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把水从0℃加热到10℃和从90℃加热到100℃,哪一种需要的能量大?

科学认识论

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理想状态下把水从0℃加热到10℃和把90℃加热到100℃所需的能量是一样大的。

但是这种理想状态,必须在真空水杯中进行。而且水杯外部的条件也必须是完全真空。当然,这时候只能用电加热了。

但是在日常生活中,我们经常可以感受到:把水烧温比把水烧开更费时间。

把水从0℃加热到10℃和从90℃加热到100℃,哪一种需要的能量大?

也正如题主所说的那样,在日常生活中,把水从0℃加热到10℃比把水从90℃加热到100℃更省能量。

其实这个道理很简单,在热力学第二定律中我们可以得知:

在没有外部作用的情况下,低温物体不可能把它的温度转移到高温物体上;只能是高温物体把自己的温度转移到低温物体上。

把水从0℃加热到10℃和从90℃加热到100℃,哪一种需要的能量大?

在一个封闭系统中,热量的传递终将达到平衡,这就是热力学第零定律。

其实温度的微观理解就是:高温物体的微观粒子群熵值高,低温物体的微观粒子群熵值低。所以高温物体把热量传递给低温物体就是低温物体的熵增过程。

在日常生活中,室内外温度一般低于40℃。

凉水即便不被加热,单单放在室外,它也会吸收空气的热量而升温。

如果现在室内是30℃,那么我要把0℃水加热到10℃,水不仅会吸收燃料的能量,而且还会吸收空气的热量。这样以来,加热凉水所需的能量就低了,而且速度还快了。

把水从0℃加热到10℃和从90℃加热到100℃,哪一种需要的能量大?

一旦把水加热到超过室温的30℃,那么这时候水的温度就超过空气温度,空气就会从水中吸收热量。所以这时候加热水时,水中一部分能量被外界环境偷去了。水的温度越高,其水分子和空气分子的熵值差异越大,所以单位时间内,空气吸收水的热量就越多。

把水从0℃加热到10℃和从90℃加热到100℃,哪一种需要的能量大?

在日常生活中,外部环境的温度肯定远低于90℃,那么这时候空气会在水中吸收更多的热量。所以加热水时,越接近沸腾点,越消耗燃料。

温馨提示:在家需要温水洗脸时,应该多烧点水到30℃,而不是把水直接烧到沸腾,再掺入凉水,前者才是更省燃料的做法。

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