冰里有铁融化了水面会上升吗?一杯水里的冰融化后水面会上升吗

人气:149 ℃/2023-10-27 14:22:47

有一个有趣的问题,如果往一杯水里面放一块冰,冰肯定是漂浮在水面上,这是毋庸置疑的。但是,当冰溶化后,水面会发生什么样的变化呢?

估计大部分人都凭感觉,都会觉得水面会上升,小部分人觉得水面会下降吧。但是,事实是怎么样的呢?

事实是,冰融化在水中后,水面既不会上升也不会下降!怎么样,出乎你的意料吧。但是,为什么会这样呢?

这就需要物理学里的知识来解释了----阿基米德原理。

阿基米德原理的内容是:物体在水中受到的浮力大小,跟物体排开水的重力相等。

这个原理是老阿同学在澡堂洗澡时产生的灵感(老阿可能生活在国外的东北地区),并且用科学的方法对其加以了证明。

回到上面那个问题,当冰融化之前,放在水杯中时,由于冰的密度比水小,浮在水面上,所以,冰受到水的浮力跟冰自身的重力是相等的。所以可以由此列出第一个等式:

m·g = F

(解释:m冰 是冰的质量,g 是重力加速度,F浮 是冰在水中受到的浮力

再根据阿基米德原理,物体在水中受到的浮力跟物体排开水的重力相等,可以得到第二个等式:

F浮 = ρ·g·V

(解释:ρ水 是水的密度,g 是重力加速度,V排 是冰浸在水中的体积,也是排开水的体积)

由①②,可以推导出:V排 = m冰/ρ

下面,我们来分析,当冰融化之后,就变成了水,而且质量不变化。则冰融化成水之后,所变成的水的体积可以算出来,根据物体的质量等于物体的体积乘以物体的密度(m = ρV

V水 = m冰/ρ

到这,我们发现 V水 = V排 ,也就是冰融化之后变成水的体积跟融化之前排开水的体积是相等的,所以,杯子中水的液面高度是不发生变化的!

有没有感觉到很神奇,哇,原来是这个样子的,我竟然看懂了!

知识的世界真的是妙不可言哦~

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