换子疑云吉吉影音:为什么热水比凉水更容易结冰?

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/03 08:42:37

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。

一、因为热水的分子比冷水的分子要活跃的多,分子之间做活动的时候,热水的分子更积极,所以,当热水在受冷结冰的时候,路程可能要长一点,但很明显水分子的运动的速度就要比冷水的速度快。

二、是因为热水的水分子团要比冷水中的水分子团小的多,而水要从液态变成固态,首先得把所有水分子团凝聚在一起,彼此这间相互渗透,间隙缩小,才能凝结成冰。

拓展资料

1.无论是水分子团大的,还是水分子团小的,都要塞进相同的体积里,那么这一过程中,水分子团小的在结冰的时候更有优势一点。

2.根据生活中的常识知道,等重的大物件和小物件相比,要塞进同等大的容哭里,小物件更容易做到。所以热水中水分子团在凝聚的时间上要比冷水的分子团用的时间短。

和以下两项因素有关:
1、温度高引起高速的蒸发;
2、温度高引起的黏度降低。
当水泼出去后,水在地面覆盖成一层薄的水层,这时候结冰的速度与水的总质量并没有关系,而是和单位面积水的质量有关,也就是说和水层的厚度直接相关,热水黏度低,显然热水形成的水层就比冷水的要薄,同时,热水蒸发量大,趋向于水层更容易变薄。因此尽管热水温度高,但是水的凝固热539卡/克,远远高于水的热容1卡/克·度,所以决定凝结速度的并不是温度。
历史上所谓的姆潘巴现象并不是起始于姆潘巴本人,最早可能是起始于亚里斯多德。书中是这样记载:“先前被加热过的水,有助于它更快地结冰。”这句话的原意本来是指曾经被加热过冷却后的“水”(生活中我们一般称之为“凉开水”或者“熟水”)较之没有被加热过的“水”(我们一般称之为“鲜凉水”或者“生水”)在时间上更易快捷的结冰上冻及早结冰,由于表述上的不清楚和人们理解上的差异,有人把亚里斯多德书中记载的“先前被加热过的水”理解成高于一般常温的热水(如70-80度的准开水。热水比凉水更容易结冰,这是以讹传讹,央视10就此问题出过一期节目,证明凉水更容易结冰。这类什么“水变油”、“N射线”、“姆潘巴现象”伪科学很多。
我们用90℃与30℃进行对比实验,实验证明不可能90℃的同样材料比30℃的先结冰,其主要原因是液体从90℃下降到10℃耗时仅1成,从10℃下降到0℃耗时也为1成,而从0℃的冰固化需8成时间!90℃的与30℃的液体几乎同时结冰!不可能热的先结冰!
产生姆潘巴现象的原因
是否有可能90℃的高温液体比30℃的冷液体先结冰呢?
实验证明这可能是一个误解,可能是因为冰箱内温度不均匀性、材料不同尤其是淀粉多少不同所引起。
1、用仪表测试:
用仪表测试冰箱的最冷处在-25℃时,在有些地方只有-10~-15℃,可相差10~15℃,如果正巧将热液体放在冷却管附近,那么它就会比冷液体先结冰。
2、不同材料有不同冰点:
例如含糖牛奶的冰点会从0℃下降到-10℃。
3、粘度不同其冷却速度不一样:
例如当牛奶中放糖后粘度增加,在其盛器表面易先结冰,而中间结冰晚。
4、含水量越少越易先结冰:
当冰淇淋中含糯米、赤豆、绿豆等淀粉状物质时,易先结冰,而且降温接近0℃时马上变得很硬,这是因为含水少,其中水在固化时所需散热少会先结硬(不同于先结冰)。
5、冰淇淋比纯牛奶先结冰:
将一盒市售冰淇淋与同样重量的牛奶分别盛入二个同样的盒内加热到50℃后,同时放入冰箱内,一定是市售冰淇淋先结冰,其原因是市售冰淇淋中含有糊精、增稠剂、乳化剂等,从而导致其先结冰。
6、冰淇淋中含有非液体材质:
实验证明放入100克的纯水或纯牛奶不可能在2小时内结冰(冰箱内同时放12盒时,结冰时间为10小时),除非冰淇淋中含有一定量淀粉类物质。
7、淀粉材质中加糖:
实验证明淀粉类(如稠八宝粥)加糖搅拌后会变稀薄,实验结果会比不加糖的晚结冰。

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。
如果使用无离子水(纯净水、超纯水),情况就会完全相反,冷水比热水先结冰。

热水比冷水结冰快,这种自然现象是坦桑尼亚中学生埃拉斯托·姆佩姆巴第一个发现的。
1969年,姆佩姆巴在热牛奶里加了糖,准备做冰淇淋。如果要等热牛奶凉后再放入冰箱,恐怕别的同学把冰箱占满了,所以他便把热牛奶塞进了冰箱。令人惊奇的是:姆佩姆巴的热牛奶比别的同学的冷牛奶结冰要快得多。他的这一重要发现,当时不过被老师和同学们当成笑料。
姆佩姆巴不顾人们的嗤笑,求教于达累斯萨拉姆大学物理教授奥斯博尔内博士。奥斯博尔内博士做了同样的实验,证实这种自然现象确实存在。
此后,世界上很多科学杂志,刊登了这种自然现象,并把它命名为“姆佩姆巴效应”.