为什么一个杯子里装满了饮料和冰,为什么当冰融化时杯子不会溢出来?

时间:2022-09-03 17:54:03   作者:
阿基米德原理说,任何物体(部分或完全浸入水中)上的浮力等于它所排开的水的重量。它不仅适用于完全浸入水中的物体。在将阿基米德原理应用于部分浸入水中的物体时,唯一的主要区别是浮力是由浸入水中的物体的体积决定的,而不是整个体积。

为什么当冰融化时杯子不会溢出来

推理是这样的:冰块处于平衡状态,所以施加在冰块上的浮力必须等于冰块的重量。因此,冰块的重量等于它所排开的液态水的重量。当冰块融化时,它会变成同等重量的液态水。因此,融化的冰块的重量等于当它是固体时排开的水的重量。这意味着冰块融化后的体积,等于冰块固态时位移的体积。

因此,水位不会改变。另一种观察方法是通过密度(质量/体积)。由于冰块的密度约为它所漂浮的0°C水的90%,大约10%的冰块在融化前会露出水面。当冰块完全融化时,它把自己的重量贡献给了它漂浮的容器里的水,这正好等于冰块的重量。这种融化的水比冰块的密度更大,因此,漂浮在液体表面上的冰块的额外体积不再存在,体积的减少(由于密度更高)正好与冰块所包含的额外体积相匹配。因此,由于所涉及的密度和体积的变化,不会有水从容器中溢出。
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