为什么温水比冷水结冰快?58

发布网友发布时间：2024-02-27 10:54

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热心网友时间：2024-03-22 14:19

引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合结果。
从生物作用方面来看，水要结成冰，水中需要许多结晶的中心，生物实验发现，水中的微生物往往是“结晶中心”。
而某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快，这样一来，热水中的“结晶中心”比冷水中的多得多，加速了热水结冰的协同作用，围绕“结晶中心”生长出子晶，子晶是外延结晶的晶核，对流使各种取向的分子都流过子晶，依靠晶体表面的分子力，抓住合适取向的水分子，外延出分子作有序排列的许多晶粒，悬浮在水中，结晶释放的能量通过对流放出，而各相邻的冰粒又连结成冰，直到水全部结冰为止。

热心网友时间：2024-03-22 14:24

是因为温水较冷水膨胀,内部空间较大,密度较小且水分子较活跃,相互碰撞较频繁。所以,在冬天寒冷的情况下，活跃的水分子把冷气温迅速相互传递并较为畅通地在密度较小的温水里传播，整体水温下降的速度也就相对较快。冷水的密度较大，水分子活动也较慢，冷气温在冷水里的整体传播速度也就较缓慢。所以这时温水比冷水冻得相对更快。

热心网友时间：2024-03-22 14:22

是的。这是姆潘巴现象。人们通常都会认为，一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱时，冷水结冰快。事实并非如此。1963年的一天，在地处非洲热带的坦桑尼亚一所中学里，一群学生想做一点冰冻食品降温。一个名叫埃拉斯托·姆佩巴的学生在热牛奶里加了糖后，准备放进冰箱里做冰淇淋。他想，如果等热牛奶凉后放入冰箱，那么别的同学将会把冰箱占满，于是就将热牛奶放进了冰箱。过了不久，他打开冰箱一看，令人惊奇的是，自己的那杯冰淇淋已经变成了一杯可口的冰淇淋，而其他同学用冷水做的冰淇淋还没有结冰。他的这一发现并没有引起老师和同学们的注意，相反在为他们的笑料。姆佩巴把这特殊现象告诉了达累萨拉姆大学的物理学教授奥斯博尔内博士。奥斯博尔内听了姆佩巴的叙述后也感到有点惊奇，但他相信姆佩巴讲的一定是事实。尊重科学的奥斯博尔内又进行了实验，其结果也姆佩巴的叙述完全相符。这就确切地肯定了在低温环境中，热水比冷水结冰快。此后，世界上许多科学杂志载文介绍了这种自然现象，还将这种现象命名为"姆佩巴效应"（MpembaEffect）。

根据中学物理理论：热水与冷水在同质同量同外部环境温度条件下不但它们的温度在变化，它们各自的密度、体积、质量和密封状态下受到的气压等等都在发生变化，使得初温高的水降温速度始终快于初温低的水，只要外部环境温度持续下降，最终必然是初温高的水温度更低。（注：在常压条件下，当二者初始温度均不低于4℃时可成立；当二者初温均不高于4℃时不成立；当二者中其一不高于4℃，另一不低于4℃时，则需针对它们的初始温度、密度、体积、质量和密封状态下的气压等展开讨论。）姆潘巴问题讨论初始温度分别为35℃的水和100℃的水，二者均高于4℃，因此会产生姆潘巴现象．
　　1.冰箱温度并不均匀，如果姆潘巴将其冰盒正巧放在冷却管附近，甚至与冷却管相接触，完全有可能热牛奶比冷牛奶先结冰；
　　2.如果姆潘巴不喜欢吃甜，在冰淇淋中少放了糖，或者因为匆忙没来得及搅拌、糖粒沉在盒底形成固体，实验证明可先结冰；
　　3.姆潘巴自制的冰淇淋中不仅牛奶加糖，还加入了淀粉类物质，在其少放糖、少放牛奶时会先结冰。

热心网友时间：2024-03-22 14:21

01 温水的内部空间大，密度小，且水分子活跃，相互碰撞较频繁。而冷水的密度较大，水分子活动也较慢，冷气温在冷水里的整体传播速度也就缓慢，所以温水比冷水结冰快。

在生活中，有很多细节之处我们都不明所以，其中的原理我们也不清楚，甚至会因为理所当然而造成错误的想法。当有人询问你：热水和冷水哪一个结冰会更快？很多人都会理所当然的认为是冷水了。但是事实却是相反，并不是冷水，而是热水，这个现象被称为“姆潘巴问题”。

我们会遇到这样一个现象，就是热水会比冷水结冰更加快，很多人都觉得不可思议，这是为什么呢？首先冷水结冰需要很长时间，这是因为水和玻璃都是热传导不良的材料，水杯里的水因为温度下降，体积膨胀，这时候水在最表面处先结冰，其次是底部和四周。这时候被封闭的内层的水就与外界的空气隔绝，只能靠传导和辐射来散热，所以冷却就会很慢。

而热水冷却的时间却少的多是因为，上层水冷却后向下流动，形成了液体内部的对流。温度越高，对流就会越剧烈，这时候能量的消耗就会变大。当水面温度降到0℃以下并有温度足够低时，水面就开始出现冰晶。而水杯内部中的冰晶已经生长了，于是水分子就会围着结晶中心结成冰。这就是为什么热水比冷水结冰快。

我们肯定会在生活中遇到这种现象，就是当两个玻璃不小心沾了水放在一起时，我们会发现它们会黏在一起，并且这时候我们很难将两块玻璃分开。这是因为玻璃看似很光滑，但是两块玻璃之前仍然存在着很多微小的空隙，当我们不小心在两块玻璃间抹上水后，这些空隙就会被水填满，又因为外部的压强会将两块玻璃紧紧地压在一起，再加上水分子之间的引力，玻璃就很难被分开了。

热心网友时间：2024-03-22 14:26

当然是温水了。
四个因素:
1.
蒸发——在热水冷却到冷水的初温的过程中，热水由于蒸发会失去一部分水。质量较少，令水较容易冷却和结冰。这样热水就可能较冷水早结冰，但冰量较少。如果我们假设水只透过蒸发去失热，理论计算能显示蒸发能解释Mpemba效应。这个解释是可信的和很直觉的，蒸发的确是很重要的一个因素。然而，这不是唯一的机制。蒸发不能解释在一个封闭容器内做的实验，在封闭的容器，没有水蒸气能离开。很多科学家声称，单是蒸发，不足以解释他们所做的实验。
2.
溶解气体——热水比冷水能够留住较少溶解气体，随着沸腾，大量气体会逃出水面。溶解气体会改变水的性质。或者令它较易形成对流（因而较易冷却），或减少单位质量的水结冰所需的热量，或者改变沸点。有一些实验支持这种解释，但没有理论计算的支持。
3.
对流——由于冷却，水会形成对流，和不均匀的温度分布。温度上升，水的密度就会下降，所以水的表面比水底部热—叫"热顶"。如果水主要透过表面失热，那么，"热顶"的水失热会比温度均匀的快。当热水冷却到冷水的初温时，它会有一热顶，因此与平均温度相同，但温度均匀的水相比，它的冷却速率会较快。虽然在实验中，能看到热顶和相关的对流，但对流能否解释Mpemba效应，仍是未知。
4.
周围的事物——两杯水的最后的一个分别，与它们自己无关，而与它们周围的环境有关。初温较高的水可能会以复杂的方式，改变它周围的环境，从而影响到冷却过程。例如，如果这杯水是放在一层霜上面，霜的导热性能很差。热水可能会熔化这层霜，从而为自己创立了一个较好的冷却系统。明显地，这样的解释不够一般性，很多实验都不会将容器放在霜层上。
最后，过冷在此效应上，可能是重要的。过冷现象是水在低于0℃时才结冰的现象。有一个实验发现，热水比冷水较少会过冷。这意味着热水会先结冰，因为它在较高的温度下结冰。