Не спешите с ответом на этот вопрос и не нужно сразу говорить, что скорость буде одинаковой. Подумайте лучше над тем, что отличает горячую воду от холодной. Кроме температуры. Впрочем, и температура скажет об очень многом, если правильно понимать физический смысл этого термина.
Температура по сути дела - это мера кинетической энергии всех частиц, из которых состоит тело. Чем выше температура, тем выше и энергия этих частичек. Больше кинетическая энергия - выше и интенсивность их движения.
Для лучшего смешивания жидкостей мы должны привести более горячие частицы (или частицы с большей энергией) в контакт с более холодными частицами (частицами с низкой энергией) в течение более длительного периода времени. Следовательно, и стремиться нужно к этому.
Это связано с тем, что явления теплопередачи не являются мгновенным процессом. Это постепенный процесс, требующий времени и контакта двух объектов. По физической сути процесс заключается в обмене энергией. Ну а если уж сводить всё к каким-то аналогиям, которые в классической физике будут более чем уместны, то следует представлять два шарика - один движется быстро, а другой медленно. Если шарики находятся рядом дуг с другом и постоянно трутся друг о друга и совершают соударения, то это приводит к выравниванию скоростей их движения. Медленный шарик получает энергию и начинает ёрзать быстрее, а быстрый шарик тратит свои "силы" на расталкивание медленного.
Простой житейский пример. Вы можете прикоснуться к пламени свечи в течение 0,5 секунды и ничего не почувствовать. Но подержите руку в течение 2 секунд и вы можете почувствовать характерное ощущение. Тепловая энергия передаётся за некоторое время и если её было передано недостаточно, так как времени не было, то и характерного ощущения не будет.
Из всего этого мы сделали вывод, что главное в процессе - это его время. Нужно как можно дольше сталкивать лбами частички с разными энергиями.
Чем ещё горячая вода отличается от холодной? А купались ли вы в пруду? Вода на поверхности теплее, чем на дне. И это не только потому, что Солнце лучше прогревает верхние слои. Ещё тёплая вода имеет меньшую плотность, а потому окажется всегда на поверхности. Так работает конвекция и проявляется закон Архимеда. Явление хорошо ощущается, если при работе отопителя забраться под потолок комнаты. Воздух там теплее.
Итак, холодная вода плотнее горячей. Если вы нальете её в горячую воду, то горячая вода, будучи более легкой, начнет двигаться вверх, а холодная вода, будучи более тяжелой, будет двигаться вниз. Это обеспечивает лучшее перемешивание и увеличит время взаимодействия.
Но тут можно справедливо поспорить. Если вы наливаете горячую воду на холодную и делаете это очень медленно, то теплопередача будет происходить постепенно от границы, где они встречаются, и в конечном итоге будет достигнуто равновесие по объему. Однако мы исходим из того, что человек просто смешивает воду и не думает о правильной технике наливания.
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта! Там самое интересное по теме.
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект! И не забывайте нажать на ДЗЕН-колокол 🔔