先先糾正一點，那這個因為都是水。所以不會出現什麼熱水跟冷水分隔隔離的問題。只要你倒在一起，它就混合了不存在上下層的問題。但是會存在溫度不同，底下的水溫會更低，上面的水溫會更高。這個你也可以透過熱脹冷縮來理解，溫度，低密度大溫度，高密度小密度高的質量更大，密度小的質量更小。所以這輛更大的選擇權就會在下層。

其實這個要看你如何去加水。水的密度在4℃的時候密度最大，其它時候都會減小。因為熱水和冷水不存在分層不相容的情況，所以當熱水和冷水進行混合時，分子在進行布朗運動進行交叉，最終達到完全混合，不再存在上下之分。所謂上下只是在短暫的瞬間有上下區分。

熱水和冷水是一樣重的，你倒半杯熱水，在倒半杯冷水，喝的時候也不會先冷後熱或者先熱後冷啊，所以不會分上下的。

應該是是冷熱水混合的過程，與怎麼混合方式也有關係，但熱水密度小冷水密度大，理論上沒有外界影響的話，冷水分佈在下方多一些，熱水分佈在上方多一些。

在解決這個問題之前，我們想了解下面的一些知識，將幫助我們更好的理解這個問題。

首先自然界有一個比較廣泛的定律，那就是“熱脹冷縮”，意思就是，同一物體，溫度越高，體積就會膨脹。

我們常用的溫度計正是使用熱脹冷縮的原理來顯示溫度，溫度計中的金屬汞溫度升高後，體積會膨脹，因此液麵隨之會升高。

那麼熱脹冷縮現象的產生就會導致密度的變化，由於質量守恆，物體的質量是不會變的，根據密度ρ=m(質量)/V(體積)可以知道，物體的密度會隨著溫度的升高而降低。對於具有流動態的物質來說，密度越小的物體，會受到浮力的作用而上升，我們的熱氣球就是利用下面的火焰將空氣加熱，導致密度降低，從而使氣球受到浮力的作用，當浮力大於重力時，將會使熱氣球上升。

我們基本都透過熱脹冷縮現象，那麼是什麼原因導致熱脹冷縮呢？首先我們要知道溫度的本質，溫度其實是一個分子運動的統計概念，溫度的高低事實上就是分子運動強度的高低，世界上任何超過0K 的物體，分子或者原子都在不停的振動。

溫度越高，分子振動越劇烈，由於分子之間是存在作用力的，因此，當微觀粒子的振動強度不大時，難以掙脫它們之間的作用力，粒子就難以運動，因此，物體就會呈固態，那麼當溫度升高時，粒子振動加強，能夠掙脫它們之間的作用力時，就能夠自由運動，因此就能夠變成液態甚至氣態流動起來。

當我們瞭解了上面這些現象以及它們的本質之後，這個問題就很好解決了。

我們已經知道了物體的熱脹冷縮現象以及產生這個現象的本質原因。在重力的作用下，密度越高，所受的重力越大，密度越低，所受的重力越小，那麼當它們處於同一個容器當中時，我們可以這樣現象，密度大由於受到的重力大，因此重力大的物質能將重力小的物質給擠上來，因此，密度大的物體就會處於下方。密度小的就會處於上方。

按照這個邏輯，那麼熱水肯定是處於下方，那麼事實真的是這樣嗎？按照我們的生活經驗也知道，當我們往熱水中加冷水後，最後水的溫度會整體降低，而不是分層，要解釋這個現象其實也很簡單，上面我們也提到過，分子是在不斷運動的，那個它們之間的運動是會傳遞的，溫度大，振動劇烈的分子會將自己的能量傳遞給振動小的分子，使它們的振動趨於一致，這就是熱傳導的原理。

並且液態分子的流動性非常強，運動劇烈的分子會隨機運動，與振動較小的分子均勻混合，形成均一的狀態。並且將能量傳遞，使所有的分子振動程度趨於一致。因此，也就不會存在分層的現象。

但如果嚴格來說，在冷水與熱水緩慢混合的短暫時間內，由於熱傳遞的速度並沒有那麼快，因此它們之間還存在密度差，會存在短暫的分隔現象，此時的熱水會大致分佈在上方，而冷水會處於下方。但熱傳遞結束後，所有的溫度都是一致的。

當然，最後還要補充一點，就是水在4攝氏度以上遵循熱脹冷縮原理，這其中還有另外的原因。在這裡就不詳細解說。