冷水和热水同时放进冰箱里!为什么热水先结冰了呢

发布时间: 2022-07-18 19:00:29 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 95

一杯冷水和一杯热水同时放进冰箱里,为什么热水先结冰?姆潘巴问题,当姆潘巴还是一名小学生时,老师带着他们做水的结冰实验,姆潘巴把...

冷水和热水同时放进冰箱里!为什么热水先结冰了呢

一杯冷水和一杯热水同时放进冰箱里 为什么热水先结冰?

姆潘巴问题  当姆潘巴还是一名小学生时,老师带着他们做水的结冰实验,姆潘巴把一杯冷水和一杯热水同时置于冰箱冷冻室中,奇怪!热水先结冰,老师以为他搞错了杯子,把杯子作好记号再做,还是热水先结冰。他们把这一问题寄往有关科学杂志,这一问题也引起了科学界的困惑,于是就有了这有名的姆潘巴之谜。
  在姆潘巴问题中,有一个物质运动惯性的问题,一个价和电子的运动惯性是微不足道的,但是整体物质的价和电子的运动惯性却是不可忽视的。大家都知道0℃的水与0℃ 的冰并存,把冷水缓慢地降温到0℃ ,水还是水,并不结冰,即水的价和电仍然维持着原来的运动方式。把水降温到0℃以下,当水开始了结冰,再回到0℃,这时的水会都结成冰。这就是说水经过过冷之后,尽管是部分价和电子的运转由立交进入到平面,然而这种运动方式一旦开始,所有的价和电子都将按这个趋势进入新的运动状态。
  在水中,分子之间的结构元是成链、成团,时接时分的。温度降低时,水分子的二个价和运转由立交的扭转,转变成二个垂直的平面运转,如图5--1, 结构元之间电磁力方向由紊乱变得稳定,结构元连成连续稳固的架体结构,水就结成冰。
  置于冰箱中的冷水与外界温差较小,核外电子向外界轻微地辐射出电磁波,同时缓慢地降低自身的价和运转速率。因为温差不大,这种辐射和降温一般在物质的表面,整体物质降温还有一个从内向外的传递过程,需较长时间才能使整体的价和电子的运转由立交逐步地归顺到有序的平面运转,使水结冰。
  而冰箱中的热水与外界温差大,降温幅度很大,物质表面和内部的核外电子向外界迅速地辐射出电磁波,很快地降低自身的价和运转速率,先冷部分价和电子的运动线路立即由扭转归于平面运转,使得电磁力的方向由扭动转为稳定。稳定有序的电磁力使得周围扭动的电磁力迅速归顺,较快地形成固定对位的连续架体,热水也就较快地结成了冰。
看着些字相信你一定头疼,我可以明白的和你说,热水的分子都通过蒸腾,挥发到空气中了。水的密度不就小了吗,所以就先结冰。而凉水密度就相对比热水大了,所以就结冰慢了
温差越大,其改变的动力(能量)也越大。明白了这个道理,就可以解释一杯冷水和一杯热水同时放进冰箱里 为什么热水先结冰啦。
如果同时放入一个冰箱的话,只有一种可能,热水比冷水要多很多!如果是一样多的水,冰箱温度肯定不同,你想想是哪种情况
是吗?你试过了吗?

冷水和热水同时放进冰箱哪个先结冰

      热水先结冰,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,所以热水就会比冷水早结冰,但冰量较少。这种自然现象被命名为“姆佩巴效应”。
姆佩巴效应

      姆佩巴效应的其中一种表述:在同等质量和同等冷却环境下,温度略高的液体在其与该冷却环境直接接触的分子将比温度略低的温度下降的快。
      在2021年,两个研究小组独立且同时发现了姆潘巴效应的理论证据,并且还预测了一种新的“反向”姆潘巴效应。
      起初也有不少学者并不相信姆潘巴现象,但随着姆潘巴现象一次次的被重复验证,人们开始不解并研究其中的原因。

同时把冷水和热水放冰箱,哪一个会先结冰?

水要结冰,首先要形成结晶核,没有结晶核就不要冻结。但是,晶核可以溶于水,如果不想让晶核溶于水,就要温度足够低或水中混合其他物质,使晶核析出,使水结冰,顺利进行。但是,如果温度不非常低(即使零度不太低,也绝对比零度高200度以上),如果没有杂质,就会出现过冷水。和过冷水一样,还有过饱和溶液、过饱和蒸汽等。

现在考虑水里有少量杂质,冰箱里的位置要基本一致。(否则,由于接近冰箱冷藏的距离不同,冷却速度不同,完全不知道结果如何。)那么,根据牛顿冷却规律,冷水应该先结冰。因为冷水更接近水的冰点。温水要先冷却后结冰,所以冷水要先结冰。注意到,这个结论在绝大多数情况下是正确的,但对于极其特殊的情况,将会有反例。这个反例是一个叫阴板巴效果的非洲老兄提出的。

姆范巴发现,在同等容器、同等质量、同等冷却环境下,温度稍高的液体比温度稍低的液体先冻结。冷水和热水的温差不能太大。否则不会产生效果。事实上,培根和笛卡尔从几百年前就产生了这种效果,但没有被人们重视,所以这种荣誉落到了有毅力的黑人哥哥身上。但是,这种效果到目前为止还没有被物理学完全说明,但强调已经发现了一些重要的结果。例如,韩国的研究学者发现,在特殊条件下,温度为摄氏20度时,水也可能结冰。也就是说,水的冰点不是传统热力学认为的那样,而是可以根据条件变化的变量。还有人根据姆范巴的描述设想了可能的解释,但这种解释不太有说服力。总之,音板巴效应是一个尚未解决的谜。

让科学界真正注意到这一现象的是一名名叫埃拉斯特Mpemba的学生,Mpemba在自己制作冰淇淋时偶然发现了这种现象,但当他把这一发现告诉他的老师和同学时,没有人相信他。不甘心的姆范巴又设法找到了物理学家丹尼斯。奥斯本不相信,但为了鼓励姆范巴的指示精神,他精心设计了一系列实验。令人惊讶的是,实验结果表明,音板巴观察到的现象确实存在,有时热水可以比较。

冷水会先结冰,因为冷水本身温度就非常的低,所以放在冰箱里面没一会儿就会结冰,而热水本身温度比较高,很难结冰。
热水会比冷水更快结冰。这种现象违反直觉,但它就是真的。这种现象应该叫做Mpemba效应,是由一个叫Mpemba的学生引入科学的,所以就由他的名字命名。
正常情况下是热水,当然前提条件量比较少的情况,这个是著名的姆佩巴效应。

将热水和冰水同时放入冰箱为什么是热水先结冰

(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.

为什么冷水和热水放冰箱里是热水先结冰

因为热水蒸发量大于冷水,所以事实上当同样的两杯只有温度差异的水放入冰箱后,热水在冰箱中的蒸发量大于冷水(注意,蒸发发生在任意温度下,除非已经结冰!)而水的比热容很大,所以冷却少量热水的速度大于冷却较多量冷水的速度。这是初中必考的常识之一。
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