热水和冷水混合,热水在上方还是冷水在上方?

每日疑问


在解决这个问题之前,我们想了解下面的一些知识,将帮助我们更好的理解这个问题。

热胀冷缩现象

首先自然界有一个比较广泛的定律,那就是“热胀冷缩”,意思就是,同一物体,温度越高,体积就会膨胀。

我们常用的温度计正是使用热胀冷缩的原理来显示温度,温度计中的金属汞温度升高后,体积会膨胀,因此液面随之会升高。

那么热胀冷缩现象的产生就会导致密度的变化,由于质量守恒,物体的质量是不会变的,根据密度ρ=m(质量)/V(体积)可以知道,物体的密度会随着温度的升高而降低。对于具有流动态的物质来说,密度越小的物体,会受到浮力的作用而上升,我们的热气球就是利用下面的火焰将空气加热,导致密度降低,从而使气球受到浮力的作用,当浮力大于重力时,将会使热气球上升。

热胀冷缩现象的原理是什么?

我们基本都通过热胀冷缩现象,那么是什么原因导致热胀冷缩呢?首先我们要知道温度的本质,温度其实是一个分子运动的统计概念,温度的高低事实上就是分子运动强度的高低,世界上任何超过0K 的物体,分子或者原子都在不停的振动。

温度越高,分子振动越剧烈,由于分子之间是存在作用力的,因此,当微观粒子的振动强度不大时,难以挣脱它们之间的作用力,粒子就难以运动,因此,物体就会呈固态,那么当温度升高时,粒子振动加强,能够挣脱它们之间的作用力时,就能够自由运动,因此就能够变成液态甚至气态流动起来。

当我们了解了上面这些现象以及它们的本质之后,这个问题就很好解决了。

热水和冷水混合谁在上方?

我们已经知道了物体的热胀冷缩现象以及产生这个现象的本质原因。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,那么当它们处于同一个容器当中时,我们可以这样现象,密度大由于受到的重力大,因此重力大的物质能将重力小的物质给挤上来,因此,密度大的物体就会处于下方。密度小的就会处于上方。

按照这个逻辑,那么热水肯定是处于下方,那么事实真的是这样吗?按照我们的生活经验也知道,当我们往热水中加冷水后,最后水的温度会整体降低,而不是分层,要解释这个现象其实也很简单,上面我们也提到过,分子是在不断运动的,那个它们之间的运动是会传递的,温度大,振动剧烈的分子会将自己的能量传递给振动小的分子,使它们的振动趋于一致,这就是热传导的原理。

并且液态分子的流动性非常强,运动剧烈的分子会随机运动,与振动较小的分子均匀混合,形成均一的状态。并且将能量传递,使所有的分子振动程度趋于一致。因此,也就不会存在分层的现象。

但如果严格来说,在冷水与热水缓慢混合的短暂时间内,由于热传递的速度并没有那么快,因此它们之间还存在密度差,会存在短暂的分隔现象,此时的热水会大致分布在上方,而冷水会处于下方。但热传递结束后,所有的温度都是一致的。

当然,最后还要补充一点,就是水在4摄氏度以上遵循热胀冷缩原理,这其中还有另外的原因。在这里就不详细解说。


科学观世界


热水在上方,冷水在下方,包括气也是一样的




2012河南商城人


估计在上方,因为热,密度就会小


张铁蛋


热水在上方,迅速向下传递热量


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你好,我是包仔,很高兴回答你的问题!

先先纠正一点,那这个因为都是水。所以不会出现什么热水跟冷水分隔隔离的问题。只要你倒在一起,它就混合了不存在上下层的问题。但是会存在温度不同,底下的水温会更低,上面的水温会更高。这个你也可以通过热胀冷缩来理解,温度,低密度大温度,高密度小密度高的质量更大,密度小的质量更小。所以这辆更大的选择权就会在下层。

希望我的回答对你有帮助!


包仔烫过头


其实这个要看你如何去加水。水的密度在4℃的时候密度最大,其它时候都会减小。因为热水和冷水不存在分层不相容的情况,所以当热水和冷水进行混合时,分子在进行布朗运动进行交叉,最终达到完全混合,不再存在上下之分。所谓上下只是在短暂的瞬间有上下区分。



王胖子DD


热水和冷水是一样重的,你倒半杯热水,在倒半杯冷水,喝的时候也不会先冷后热或者先热后冷啊,所以不会分上下的。


御铭


应该是是冷热水混合的过程,与怎么混合方式也有关系,但热水密度小冷水密度大,理论上没有外界影响的话,冷水分布在下方多一些,热水分布在上方多一些。


拉方fr


最后都会混合均匀,热水冷水分离不是分子最稳定的结构,热水能量高,会往冷水混,直到达到稳定状态[泪奔]


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