一升0度的水與一升100度的水混合，是兩升50度的水嗎？實際上不是
如果你現在很渴，但只有一升0度的冷水和一升100度的開水，你該怎么辦？ 將兩升水混合在一起，我們可以得到兩升可飲用的50度水嗎？
事實上，事實并非如此。 首先，50度的水是不能進嘴的水的密度多少每升，別說是50度，就算是40度，入口也有點燙，而且喝熱水對氣管和胃都不太友好。 其次，我們得到的不是兩升水。 第三，混合在一起的水不是50度。
這是否違反常識？ 因為在常理中，我們會把這個問題看成是一個簡單的物理問題，而物理問題一般都是理想化的。 但實際上，這是一個數學問題，因此必須綜合考慮幾個激勵因素，第一個是水的密度，第二個是水的比熱容。 水的密度不是1000g/L嗎？ 是的，但這是數學老師告訴我們的數據。 之所以采用這樣的固定數據，是為了讓考試時更加方便。 不然出題者還得把水溫寫清楚，有點太麻煩了。
事實上，水的密度是不斷變化的。 在3.98攝氏度時，水的密度最大，隨著溫度的繼續下降，密度會逐漸減小。
為什么體溫會影響水的密度？ 這要從室溫的性質開始。 溫度是多少？ 溫度就是運動。 世界上的一切物質都是由分子和原子組成的，而分子和原子時刻都在運動。 雖然它是一塊看似一動不動的石頭，但它內部的分子卻一刻也沒有停止。 唯一的區別在于運動。 只是很慢。
物質內部分子的運動速度越快，物質的濕度就越高。 反之，運動速度越慢，物質表現出的溫度越低。 如果物質內部的分子完全靜止水的密度多少每升，則該物質將顯示為絕對零度，即負273.15攝氏度。
室溫越高，物質內部的分子運動速度越快，而水是由水分子組成的，溫度越高，水分子的運動速度越快，而運動速度越快，分子間的差距就越寬。分子的密度越大，密度越低，因此隨著溫度的下降，水的密度會增加。
因此，相同質量下，水的溫度越高，體積越大。 既然如此，為什么體溫較低的冰體積卻比水大呢？ 這是另一個問題，因為當水結冰時，分子會締合在一起，形成一個巨大的締合分子，而冰中水分子的結構是每個氧原子有四個氫原子作為相鄰的多面體結構，這樣的開放結構促進了還原空隙，所以冰的體積自然大于水的體積。 但我們不需要考慮冰的問題，我們這里討論的只是0攝氏度的水。 在你的印象中，0攝氏度代表的是冷水混合物，但實際上既有0度的冰，也有0度的水。
如果你想把0度的水變成0度的冰，就需要釋放一點熱量。 相反，如果要把0度的冰變成0度的水，就需要吸收一點熱量。
現在我們明白為什么不同水溫下水的密度不同了。 0度和100度時水的密度是多少？ 0度時水的密度為99.84g/L，100度時水的密度為958.36g/L，所以將兩者結合起來，我們將得到1958.2g水。 有了水的質量，為了知道水的最終體積和濕度，我們還需要考慮另一個因素，那就是水的比熱容。
比熱容是多少？ 比熱容是指一公斤水下降或升高1度時吸收或釋放的熱量。 由于水富含強官能團，而官能團在加熱室內會吸收大量的熱量，所以水的比熱容比較大，也就是說，當水升溫時，會吸收大量的熱量。大量的熱量，冷卻后會釋放出來。 熱量巨大，這就是我們通常用冷水來加熱食物，用冰水來冷卻食物的原因。
與密度一樣，比熱容也會隨著溫度的變化而變化，但其變化幅度不是很大。 0攝氏度時水的比熱容為4.216，而100攝氏度時水的比熱容為4.212。
然后，我們就可以根據能量守恒定律來估算出最終的數字。 本著“如非必要，不增加公式”的科普原則，我們不會列出估算過程，而是直接給出估算結果。 最終結果是，一升 0°C 的水與一升 100°C 的水混合，最終會得到約 1.99 升 48.6°C 的水，總重量為 1958.2 克。 對于我們來說，一升0度的水和一升100度的水是否會產生兩升50度的水并不實際，但最終的結果顯然與兩升50度的水相差不大很多，所以就當做一次有趣的化學知識闡述吧，如果你有不同的意見，歡迎討論。