熱水和冷水混合,熱水在上方還是冷水在上方?

每日疑問


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。

熱脹冷縮現象

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。

熱脹冷縮現象的原理是什麼?

我們基本都通過熱脹冷縮現象,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。

熱水和冷水混合誰在上方?

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。


科學觀世界


熱水在上方,冷水在下方,包括氣也是一樣的




2012河南商城人


估計在上方,因為熱,密度就會小


張鐵蛋


熱水在上方,迅速向下傳遞熱量


探索人體九大系統奧秘


你好,我是包仔,很高興回答你的問題!

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。這個你也可以通過熱脹冷縮來理解,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。

希望我的回答對你有幫助!


包仔燙過頭


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。



王胖子DD


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。


御銘


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。


拉方fr


最後都會混合均勻,熱水冷水分離不是分子最穩定的結構,熱水能量高,會往冷水混,直到達到穩定狀態[淚奔]


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