冷水结冰快,还是热水结冰快呢??

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 02:04:08
冷水结冰快,还是热水结冰快呢??

姆潘巴现象(Mpemba effect),指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。

亚里士多德、培根和笛卡尔均曾以不同的方式描述过该现象,但是均未能引起广泛的注意。1963年,坦桑尼亚的一位中学生姆潘巴在制作冰淇淋时发现,热牛奶经常比冷牛奶先结冰,1969年,他和丹尼斯·奥斯伯恩博士(Denis G. Osborne)共同撰写了关于此现象的一篇论文,因此该现象便以其名字命名。

姆潘巴现象的原理究竟为何至今众说纷纭,常见的一种解释如下:

液体降温速度的快慢不是由液体的平均温度决定的,而是由液体上表面与底部的温度差决定的,当热的液体冷却时,这种温度差较大,而且在冻结前的降温过程中,热的液体的温度差一直大于冷的液体的温度差。这种情况是由于上表面的温度愈高,从上表面散发的热量就愈多,因而降温就愈快。

姆潘巴现象并不是指热水一定会比冷水先结冰,两者的温度如果有较大差异,那么仍然将是冷水先结冰。

首先,应当明确一杯热水和一杯凉水取自同一水源,该水源可以是自然界的地表水或地下水,如河水、湖水、井水,也可以是自来水,但绝不是无离子水(纯净水、超纯水)。
河水、湖水、井水、自来水中含有水溶性的盐类,其中有水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁,碳酸氢钙、碳酸氢镁在加热时会分解成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁及二氧化碳和水。
热水中 含有大量因加热生成的细小的不溶于水的碳酸钙、碳酸镁,当水相变成冰时,即水结晶的过程,这些细小的不溶于水的碳酸钙、碳酸镁成为水结晶的晶核,大量的晶核有加速结晶,促进水结晶变成冰的作用。
冷水中 含有比热水更多的水溶性盐类,比热水多出未被分解的水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁。水溶性的盐可以降低水的凝固点,因此冷水冰点比热水冰点要低。同时,冷水比热水中少很多水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁分解形成的大量细小的不溶于水的碳酸钙、碳酸镁晶核。因此在结冰时较热水结冰慢,由于缺乏晶核极易形成过冷,消耗更多的制冷量并且使结冰时间延长。
综合效果是:取自自然界的地表水或地下水或自来水,一杯热水和一杯凉水同时放入冰箱里,热水会先结冰。
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