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一升100℃的水里倒入一升0℃的水,得到的是不是两升50℃的水?为

电脑版   2020-11-26 16:42  

一升100℃的水里倒入一升0℃的水,得到的是不是两升50℃的水?为什么?:这种问题很容易引发出“杠精聚集地”,就像“一斤盐溶于一斤水里是不是得到两斤水?”的

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这种问题很容易引发出“杠精聚集地”,就像“一斤盐溶于一斤水里是不是得到两斤水?”的问题一样,因为有很多外界条件没有设定清楚,有很多外界因素影响最终的结果。

不过,即使在理想环境条件下,不考虑整个过程中水分的蒸发,还有热量的传导等外界影响,从科学严谨的角度来分析,最终得到的也不是两升50度的水,而会比50度略小。

当然,在我们日常生活中,可以认为是两升50度的水,毕竟非常接近50度。

那么为何会比略低于50度呢?

首先,100度的水域0度的水密度就不一样,质量当然也不一样,0度的水密度略大。这里需要明白一点,0度并不仅仅是冰和水的混合物,也存在0度的水和0度的冰,只不过如果把0度的水变成0度的并,还需要释放热量。

同时,水在不同温度下的比热容也是不完全一样的(当然相差也很小),而物体吸收或者释放热量的多少与质量和比热容有关,,所以最终不可能得到正好两升50度的水。

科学是需要严谨的,但生活中我们不必太严谨,只需要明白其中的道理就行了,也没必要就这个问题非得较真!

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我工资四千,我老婆工资六千,加在一起以后你以为我一个月有五千吗?不,只有五百。[捂脸]

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不会是50°C 2升水。这里涉及两个物理学概念:水的热膨胀系数和水的比热。水的热膨胀系数随着温度变化而变化,不是一个恒定的值,水从0°升到3.98°C体积是在变小的,继续升高体积又变大,这个变化与温度之间不是同比例。所以一定质量的水,0°,50°,100°,体积不一样。两个不同温度的1升水,加一起温度都发生变化,体积不再是两个1升的和。由于1升0°水和1升100°水热膨胀系数不一样,同样体积水其质量是体积是不一样的,水的比热的常数,同样质量的水升高或降低相同的温度,其吸收或释放的热量是一样的,但0°1升水和100°1升质量不一样,到50°时候吸收的热量和释放的热量是不相等的。所以混合以后水的温度肯定不是50°。这里多说一句,水是自然界最奇妙的物质,它在3.98°的时候密度最大,所以不论多冷的冬天,水深的河底部的水都是3.98°不会结冰,那里是鱼类的庇护所,同样,不论多热的夏天,一定深度的水库底层的水温都是在4°附近,那里是冷水鱼的天堂。千岛湖底部的水夏天可以供应冷气就是这个原因。

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这是大学题目!

既然较真,我也来杠一下!

这种只考虑密度,而不考虑比热的变化是错误的!严格来说,必须采用焓值计算,0度时焓值×体积×密度+100度时焓值×体积×密度=T度时焓值×体积×密度。

用ASPEN软件建个最简单的混合器模型,一眨眼就出结果了[呲牙][呲牙][呲牙]

我明天去办公室建个模型算一下就知道结果了。

2020.5.22公布模拟计算答案,结果如下:

计算一:

1摩尔0度水+1摩尔100度水,得到2摩尔51.2236137度的水。

计算二:

1升0度水+1升100度水,得到48.646度的水,总体积是1.99419升。




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遇事不决,量子力学,量子君来回答这个问题。

对于日常生活来讲,不需要太精细的计算,大致是这样的情况。简单来说,把1升100摄氏度的水,倒入1升零度的水中,得到的接近50摄氏度的水。

有人会问,零度时水不都变成冰了吗? 这里,在1个标准大气压下,一般把冰水混合物的温度定为0摄氏度。因此,存在着零度的水,也存在有零度的冰,但想要把零度的水变成零度的冰,就要继续释放热量才行。


但如果作为中学物理里的计算题,我们就需要考虑一些细节了。首先要考虑成理想的隔热容器中,忽略和外界的热量交换,还要忽略掉过程中的水汽蒸发。假设混合后温度为t0, 计算物体降温释放热量的公式是Q放热=cm (t0 - t), 而低温的水升高温度到t0, 水吸收的热量是Q吸热= cm (t-t0)。在本理想体系中Q吸热=Q放热,其中比热c和m是个变量。

通过以上公式我们就可以对混合后的温度t0进行计算,这里零度的水密度为0.9998, 而100摄氏度水的密度为0.9584,当考虑c不变时,可以计算得到混合温度为48.943摄氏度,稍低于50度。

其实较真起来,水的比热容c随着温度也略有变化,例如常压下,0摄氏度水的比热容是4.216,而100度时水的比热容为4.212。考虑到是理想状态的各种忽略,一般就大致如上计算了。

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老话说的好:冷水难烧,同质量100度的水兑进0度的水中绝对不是50度,应该是30几度而已。

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这个问题表面上很简单,其实不然。不同阶段的学生,由于所学知识的不同,本题就会产生不同的计算结果。

由于物理知识是从初中二年级才开始学的,因此可以认为初中一年级(包括初中一年级)以前的学生,理论上并不懂得有关水方面的物理知识;如果非要说懂,也就是简单的常识性的物理知识。

在很多人眼里,水的密度是一成不变的,其实这是错误的。下表就是水在不同温度下的密度:

从上表可以查到,0摄氏度的水,密度是999.840克/立方分米;100摄氏度的水,密度是:958.345克/立方分米;50摄氏度的水,密度是988.030克/立方分米。

①初中一年级(含)以前的学生正确的计算结果是:

1升100℃的水里倒入1升0℃的水后,当然得到的就是2升50℃的水。

②初中二年级的学生,正确的计算结果是:

999.840+958.345=1958.185(克),1958.185÷988.030≈1.9819(立方分米)=1.9819升。

结论:1升100℃的水里倒入1升0℃的水后,可得到1.9819升50℃的水。

③学生到了初中三年级以后,因为已经学到了能量守恒定律,所以,这个实验既要考虑密度的变化所带来的影响,也要考虑能量守恒定律的作用,计算起来就比较麻烦了。

A.先根据能量守恒定律求出两种水混合后的温度:958.345×100÷1958.185≈48.94(℃);

B.从上表查出水温为48.94℃时,水的密度为988.479克/立方分米;

C.最后计算出混合后水的体积:1958.185÷988.479≈1.981(立方分米)=1.981升。

因此,最终的、也是最正确的答案是:

1升100℃的水里倒入1升0℃的水后,得到混合后水的体积大约是1.981升,温度大约是48.94℃。

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印象曾回答过类似问题,

蒸发考虑吗?环境温度、湿度考虑吗?这些因素对水的体积和温度都会带来影响。即使不考虑,由于热膨胀,水的密度也是变化的,下图就是水的密度与温度的关系。

同时,水的比热容也随温度变化,下图是水的比热容与温度的关系。

所以,不确定因素太多,最后结果难以预料,只能在达到热平衡时进行测量。各种结果皆有可能,但可以预料的是,最后的水是2升,温度是50℃的几率微乎其微。所以,这样的问题,只有理论计算的意义,需忽略上述各种因素的影响,总体积体积和。冷热水体积相等,质量相等。达到热平衡时Q吸=Q放,即cm(t-t01)=cm(t02-t),化简整理得t=(t01+t02)/2=(0℃+100℃)/2=50℃。

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要是较起真来,笔者丝毫也不含糊,可以肯定的说,如果“一升100°C的水里倒入一升0°C的水”,得到的一定不是“两升50°C的水”,为什么呢?这里要考虑三个影响因素:

其一、密度。无论是一升100°C的开水,还是一升0°C的冰水,其密度都小于最大值4°C水的密度1,两者掺和到一起,基本也就变成了常温下的水了,也就是更接近密度1,因而体积必然变小,确定无疑不会是两升,只能是略小于两升吧!

其二、比热容。单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量,4℃的水密度最大,0℃的水的密度比100℃水的密度大,两者混合以后,无论是吸收还是放出热量,都会大大损耗比热容,也就是说,混合后的水,一定不会是平均值,混合水温应该低于50℃。

其三、体积与质量。一升100°C的开水和一升0°C的冰水,体积是相同的,但是由于密度的不同,决定了其质量的不同,一升0°C的冰水密度大于一升100°C的开水,所以冰水的质量更多一些,混合后的结果,只能是水温低于50℃,体积小于两升了。

综上所述,笔者认为,物理问题只能用物理学知识来解决,其他的种种猜测和想象都是空穴来风,毫无事实根据!希望同学们,还是好好学学初中和高中物理知识吧。

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这个问题最终的结论只能是;在短时间内,可出现体积小于两升,水温是50度的水。若时间延长,就必然是低于50度(保持当时自然常温),且小于两升的水。其理由如下:OO①,水的比重大都是指1~4度的水是1克/立方cm,因此,相同重量的水会随着温度的升高而增加体积。比如,一只杯子可正好装满一斤IO摄氏度的水,但装不下一斤40摄氏度的水。因为水温升高,体积增大了!!!OO②,把100度的(开)水,倒入O度的凉水中,不可能立刻就搅拌均匀变成50度!等到搅拌后温度计正好测得是50度时,由于开水热气必然要蒸发,又因为O度水中必然含有一定的冰,这样就会出现这种现象,水温正好是50度时,水的体积小于两升!整体粗略地看也是两升(容积),但若用精密仪器测量,肯定没有两升!`若当时天时的自然温度是25度,那么,水温就会继续下降,最终的结果是,水温低于50度,体积小于两升。

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