20℃のお湯100mlと40℃のお湯100mlを混

質問

20℃のお湯100mlと40℃のお湯100mlを混ぜたら
30℃のお湯200mlになるのですか?
混ぜてる途中で周りに熱が逃げないものとしてください。
これは実験で正確に証明されているのでしょうか?

お風呂とかの
経験則だと混ぜると25℃くらいにしかならない気がしますがやはり周りに熱が逃げているからでしょうか

回答No.4

masnoske · ベストアンサー

20℃のお湯は、必ず何かの容器に入れる必要があります。
容器の温度が20℃よりも低ければ、入れたお湯は20℃以下になります。
20℃のお湯の熱が容器を温めるために使われるからです。
では、前もって容器を20℃にしておいたらどうか。。。20℃がキープされます。
ここに40℃のお湯を入れるとどうなるか。。。40℃100mlのお湯の熱は、20℃100mlのお湯と20℃の容器を温めるのに使われます。
なので、お湯は30℃にはなりません。
簡易的に実験をするのであれば、発砲容器などの保温性が高い容器で実験すれば、30℃に近い温度になります。

補足

大変わかり易かったです
宇宙ステーションで容器を使わずに、無重力で浮いたお湯を容器を使わずに混ぜるとどうなるんですかね?
室温が関係してくるのでしょうか？

回答No.5

masnoske

[No.4] です。
宇宙船内（？）の室温が関係します。
重力は関係ありませんが、重力がないと対流が起きないので、異なる温度のお湯を均一に混ぜるのが難しいかも知れません。

回答No.3

koncha108

> 30℃より高くなる！？よくわかりません!

40℃のお湯を入れた容器はお湯が40℃に保たれるためには容器も内側は40℃になっている必要があるので、そこの20℃の水を入れたら容器も水を温めるのが実際に経験することと言う意味で書きましたが、わかりにくければ忘れて下さい。

補足

容器の条件によって左右されそうですね！

容器のいらない宇宙空間で混ぜる実験をしたら、周りの室温が結果に影響するのかな？

まぁでも容器や室温を考慮しなければ30℃になるようですので知れて良かったです

回答No.2

koncha108

マクロ的には熱力学第一法則のエネルギー保存の法則で20°Cの水100mlと40℃のお湯100mlが持っている熱エネルギーは、混ぜ合わせでもトータルでは変わりません。ミクロで見ると水の分子が動き回る運動エネルギーが温度として観測されるので、それらを混ぜ合わせて、分子同士がぶつかり合って個々の分子の運動エネルギーが変化したとしても全体的には総エネルギーは変わらず一定に保たれます。
実際の経験上は、20℃の水の入った容器に40℃のお湯を入れると、容器にも熱を奪われるので、30℃よりも低くなるでしょうが、40℃のお湯のはいった容器に20℃の水を入れたら、容器によって暖められる分もあるので、空気の影響を受けにくい容器の形状であれば、30℃よりも高くなると思います。

補足

30℃より高くなる！？よくわかりません!
40+20でマックス60℃分の総エネルギーがあるって事かなぁ？

回答No.1

ketsuro8da

理論的には20℃のお湯100mlと40℃のお湯100mlを混ぜたら30℃のお湯200mlになります。ただし容器の温度や熱伝導性によってお湯の温度は変わります。

お礼

理論的にはやっぱそうなるんですね。
実際の結果とだいぶ違ってたので気になりました。
しかしどうやったらそれを実証して証明できるんでしょうね。気になります。