Question

一升100度的水倒入一升0度的水中，会不会得到两升50度的水？为什么？





Answer 1

如果在0度的水里加入100度的水，50度的水会出来2升吗。需要注意的是，水无论是0度还是100度都保持液体状态。0度是水的冰点，但是在这个温度下水的液相和固相可以共存。0度的液体的水变成冰的话，需要释放大量的热量，可以保持液体不再冷却。同样，在100度，水的气相和液相共存，如果不进一步吸收热，如果不持续加热，水就保持液相成为过热水。

另一方面，水的纯度在一定程度上的话，即使是0度也不容易结冰。水的结冰依赖于异相核，在纯水中缺乏核点，例如气泡、杂质。因此，纯水不易结冰，即使在0度以下也能保持液体，科学家可以将超纯水冷却到零下几十度。过冷水处于亚安定状态，不过，因为摇动过冷水的话，进入气泡形成了结晶核，所以可以在寒冷的地方马上冻结。同样，水的汽化也需要核心，纯度高的水不容易沸腾，可以变成过热水。

回到这个问题上来吧。但是，现实并非如此。因为水的密度和比热容量不是固定的常数，而是根据温度而变化，所以在实际计算中需要考虑这样的变化。在常压下，水4度密度最高，为1000公斤/立方米，但其他温度下水的密度比这个低，例如水0度为999.84公斤/立方米，水100度为958.37公斤/立方米。因此，0度的水1升比100度的水1升重，那个差也变成41·47克。

另一方面，在0度到100度的范围内，水的比热容量随着温度的升高而下降，50度左右是最低的，之后，随着温度的升高而上升。从0度到50度、从50度到100度的变化不是线性的，但是整体上没有大的差别，变化的幅度也小。另外，从上面的公式可以看出，方程式的两侧可以消除水的体积，所以即使100度的水混合了几升和0度的水，它们的体积相等的话，水的温度也会达到约48.94度。

Answer 2

不会，因为温度比较高，倒在一个温度比较低的水里面，只会中和它的温度，并不会因为它是零度而综合成50度。

Answer 3

不会，因为水的密度和比热容会随着温度变化而变化，并不是二者混合就得到50度，需要考虑上这种变化。

Answer 4

并不会得到两升50度的水；因为温度可能会影响水的比热容以及水的密度，所以导致水的温度并不可能正好达到50度。

Answer 5

不会得到两升50度的水；因为根据实验，得到的水的温度大约是在48度左右。