热水和冷水谁结冰快(热水和冷水哪个更容易结冰原理)
导语:热水和冷水哪个结冰更快?60多年过去了,这个争论有结果了吗?
在物理学界有这么一个反常识的现象,被称为“姆潘巴现象”或称为“姆潘巴效应”,这个反常识的现象,就是同等体积的热水会比冷水更快的结冰。
而发现这一现象的是一名坦桑尼亚的中学三年的学生,随后把这一现象以他的名字命名,随着发现更多反常识现象的发现,科学界也把它们统称为“姆潘巴现象”
在1963年的时候,姆潘巴与同学们在炎热的夏天,喜欢在学校里自制冰淇淋吃。
在做的过程中,他们总是先把牛奶煮沸消毒,然后加入糖,等其冷却后再放入冰箱冻成冰块,但是由于学生人员众多,冰箱的空间有限,所以想要吃上冰冻的冰淇淋,就得乘早去抢占冰箱中有限的空间,也就是说,并不是所有的学生,都可以把牛奶放入冰箱中做成冰淇淋。
但是有一天,姆潘巴由于一些事情耽搁,等他把牛奶煮沸后,发现冰箱里面的空间所剩无几,如果等牛奶冷却下来,那么势必会被别的同学占去,那么,对于喜欢吃冰淇淋的姆潘巴来说,这是一个让他无法忍受的结果。
他略加思考后,就把热牛奶放入冰箱中,一个半小时后,姆潘巴急于想知道牛奶的情况,就打开了冰箱的门,然后就发现一个让他惊奇的现象,他后放进去的热牛奶已经结冰,但是他同学放进入的冷牛奶却还是半结冰的黏稠状态。
感到困惑的姆潘巴就向老师请教,为什么会发生这种现象,当时的老师觉得这个太反常识了,太荒唐了,就没有理他,但是姆潘巴却有一股执着的精神,非要弄明白其中的原理,一直对这一现象耿耿于怀。
不久后,姆潘巴就抓住机会,达累斯萨拉姆大学物理系系主任奥斯波恩博士到他们学校进行访问,他向他提出了自己发现的这一现象,并请求他用其渊博的学识解开自己的困惑,但是当奥斯波恩博士听到这个现象的时候,也认为荒唐,这是不可能的事,当场也未给姆潘巴任何解答。
但是与姆潘巴老师不同的是,奥斯波恩博士回到家后,根据姆潘巴的描述,还原了整个过程,当他看到实验的结果后,也是非常震惊,随后他邀请姆潘巴与他一起深入研究这个现象,1969年,他们就研究成果共同发表了一篇论文,并且在论文中,把这一现象以首位发现者姆潘巴的名字命名。
随着这一现象被熟知,在世界上掀起轩然大波,形成两派,支持者和反对者在网上争论了接近60年,直到现在也没有一个统一的结论。
造成这种情况的原因,是姆潘巴现象虽然是客观存在的,但是其结果却不同于一般的科学实验一样,通过复制,每次都能得到相同的结果。
而在做姆潘巴现象的实验的时候,有时候可能是热水先结冰,也有可能是冷水先结冰,其就像是薛定谔的猫一样,在你未打开盒子之前,并不知道猫是死还是活的,而姆潘巴同样如此,在同时放入冰箱的冷水和热水,你并不知道哪一个会先结冰。
所以这一现象虽然客观存在,但是并未在科学界达成共识,这也是直至今日热水和冷水那个结冰更快的问题争论不休的原因。
时至今日,对热水比冷水先结冰的这一现象,大体有这么几种解释:
1、温差
把热水和冷水同时放入冰箱中,其内部与外部的温差是不相同的,热水往往形成的温差更大一些,在现实生活中,我们都碰到过,如果谁的压力差大,那么水的流量就会大一些,同样电位差越大,那么电压也就越大。
同样的道理,由于热水与外部的温差更大,导致其散热的时候,比冷水散热更快,也就导致其结冰的速度更快一些。
2、硬物
喜欢喝茶的朋友,应该知道水有硬水和软水之分,而在山泉水中,因为饱含各种矿物质,这样的水一般被称为硬水,在硬水烧沸腾后,会在茶壶边上形成一圈由各种矿物质形成的水垢。
所以是热水和冷水同时被放入冰箱中,由于热水在加热的过程中,这些矿物质被从水中解析出来,在降温的过程的过程中,这些硬块更容易与水分子形成结晶,也就是说能够更快速的结冰。
3、惯性
这个惯性,不同于一般理解物体的惯性,是指在温度下降的过程中,由于热水相对于冷水来说平均时间内下降的温度更快。
所以在温度下降的过程中,它就形成一种惯性,以更快的速度降温,导致热水比冷水更快的结冰。
结语:在人类科学技术文明进步的过程中,总是先发现问题,解决问题,就像当初因为苹果砸在牛顿的头上,为了弄明白其中的原理,经过深入的研究,然后开启了人类的现代文明。
所以发现违反常识的现象并不惊奇,只是因为在人类形成了固定的思维模式,认为本该如此,但是事实的本质也许与人类的认知大相庭径,也许这就是未知所带来的魅力,就像魔术一样,看起来非常的惊奇,但是等发现魔术的解密后,发现也不过如此。
天气变热了,不妨在家里做个相同的实验,看是热水、还是冷水先结冰?
本文内容由快快网络小海整理编辑!