水莓100国产_一升0度的水和一升100度的水混合,得到的是不是两升50度的水?

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如果你将一升水以100摄氏度倒入一升水以0度,你会得到两升水以50度吗?

应该注意的是,水在0度和100度都可以保持液态虽然水的冰点是0度,但在这个温度下,水的液相和固相可以共存。为了将0度的液态水转化成冰,需要释放大量的热量。如果不进一步冷却,水可以保持液态。类似地,在100度时,水的气相和液相可以共存。如果没有进一步的热量吸收和进一步的温度上升,水可以保持液态并成为过热的水。

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另一方面,只要水的纯度达到一定水平,水就很难在0度结冰水的冻结依赖于非均匀成核,纯水缺少成核位置,如气泡和杂质。所以纯水很难冻结。它们甚至可以在零度以下保持液态。科学家可以将超纯水冷却到零下几十度。过冷水处于亚稳态。如果过冷水被摇动,由于气泡进入水中,水将会有晶核,并且它们将很快冻结。这种现象可以在寒冷的地方观察到同样,水的汽化也需要一个核心,高纯度的水很难沸腾,它们会变成过热的水。

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回到这个问题从中学物理的理想观点来看,如果把一升水100度和一升水0度混合,结果显然是两升水50度,这是一个简单的数学加减问题。

然而,事实并非如此因为水的密度和比热容不是固定不变的常数,而是会随着温度而变化,这需要在实际计算中加以考虑。

在正常压力下,水的密度在4度时最高,为1000公斤/立方米。其他温度下的水密度低于这个值。例如,0度时的水密度为999.84千克/立方米,100度时的水密度为958.37千克/立方米因此,1升0度水比1升100度水重,相差41.47克

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另一方面,在0到100度的温度范围内,水的比热容会随着温度的升高而先减小,在50度左右达到最小值,然后随着温度的升高而增大。虽然从0度到50度和从50度到100度的变化是非线性的,但是总体差异不是很大,并且变化范围也很小。

因此,如果假设水的比热容(c)保持不变,那么我们就可以进行近似的定量计算

水从100度冷却释放的热量是

Q热量释放= c m1 (100-t)

水从0度加热吸收

Q热量吸收= c m2 (t-0)

,因为最终水温将达到平衡。然后可以得到以下方程:

Q放大=

Q吸收,所以

c m1(100-t)= c m2(t-0)

代入数据,就可以计算出t≈48.94摄氏度换句话说,在一升100度的水与一升0度的水混合后,水的最终温度将低于50度,而不是仅仅等于50度。

此外,从上面的公式可以看出,等式两边的水的体积都可以消除,这意味着不管有多少升水100度和0度混合,只要它们的体积相等,所产生的水温约为48.94度。

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