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热水的冻结速度比冷水快吗,为什么？
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发布时间：2019-02-08加入收藏来源：互联网点击：
热水的冻结速度比冷水快吗,为什么？
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
题目中所说的现象还真的发生过，但并不是绝对的，关于它的解释还有一个很有趣的故事： 1963年的一天，坦桑尼亚的一个初中生姆潘巴和小伙伴们一起用牛奶制作冰激凌。当他还在煮牛奶时，身旁的小伙伴已经陆续把牛奶晾凉开始往冰箱里塞了，眼看就要没有位置了，一时心急，姆潘巴就把煮热的牛奶直接放进了冰箱。一个半小时后，他惊奇的发现，他的冰激凌已经冻结成块，而其他小伙伴的冰激凌却还是黏稠状。这与我们对热现象的直观理解以及经验直觉完全相反。但为什么相反呢？姆潘巴带着这个疑惑从初中直到高中，先后请教了多位物理老师都没有答案，甚至有位老师讥讽地说：“看来有两种物理，一种是放置四海皆准的物理，一种是‘姆潘巴物理’。”
而之后姆潘巴像一个博士提出了自己的疑问，博士邀请姆潘巴和他一起对这个现象进行研究，并于1969年共同撰写了关于此现象的一篇论文，引起学界广泛关注。于是人们将这个在同等体积和同等冷却环境下，温度略高的液体比温度略低的液体（非纯水）先结冰的现象，命名为“姆潘巴现象”。在之后的实验中也发现，并不是每次都会有这个情况发生，所以这种现象并不是绝对的。
而究其原因也众说纷纭，而其中比较可靠的有：因为水中不同的杂质离子可能带来实验上的干扰，甚至有一种说法认为，通常环境下，普通水中不可避免地有一些微生物，它们在热水中繁殖得更快，这些大小在微米量级的微生物恰好可以充当水结冰所需要的凝结核，成为其优先结冰的优势条件。问题远比想象的要复杂 后来许多人也在这方面做了大量的实验和研究，人们发现，这个看来似乎简单的问题实际上要比我们的设想复杂得多，它不但涉及到物理上的原因，而且还涉及到作为结晶中心的微生物的作用，是一个地地道道的“多变量问题”。
目前，尽管对于姆潘巴现象并没有一个令所有人都信服的完美解释，但是科学家仍然在不断提出各种理论来解释这一现象。
（文中有引用，不喜勿喷）
回答于 2019-09-11 08:43:50
这个问题真的很专业，不过确实有这么一回事，这种现象被称为“姆佩巴效应”，英国《新科学家》也曾报道过相关现象，据说可能与水中杂乱无章的杂质有关。具体原因可向专业人士咨询哈。
回答于 2019-09-11 08:43:50
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。
基于以上两方面的理由，热牛奶以更高的速度冷却着，这便是热牛奶先冻结的秘密。
回答于 2019-09-11 08:43:50
为何热水冻结速度很快
有时候，热水的冻结速度反而会超过冷水，这是为什么呢？这种怪异的现象困扰了几代科学家。经过数百次实验，纽约州立大学宾厄姆顿分校负责辐射安全的官员詹姆斯·布朗里奇最终发现证据，证明这种现象可能与水中杂乱无章的杂质有关。
热水快速冻结现象被称之为“姆佩巴效应”，以坦桑尼亚学生埃拉斯托·姆佩巴的名字命名。对于姆佩巴效应，物理学家曾提出几种可能的假设，其中包括水分更快蒸发导致热水体积变小，一层霜隔绝了温度更低的水以及溶质浓度存在差异。但任何一种解释都很难让人信服，因为这种效应并不可靠，冷水冻结速度往往还是超过热水。
布朗里奇认为，杂乱无章的杂质才是导致热水更快速冻结的关键因素。过去10年时间里，他利用空闲时间进行了数百次有关姆佩巴效应的实验，最终发现这种效应基于不稳定过度冷却现象的证据。
布朗里奇说：“水几乎从不在温度降到零度时冻结，通常是在更低温度下才开始冻结，也就是所说的过度冷却现象。冻结点取决于水中与冰晶形成有关的杂质。通常情况下，水可能含有几种类型杂质，其中包括尘粒、被溶解的盐类以及细菌，每一种杂质都能在特定温度下触发冻结机关。核化温度最高的杂质决定了水的冻结温度。”
布朗里奇对两个同样温度的水样（20℃的自来水）进行了实验。他把水样装入试管，而后放入冰箱中冷冻。由于杂质的随机混合导致其拥有更高冻结点，其中一个水样将首先冻结。如果这种差异足够大，姆佩巴效应便会出现。布朗里奇选择自然冻结点更高的水样，并将其加热到80℃，另一个则只加热到室温，而后将试管放回冰箱。他表示，如果热水冻结点至少高出5℃，其冻结速度往往会超过冷水。
可能让人感到惊讶的是，区区5℃就是一个足够大的差异，帮助温度更高的水首先“冲过终点线”。而如果以60℃作为起步点，它们在这场冻结较量中便要以失败告终。物体与周围环境——具体到这项实验，指的就是冰箱——的温差越大，其冻结的速度就越快。也就是说，在温度较低的水样达到零下7℃这一冻结点前，热水样首先达到零下2℃这一冻结点，进而以更快的速度冻结，
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