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1 # 百科暘
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2 # 汪新環
初步估算低於50度。如果是1千克0度水與1千克100度的水混合,混合後的溫度是50度。這裡是0度冰水混合物,0度冰變成0度的水,需要吸熱,冰的佔比多吸熱也更多,所以,如果是等質量的0度冰水混合物和100度水混合,溫度會低於50度!如果冰含量越多,混合後的溫度也越低!這裡指的是1升的體積而不是1千克,也是一個變數。1升冰水混合物,冰的比例不一樣,質量有大於,也有少於1升100度水的質量。如果要精確計算,還要知道冰水的混合比!所以只能估算,混合後的溫度低於50度,如果冰的量越少,溫度越接近50度!
如果把一升100攝氏度的水倒入一升0度的水之中,結果會得到兩升50度的水嗎?那麼,混合之後得到的水的溫度是多少呢?
冷水與熱水混合,這種事情在我們生活中經常發生。有時水太燙了,混點冷水。同理,水太冷了,混點熱水。這樣能調節溫度,那我們在混合水的時候考慮過一個問題嗎?如果將一升零度水和一升100度的水混合得到的水溫是多少?很多人會不假思索的回答50度。其實這是錯的,並沒有想的那麼簡單。
根據物理知識,在地球氣壓下,當水的溫度為4℃時,它的密度最大,為1000千克/立方米。那麼,當水的溫度分別為0攝氏度和100攝氏度時,水的密度是多少呢?經計算,前者的密度是999.84千克/立方米,後者是958.37千克/立方米。所以,在體積同為1升的情況下,根據公式p=mv可知,兩者的質量相差41.47克。也就是說,當體積都為1升時,0攝氏度的水比100攝氏度的水重41.47克。在一個大氣壓的條件下,水的溫度區間在0攝氏度到100攝氏度之間。 在4度到100度之間,冷水密度比熱水密度大。主要是因為溫度愈高,分子之間的距離愈大,也就是密度愈小。 但是,在0度到4度之間,卻是溫度愈低密度愈小。我們都知道冰的密度比水的密度小,是因為冰的特殊結構使其然。在0度到4度之間,水的微觀結構漸漸趨近於冰, 以至於密度變小。 4攝氏度的時候,水的密度最大。
根據公式c·m1·(100-t)=c·m2·(t-0)(c為比熱容)進行計算,混合1升1000攝氏度的水與1升0攝氏度的水,最終得到的溫度是48.94攝氏度,結果略小於50攝氏度。所以那些生活中看似簡單的物理知識其實並不簡單。還是需要實際動手去驗證。