两个大小一样、杯口平整的 500 毫升透明容器,70℃左右的热水和低于 10℃的冷水各 500 毫升,红蓝墨水,一张塑料薄片(比杯口要大)。
实验过程
1. 在一个容器中装满 500 毫升热水,并在里面加入一些红墨水(能看到水变红即可)。
2. 在另一个容器中装满 500 毫升冷水,在里面加入一些蓝墨水(能看到水变蓝即可)。
3. 把塑料薄片盖在装有冷水的杯子上面使薄片与水面充分接触,然后迅速将冷水杯子倒置,塑料薄片应该仍然贴在冷水杯口上不会掉下来(如左下图)。

4. 把冷水杯倒放在热水杯上,在保持两个杯子尽量不动的状态下小心地把 2 个杯子中间的塑料薄片抽出,观察 2 种颜色的水会发生什么变化(如右上图)。
5. 再做一次实验,这一次热水在上,冷水在下,再次观察 2 种颜色的水会发生什么变化。
当装满红色热水的杯子在下面时,水会上升,而蓝色的冷水则会下沉,就像水底的火山喷发了一样呢! 当这两种水混合时,就会变成紫色的水。当装满红色热水的杯子在上面时,冷水上升较慢,因此不会出现明显的混合现象。但是不管怎么样,这两个实验的最终状态是一样的,热水和冷水都会达到室温并混合在一起。
这是为什么呢?

因为热水温度高，分子运动剧烈且密度比冷水小。当冷水杯在上、热水杯在下时，热水上升、冷水下沉，出现混合现象；当热水杯在上、冷水杯在下时，因冷水密度大、热水密度小且热量传递相对慢，冷水上升慢，无明显混合，但最终因热传递（热量从高温热水传向低温冷水使温度一致）和分子无规则运动，热水和冷水都会达到室温并混合在一起。