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1升0度水与1升100度水相融能得到2升50度的水吗?为什么 1升0度水与1升100度水 相融能得到2升50度的水吗?为什么?混合1升0度的水与1升100度的水,最终并不能得到两升50度的水。这个结论基于几个关键的物理原理: 1. 密度差异。在不同温度下,水的密度是不同的。0度的水密度略大于100度的水。因此,虽然体积相同,但质量并不相同。1升100度的水比1升0度的水轻。 2. 热量交换。在理想情况下,如果忽略密度差异和热量损失,等量质量的水混合,且假设比热容不变,混合后的水温确实会是两者温度的平均值,即50度。但实际中,由于100度水的密度较小,其质量较轻,它放出的热量不足以使质量稍重的0度水完全加热到50度。 3. 计算结果。由公式Q=cm&t 通过精确的热量平衡计算,考虑到水的密度随温度变化,以及在4度时水的密度最大,可以得出混合后的水温大约是48.94度,而非50度。此外,混合后的总体积略小于两升,因为水在混合过程中,由于温度变化,其体积也会有微小的变化,导致最终体积接近1.99升。 4. 能量守恒。在没有外部热能交换的理想封闭系统中,两者的总热量是守恒的。100度水失去的热量等于0度水获得的热量,但因为密度和比热容的实际情况,最终温度低于简单平均值。 可见实际混合后,我们得到的水既不是两升,温度也不是50度,而是大约1.99升,温度约为48.6到48.94度,这取决于计算模型和实验条件。这个现象展示了在处理物理问题时,需要考虑物质的物理性质,而不能仅凭简单的数学平均来推断。
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