冰水|一升冰水,混合到一起,居然不是50度?一升开水
一升100度的水倒入一升0度的水 , 是不是就是两升50度的水?
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嗯 , 两杯水都是一升 , 所以一样重 。 热量从开水到凉水 , 吸收的热量等于放出的热量 。
所以最后的温度就是两杯水平均 。 (100+0)/2=50℃ , 完美!
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看看这「1+1=2」的问题 , 怎么会为难我这个小天才?结果一旁的温度计提醒我:
好像有什么东西不太对?
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温度计的原理很简单 , 「热胀冷缩」:温度高了里面的水银跑的老高 , 温度低了老老实实的缩回去 。
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如果这两杯水也像水银一样热胀冷缩的话 , 开水的体积是不是比冰水大啊?
「热胀冷缩」这个概念可能不那么黑科技 , 我们放大放大再放大 , 把水分成水滴 , 再把水滴里面的一个个小分子拿出来看 。
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(一个标准的水分子)
一杯水具有的能量 , 与这杯水拥有的分子数量有关 。 温度越高 , 分子拥有的能量越多 。 这些分子又在不停的运动 , 这些能量就表现为动能 , 温度高了 , 移动速度就快了 。
温度低的时候 , 天气冷 , 这些小分子只能在小房间里抱团取暖 。 温度高了 , 热量增加 , 这些小分子暖和了 。 之前抱团的小分子 , 就会像疫情「解封」一样 , 带着热量到处撒欢 。
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既然要到处撒欢 , 活动的地方就不是小房间了 。 最不济 , 得找个地方跳跳广场舞吧?
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由于小分子要活动的地方变大了 , 所以温度高的水里面 , 是更少分子数的水 , 占了更多的地方 。
我们用红墨水标记热水 , 接着用蓝墨水标记冷水 。
热水和冷水混合后 , 是热水先飘在上面 。 这也表明了相同体积下 , 热水的密度相对冷水更小 。
如果用物理名词来说 , 就是「质量不变的前提下 , 水的温度越高 , 体积越大 , 密度越小 。 」
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如果是一样体积的开水和冰水混合 , 那么开水就少了一点份量 。
既然质量不同 , 混合之后水的分子数就不是单独一杯水的两倍 , 传递的能量也不是对半分 。
所以 , 最后这杯水的温度 , 肯定不是50度 。
既然答案不是「50度」那么简单 , 我们应该怎么继续确定混合后水的温度呢?
这个时候就要介绍一下「比热容」这个概念了 。
这个概念是「没有相变化和化学变化时 , 1kg均相物质温度升高1度所需的热量」 。
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听起来太复杂了 , 我们再把这个概念简化一下 。
每个人都要吃一日三餐 , 但是胃口好不好 , 是一门玄学:
心情好了 , 之前运动过 , 胃口就会好 , 吃的也很多;吃饭前吃了零食 , 或者生了病 , 胃口就不好 , 吃的也就少 。
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