一升0度的水倒進一升100度的水中,能得到兩升50度的水嗎?

2020-08-30 大宇茶館


  前不久在網上流傳一些問題,引發了眾多「槓精」網友的爭議。比如一斤鹽加上一斤水,是不是得到兩斤液體?對此網友表達了不同的看法和意見,其實從專業角度來看,這個問題沒有標準答案,因為這個問題最根本的外界條件沒有講清楚。這個實驗會受到外界因素影響,比如溫度和壓強等等,所以在不同的前提下,這個問題會有不同的答案。

再比如你喝進去一斤水,你身體是重了一斤嗎?理論上來講,是的。但是有很多網友說不是,這個問題和上面那個問題不一樣。涉及到很多精密的科學道理。但是大差不差,不信的話你可以拿一杯水站在秤上,喝完之後看看會不會變輕,答案是顯而易見的。

  今天我們探討一個更有趣的問題,那就是將一升100度的水倒進一升0度的水裡,將兩者充分融合,是不是就可以得到兩升50度的水呢?其實這個問題跟鹽水問題一樣,難以解答。

首先這個問題的前提是不考慮其他外界因素,在很理想的環境中進行,水分不會蒸發,在傳播的過程中熱量也不會喪失。結合科學數據來看,得到的有可能是兩杯50度的水,也有可能比50度稍微低一些,但絕對不會比50度高,這到底是為什麼呢?

  在我們的傳統觀念裡,一升水加上另外一升水是兩升。0℃加100℃除以二會變成50℃。這是我們從數學考慮來考慮問題,如果從物理學的角度來說,這個問題的答案是不一樣的。因為從一個容器倒進另外一個容器的話,水的數量會有些微的減少,而且還會出現蒸發。

  同樣的道理,100度的水不會一直保持在100度,放在那裡它會慢慢變涼,會散發熱量。就算我們平時喝水,如果水太熱的話,我們會拿兩個杯子來回倒,水流的速度可以讓水更快的涼下來。可是我們剛才說過了,把這些問題都拋開,在最理想的狀態下來進行實驗。為什麼得到的結果仍然不是50度?

  原來在不同的水域裡,水的密度不一樣,質量也不完全相同。如果把0度的水變成0度的冰,這個過程還需要進行熱量釋放。水在不同溫度下,比熱容也完全不同,雖然這個比值相差很小,可是在整個吸收與釋放的過程中一定會有所影響。不同溫度下的比熱容就決定了最終得到的水不會是50度,很有可能比50度偏小。

  怎麼樣,站在物理和科學的角度來看,是不是又有點違背常識了?其實在我們生活中,細細去考究,也會發現很多大學問喲。

  


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  • 一升0度的水倒進一升100度的水中,能得到兩升50度的水嗎?
    比如一斤鹽加上一斤水,是不是得到兩斤液體?對此網友表達了不同的看法和意見,其實從專業角度來看,這個問題沒有標準答案,因為這個問題最根本的外界條件沒有講清楚。這個實驗會受到外界因素影響,比如溫度和壓強等等,所以在不同的前提下,這個問題會有不同的答案。再比如你喝進去一斤水,你身體是重了一斤嗎?理論上來講,是的。但是有很多網友說不是,這個問題和上面那個問題不一樣。
  • 一升100度的水倒入一升0度的水中,會得到兩升50度的水嗎?
    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?需要注意的是,水在0度和100度時都可以保持液態。雖然0度是水的冰點,但在這個溫度下,水的液相和固相是可以共存的。0度的液態水要轉變為冰,需要大量放出熱量,沒有繼續降溫,水能夠維持液態。
  • 一升100℃的水裡倒入一升0℃的水,得到的是不是兩升50℃的水?為什麼
    兩部分相同質量的100度和0度(未結冰)的水倒在一起,溫度會不會是50度?首先應明確熱水與冰水混合時與外界的換熱可忽略, 然後查水的物理性質表可得0度時水的焓值為0kJ/kg,100度時水的焓值為419.10kJ/kg。100度的熱水與0度的冰水等體積混合時,0度水的焓增與100度水的焓減應相等, 不是兩升,因為水和冰的密度不同,一升冰融化後是沒有一升水的,所以總體積小於兩升。
  • 同為一升,0℃的水倒進100℃的水中,是否得到2升50℃的水?
    那麼將一升100攝氏度的水倒進一升零攝氏度的水當中,兩者再混合之後是不是就可以得到兩升水,並且是50這一問題就像是鹽水一樣難以解答,我們講的這一問題並不考慮其他的外界因素,在非常理想的環境當中進行的,水分不會蒸發,熱量傳播的過程當中也不會喪失,得到的結果可能會是兩升50攝氏度的水,但是也會比50攝氏度更少一些。為什麼會導致這種現象呢?
  • 一升100℃的水與一升0℃的水混合,會得到兩升50℃的水嗎?
    這種問題很容易引發出「槓精聚集地」,就像「一斤鹽溶於一斤水裡是不是得到兩斤水?」的問題一樣,因為有很多外界條件沒有設定清楚,有很多外界因素影響最終的結果。不過,即使在理想環境條件下,不考慮整個過程中水分的蒸發,還有熱量的傳導等外界影響,從科學嚴謹的角度來分析,最終得到的也不是兩升50度的水,而會比50度略小。當然,在我們日常生活中,可以認為是兩升50度的水,畢竟非常接近50度。那麼為何會比略低於50度呢?
  • 一升開水,一升冰水,混合到一起,居然不是50度?
    一升100度的水倒入一升0度的水,是不是就是兩升50度的水?嗯,兩杯水都是一升,所以一樣重。熱量從開水到涼水,吸收的熱量等於放出的熱量。所以最後的溫度就是兩杯水平均。(100+0)/2=50℃,完美! 看看這「1+1=2」的問題,怎麼會為難我這個小天才?
  • 一升100度的水裡倒入一升0度的水之後是不是兩升50度的水?
    等體積混合,忽略熱容變化眾所周知水的密度與溫度有關,查表可知,100 kPa 下 0 °C與 100 °C 時水的密度分別為 0.99984 和 0.95840 g/cm³[1]。100, 10], {0.99984, 0.99970, 0.99821, 0.99565, 0.99222, 0.98803, 0.98320, 0.97778, 0.97182, 0.96535, 0.95840}}];heatCapacity = Interpolation[Transpose @ { Range[0, 100, 10], {4.2176, 4.1921, 4.1818
  • 有趣的物理:一升沸水倒入一升冰水,混合後得到兩升50°C的水嗎?
    一升100°C的水倒入一升0°C的水,混合後是兩升50°C的水嗎?為什麼?要是較起真來,筆者絲毫也不含糊,可以肯定的說,如果「一升100°C的水裡倒入一升0°C的水」,得到的一定不是「兩升50°C的水」,為什麼呢?
  • 100度的水瞬間倒入0度的水中,其溫度會瞬間持平嗎?
    縱使人類知道水是簡單的化合物,但是還沒有辦法通過利用化合物合成水。水的神奇也是很令人感到震撼的。有人問過這樣一個奇妙的問題,那就是如果將兩升水,一升是0攝氏度的,一升是100攝氏度的,在一瞬間將兩升水合入一起,那這個溫度會是怎麼樣的變化呢?是不是溫度會在一瞬間變為五十度呢?
  • 一升100℃的水和一升0℃的水,混合後為什麼不能得到兩升50℃的水
    有一點不得不承認能問出這種問題,是因為關於密度的概念沒有弄明白形成的。先看一下下圖。紅線圈出來的就是重點,物質的密度不但與物質的種類有關,還跟壓強和溫度有關係。(當然同種物質,狀態不一樣密度也不同。)這裡的100℃的水和0℃的水,顯然是溫度不同。所以它們的密度是不同的,當它們混合後溫度降低,密度又發生改變了。
  • 一升汽油有多重?你還以為一升=一公斤?大錯特錯!
    可能很多人看到標題會覺得納悶——「一升不就一公斤嗎,這不就是數學單位換算嗎?」但是,真實情況還就不是這樣,下面請聽小編娓娓道來。首先,這裡涉及到一個物理概念——「升是不能直接與公斤劃等號的。」如果要將升與公斤劃上等號,必須是以密度來換算。
  • 100度開水和0度的冰水混合後會是幾度?
    那麼,如果是等質量的一升100度的開水 加入一升度的冰水的話, 會不會中和成2升50度的熱水呢?雖然0度是水的冰點,但在這個溫度下,水的液態和固態是可以共存的。0度的液態水要轉變為冰,需要大量放出熱量,沒有繼續降溫,水能夠維持液態。同樣地,在100度時,水的氣相和液相可以共存,如果沒有進一步吸收熱量,沒有繼續升溫,水能夠維持液態,從而成為過熱水。另一方面,只要水的純度達到一定程度,水在0度時也很難結冰。同樣,水的汽化也需要核心,純度很高的水很難沸騰,它們可以變成過熱水。
  • 如果我們在月球上留下10000升水,它會持續多久才消失?
    決定水存在形態的主要因素在1個標準大氣壓之下,我們都知道純淨水的凝固點為0攝氏度,其沸點(也就是氣化點)為100攝氏度。而在不同的大氣壓、水中溶解物質濃度的不同都將影響水的三相態的臨界溫度。而水中溶解物質濃度對水的凝固點和沸點影響規律非常簡單,在相同大氣壓下,如果水中溶解鹽類物質越多,那麼水合物離子的結合程度也就越高,從而對水分子與水分子間氫鍵結合的影響就會越大,因此水的凝固點會相應有所降低,沸點也會升高。而我們考慮倒在月球上的水,可以視為純淨水,水中溶解度的影響就可以忽略不計了。在不同的大氣壓力之下,水的凝固點和沸點變化規律複雜得多。
  • 溶解度與溶解度曲線
    物質的溶解量與溶劑量成正比,為了便於比較,規定溶劑的質量為100 g,非溶液的質量。(3)狀態:飽和狀態。只有達到飽和狀態,溶解的溶質的質量才是一個定值,且是最多溶解的質量。(4)單位:克。因為溶解度實質上是溶質的質量,因此溶解度的單位為克。2.溶解度曲線(1)定義:用縱坐標表示溶解度,橫坐標表示溫度,得到的表示物質的溶解度隨溫度變化的曲線。
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  • 一升汽油等於多少公斤?
    每次都是加多少升油,這也是因為汽油是液體的緣故,液體的計量單位都用升來算。那大家有沒有想過,1升油有多重呢?                                                          升是體積單位,一般用來計量液體,而公斤是重量單位,用來計量固態物體時居多。那麼,1升汽油的重量能不能算出來呢?答案是肯定可以的。
  • 一升水的重量是一公斤,那一升汽油有多少公斤?
    說到汽油,也有一個比較常見的問題,我們一般都是用多少升,多少升還衡量汽油的多少,我們知道,升是一個容量單位,那麼換算成公斤重量呢,一升汽油有多少公斤?這就是涉及到一個轉換計算了,如果要想知道一升汽油有多少公斤,這就得知道汽油的密度是多少。不同標號的汽油,密度其實還是有許些差別的。所以,同樣的體積,他們的重量也不一樣。