汪峰第十名对绝:冷水和热水放在冰箱里那个先结冰

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/10 06:26:52

热水比凉水更容易结冰。
此效应的一个解释是,热水冷却的过程中,会因蒸发而失去质量。质量较少,则液体失去较少的热就冷却,也就冷却得较快。用这个解释,热水就会首先结冰,只是因为它将较少的水结成冰。如果水只是透过蒸发来冷却,和温度分布维持均匀,那么,热水会先结冰。
另一个解释是,认为热水中的溶解气体被逐出,改变了水的一些性质,这些改变能解释此效应。溶解气体的缺乏可能会改变水的传热能力,或改变令单位质量的水结冰所需的热量,又或改变凝固点。热水比冷水留住较少溶解气体是对的,沸水赶走了大部分的溶解气体。
水冷却时,会形成温度梯度和对流。在大部分温度下,水的密度会随着温度的上升而减少。随着水的冷却,会形成水的表面比平均水温或底部的水热。如果水主要透过表面失热,那么有形成热顶的水失热,比假设温度均匀的预期失热速度快。对于一定的平均温度,温度分布越不均匀(即是顶底温差越大),则失热就越快。
热水会迅速地冷却,和很快地形成对流,所以从顶到底,水温变化很大。另一方面,冷水冷却得较慢,因而较迟形成重要的对流。因此,比较热水和冷水,热水会有较大的对流,从而有较快的冷却速率。
热水可能改变周围环境,从而令它以后较快地冷却。有个实验报称,实验数据会跟随冰箱大小的变化而变化。所以,可以相信不只是水,水周围的环境也很重要。

你家没冰箱啊,自己不回试啊

冷水先结冰:
(1) 物理原因

从物理方面来说,致冷有四种并存的机制:辐射、传导、汽化、对流。通过实验观察并对结果进行比较,发现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效果。如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析其原因就更能说明问题了:

盛有初温4℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面。杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面。所
以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”。这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了内层水温
继续下降的正常进行。另外由于水结冰时体积要膨胀,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用。

盛有初温100℃热水的杯,冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于12℃时,看不到这种现象)。随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰。初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大,正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖。由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大。当水面温度降到0℃以下并有足够的低温时,
水面就开始出现冰晶。初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后可以观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,
具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比初温低的水快得多。

(2). 生物原因

同雨滴的形成需要“凝结核”一样,水要结成冰,需要水中有许许多多的“结晶中心”。生物实验发现,水中的微生物往往是结晶中心。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”就要比冷水中的“结晶中心”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。对流又使各种取向的分子流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延生长出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中。结晶释放的能量则通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部冻结为止。

以上是科学家对观察到的现象进行综合分析所得出的一些结论和提出的一些解释。但要真正解开“姆潘巴问题”的谜,对其做出全面定量而令人满意的结论,还有待于进一步的探索。现在有的学者提
出用高锰酸钾作液体示踪剂,用双层通电玻璃观察窗来进一步观察,有兴趣的读者不妨一试,或许揭开这个历时二十多年奥秘的人将是你。

如果热水和冷水的质量是一样的
如果是同时放进去的
如果两者之间没有可以传导对流辐射干扰温度的因素
如果冰箱的制冷是没有偏差的

那么我实际测试过的就是冷水先结冰

所谓的姆潘巴现象,据说有一个前提条件是那个冷水是烧开后再冷却,导致水中没有气泡等容易形成结冰核的杂质,不过后来我就没有试了,你要是感兴趣可以再试试。

姆潘巴现象:热水先结冰。
这是理论,据说有人推翻了,不过这不算数的。

热水先结冰
1.冷却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,热牛奶急剧冷却时,这种温度差较大,而且在整个冻结前的降温过程中,热牛奶的温度差一直大于冷牛奶的温度差。
2.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。

多年来一直说姆潘巴现象:热水先结冰
但是实验证明不是这样
姆潘巴现象用的是冰淇淋,很有问题的
自己用冰箱试试,就知道还是冷水先结冰