能，和儲存勢能的兩種情況，金屬和酸反應，其差異可以容易觀測出來。

整個過程完全在能量守恆的框架內進行。

這個問題其實是一個「經典問題」，百年前人們就思考。比如在那幾本命名《趣味物理學》，由蘇聯物理學家寫的小冊子就有提到這個問題。在那本小書裡面，金屬薄片被壓制在燒杯裡面，燒杯的內壁剛好讓金屬薄片保持彎曲形變，然後注入硫酸，產生放熱反應。作爲對比，也提到不讓金屬薄片彎曲，直接安放在燒杯裡面，注入同樣分量的硫酸，觀察過程，可以知道有形變的金屬薄片反應時間要長些[反應時間有異議]。並告知有形變時放出的熱量更多。

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2016 年更進：兩年後的今天 Briserker 給出實驗數據表面正常彎曲下的一些不同材質金屬，在酸性溶液中溶解時間會變短。理由見評論其他人的話語。
如果把一根壓緊的彈簧放進酸里溶解，它的彈性勢能到哪裡去了？ - Briserker 的回答 - 知乎

受邀，改變反應速率。

改變了活化能。

這是非平衡問題。

「去哪了」是科普語言。

可以類比外壓改變反應速率。

關評論了。

你們這些人總想搞個大新聞
先問是不是再問為什麼
你的這個假設是理想狀態實驗是做不出來的在試驗過程中彈性勢能會因彈簧的不均勻溶解導致的斷裂而釋放出來

你聽說過永動機嗎？

根據可靠性原理，並沒有完美的彈簧。
在受力情況下，應力集中點會最先被破壞。
同樣原理，彈簧也不可能完美一直保持形變狀態，
肯定會有個最薄弱的位置先斷裂，
緊接著相鄰位置依次裂開，最終斷為兩截。
能量在對彈簧本身撕裂的過程中得到釋放。
所以不論氧化，鏽蝕，還是什麼酸鹼溶液，亦或者正常使用，
該斷的位置，它一定會斷。
該釋放的力一定會釋放。
因為這個世界本就不完美。

變成溶液的溫度，你看看彈簧的力多少，能變成多少溫度

我看到最高票答案居然是個醫學博士我簡直要笑了（並沒有不尊敬）...

知乎號稱先問是不是，再問為什麼？

那麼彈簧拉長產生是怎麼樣產生彈性勢能的呢？這顯然是一個物理問題，所以基本不涉及化學鍵層面的內容。勢能來源於分子之間的相互作用力，也就是范德華力，也可以用牛頓萬有引力定律來淺顯的解釋：分子之間的距離過大，產生了吸引力，同理壓縮彈簧會產生排斥力，同樣出現彈性勢能。

有沒有化學鍵的扭曲呢？可能有，但是考慮到化學鍵鍵長一般在1-3 A之間，且其鍵長變化超過50%就幾乎肯定會出現化學鍵斷裂的情況，拉長彈簧，顯然不太可能完全是化學鍵斷裂產生新的化學分子，所以認為化學鍵扭曲在此只貢獻了很少的勢能。

那麼接下來說溶解的過程中，這個勢能是去哪裡了呢？

首先，單純的溶解，溶質要克服分子間作用力擴散到溶劑體系中，所以該過程是要吸熱的。拉長的彈簧，其分子間的間距增大，可認為增大其比表面積，有利於彈簧和更多的溶劑分子互相接觸，加速其擴散過程，所以能溶解的更快！而該過程吸收的熱量更少，所以，彈性勢能確實是填補到分子溶解吸熱的過程中了。

當然，彈簧溶解其實還包含化學變化，涉及化學鍵的斷裂和新鍵形成。或許有很小一部分勢能貢獻給了吉布斯自由能的變化，這裡不再多說，因為答主累了。。。

就醬紫了，好像和高票答案沒什麼區別，但是我們理科生還是要講究表述的準確性好吧。

我不知道誰來問這個問題，感覺能給初高中生一些幫助，其他的理工科學生大概都明白怎麼回事，文科生大概不會關注這個問題，關注了。。。大概也看不明白我寫的是啥。。。。

把一個饅頭攥癟了吃下去，攥癟它的這部分能量去哪裡了？

你消化它的時候更費勁了。

鑒於好多人說彈簧會斷掉，我幫忙稍微修改一下問題——

把一個很粗的彈簧放入強酸中……
彈簧開始被溶解。
彈簧慢慢變細。
在它某處發生斷裂之前，這整個溶解的過程中，因為彈簧線徑變了，所以彈性係數變了，所以彈性勢能變了。
那麼，這部分變化的能量到哪裡去了呢？

↑這樣可以嗎～

所以說知乎什麼時候能給提問者的問題點贊？

高票答案比我說的更加準確，大家向他們學習~~~

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推測實際情況應該是彈簧被腐蝕然後某個缺陷部位承受不住張力突然斷裂，彈簧瞬間變為兩節截並釋放彈性勢能，如果容器沒蓋好蓋子的話，說不定會噴出一大股酸液，孩子你可要小心哦～

我感覺這題可以分兩部分考慮
1.腐蝕液的溶解
腐蝕液溶解緊繃彈簧和無彈性形變的彈簧應該產生的能量是相同的，即產生相同的熱量。因為能量守恆，物質的量守恆，元素守恆。
2.微元法
其實這道題設置的有點繞彎。我認為這和繃緊的彈簧被無數刀同時切斷效果相同。假設腐蝕液把各個小段彈簧同時分解，則每一段同時獨立開來，形成無數個繃緊狀態的小彈簧。這無數個小彈簧同時釋放（這無數個小彈簧的長度無限趨近於0），等效於一整個彈簧釋放能量，彈性勢能被正常釋放（只是我們看不到哦～）。而現實情況是，一根彈簧，質地表面氧化程度等等必然有差異，放在腐蝕液中必然先從某處先斷成兩段，再無限重複該過程，形成無數段看不見的小彈簧，和剛才情況最終結果是一致的。彈性勢能是正常釋放的。只是無數個小段太微小了，以至於我們看不到它在腐蝕液中釋放得打出了水花這種視覺現象。
3.腐蝕液溶解彈簧產生熱量只是化學反應生熱，不是分解的彈性勢能～