假如如今你很渴，但身邊只有一升0度的冷水和一升100度的沸水，如何辦？將兩升水兌在一起，是不是就能得到兩升可以喝的50度的水了？
其實(shí)不是，首先，50度的水也是入不了口的，別說50度，就是40度，入口也有點(diǎn)燙，并且喝燙水對于氣管和胃都不太友好。其次，我們所得到的水并不是兩升。第三，兌在一起的水也并不是50度。
這是不是有些違反常識呢？由于在常識中，我們會(huì)將這個(gè)問題看做是一個(gè)簡單的物理問題，而物理問題一般是理想化的。但在現(xiàn)實(shí)中，這是一個(gè)數(shù)學(xué)問題，所以必須綜合考慮幾個(gè)誘因，第一就是水的密度，第二是水的比熱容。水的密度不是1000g/L嗎？是的，但這是數(shù)學(xué)老師告訴我們的數(shù)據(jù)，之所以使用這樣一個(gè)固定的數(shù)據(jù)，是為了在考試的時(shí)侯愈加便捷，否則出題者就要明晰寫出水的體溫，這就有些過分麻煩了。
在現(xiàn)實(shí)之中，水的密度是不斷變化的，在3.98攝氏度的時(shí)侯水的密度和溫度的關(guān)系，水的密度是最大的，而隨著溫度的不斷下降，密度會(huì)漸漸減少。
為何體溫對于水的密度會(huì)有影響呢？這就要從室溫的本質(zhì)說起了。哪些是氣溫呢？氣溫就是運(yùn)動(dòng)。世界上的一切物質(zhì)都是由分子和原子所構(gòu)成的，而分子和原子時(shí)時(shí)刻刻都處于運(yùn)動(dòng)之中，雖然是一塊看上去紋絲不動(dòng)的石頭，它內(nèi)部的分子也沒有一刻停息，區(qū)別只在于運(yùn)動(dòng)的快慢而已。
物質(zhì)內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)速率越快，這么這個(gè)物質(zhì)的濕度就越高，反之運(yùn)動(dòng)速率越慢，物質(zhì)所呈現(xiàn)下來的氣溫就越低，假若一個(gè)物質(zhì)內(nèi)部的分子完全靜止，這么這個(gè)物質(zhì)都會(huì)呈現(xiàn)為絕對零度，也就是零下273.15攝氏度。
室溫越高，物質(zhì)內(nèi)部的分子運(yùn)動(dòng)速率就越快，而水是由水份子所組成的，氣溫越高，水份子的運(yùn)動(dòng)速率就越快，而運(yùn)動(dòng)速率越快，分子之間的縫隙就越大，所以密度也就越低，因而隨著氣溫的下降，水的密度都會(huì)增長。
所以在相同質(zhì)量下，氣溫越高的水，容積就越大。既然這么，為何體溫更低的冰比水的容積更大呢？這就是另外一個(gè)問題了，由于水結(jié)冰時(shí)，分子會(huì)締合在一起產(chǎn)生一個(gè)巨大的締合分子，而冰中的水份子結(jié)構(gòu)是每一個(gè)氧原子都有四個(gè)氫原子作為鄰近的多面體結(jié)構(gòu)，這樣一種敞開式的結(jié)構(gòu)促使縫隙減小，所以冰相比水而言，容積自然也就更大了。不過我們無需考慮冰的問題，這兒所說的只是0攝氏度的水。在你的印象中，0攝氏度代表著冷水混和物，但實(shí)際上既有0度的冰，也有0度的水。
0度的水假如想要弄成0度的冰，還須要釋放一點(diǎn)熱量水的密度和溫度的關(guān)系，反之，0度的冰假如想要弄成0度的水，則須要吸收一點(diǎn)熱量。
如今我們明白了不同水溫的水的密度為何不同，這么0度的水和100度的水的密度分別為多少呢？0度水的密度是999.84g/L，而100度水的密度為958.36g/L，所以將兩者融合以后，我們都會(huì)得到1958.2g的水。有了水的質(zhì)量，要想曉得最終水的容積和濕度，我們還須要考慮另一個(gè)誘因，就是水的比熱容。
哪些是比熱容呢？比熱容指的就是一千克質(zhì)量的水下降或增加1度時(shí)吸收或放出的熱量。因?yàn)樗缓軓?qiáng)的官能團(tuán)，而官能團(tuán)在加熱室會(huì)吸收大量的熱量，所以水的比熱容是比較大的，也就是說水升溫的時(shí)侯會(huì)吸收大量的熱量，而降溫的時(shí)侯會(huì)釋放巨大的熱量，這就是我們平常要給食物加熱可以泡冷水，而給食物降溫可以泡冰水的誘因。
和密度相同，比熱容也會(huì)隨著氣溫的變化而變化，不過它的變化幅度并不是很大，0攝氏度的水的比熱容是4.216，而100攝氏度的水的比熱容為4.212。
接出來，我們就可以按照能量守恒定理來估算最終的數(shù)字了，本著“如無必要，勿增公式”的科普原則，我們就不列出估算過程了，而是直接給出估算結(jié)果。最終的結(jié)果是，一升0攝氏度的水與一升100攝氏度的水相融合，最終會(huì)得到約1.99升的48.6攝氏度的水，這種水的總重量為1958.2g。對于我們而言，一升0度的水和一升100度的水融合后是否會(huì)得到兩升50度的水并沒有實(shí)際意義，但是最終的結(jié)果顯然也和兩升50度的水差不太多，故此當(dāng)作對化學(xué)知識的一次有趣闡述吧，假如你有不同的見解，歡迎討論。