为什么开水比常温水在冰箱内先结冰

为什么开水比常温水在冰箱内先结冰
为什么开水比常温水在冰箱内先结冰

为什么开水比常温水在冰箱内先结冰
1.姆潘巴的物理问题
坦桑尼亚的马干巴中学三年级曾有一位名叫姆潘巴的学生,在学校他经常与同学一起做冰淇淋吃.他们的做法是这样的：先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后再倒入冰格中,然后放进冰箱的冷冻室内冷冻.因为学校里的同学很多,所以冷冻室放冰格的位置一直供不应求.一九六三年的一天,当姆潘巴来做冰淇淋时,冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几了.一位同学为了抢在他前面,竟把生牛奶加糖后立即抢先放在冰格中送进了冰箱的冷冻室.而姆潘巴只好急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不得冷却,立即把滚烫的牛奶倒入冰格,送入冰箱的冷冻室里.奇迹发生了,过了一个半小时后,姆潘巴发现他的热牛奶已经冻结了,而其他同的冷牛奶却还是粘稠的液体,并没有结冰,这个现象使姆潘巴惊愕不已!
对姆佩巴效应的各种解释
什么是Mpemba效应?有两个形状一样的杯,装着相同体积的水,唯一的分别是水的温度.现在将两杯水在相同的环境下冷却.在某些条件下,初温较高的水会先结冰,但并不是在任何情况下,都会这样.例如,99.9℃的热水和0.01℃的冷水,这样,冷水会先结冰.Mpemba效应并不是在任何的初始温度、容器形状、和冷却条件下,都可看到.
一般人会认为这似乎是不可能的,还有人会试图去证明它不可能.这种证明通常是这样的：30℃的水降温至结冰要花10分钟,70℃的水必须先花一段时间,降至30℃,然后再花10分钟降温至结冰.由于冷水必须做过的事,热水也必须做,所以热水结冰慢.这种证明有错吗?
这种证明错在,它暗中假设了水的结冰只受平均温度影响.但事实上,除了平均温度,其它因素也很重要.一杯初始温度均匀,70℃的水,冷却到平均温度为30℃的水,水已发生了改变,不同于那杯初始温度均匀,30℃的水.前者有较少质量,溶解气体和对流,造成温度分布不均.这些因素会改变冰箱内,容器周围的环境.下面会分别考虑这四个因素.
1.蒸发——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.这样热水就可能较冷水早结冰,但冰量较少.如果我们假设水只透过蒸发去失热,理论计算能显示蒸发能解释Mpemba效应.这个解释是可信的和很直觉的,蒸发的确是很重要的一个因素.然而,这不是唯一的机制.蒸发不能解释在一个封闭容器内做的实验,在封闭的容器,没有水蒸气能离开.很多科学家声称,单是蒸发,不足以解释他们所做的实验.
2.溶解气体——热水比冷水能够留住较少溶解气体,随着沸腾,大量气体会逃出水面.溶解气体会改变水的性质.或者令它较易形成对流（因而较易冷却）,或减少单位质量的水结冰所需的热量,或者改变沸点.有一些实验支持这种解释,但没有理论计算的支持.
3.对流——由于冷却,水会形成对流,和不均匀的温度分布.温度上升,水的密度就会下降,所以水的表面比水底部热—叫"热顶".如果水主要透过表面失热,那么,"热顶"的水失热会比温度均匀的快.当热水冷却到冷水的初温时,它会有一热顶,因此与平均温度相同,但温度均匀的水相比,它的冷却速率会较快.虽然在实验中,能看到热顶和相关的对流,但对流能否解释Mpemba效应,仍是未知.
4.周围的事物——两杯水的最后的一个分别,与它们自己无关,而与它们周围的环境有关.初温较高的水可能会以复杂的方式,改变它周围的环境,从而影响到冷却过程.例如,如果这杯水是放在一层霜上面,霜的导热性能很差.热水可能会熔化这层霜,从而为自己创立了一个较好的冷却系统.明显地,这样的解释不够一般性,很多实验都不会将容器放在霜层上.
最后,过冷在此效应上,可能是重要的.过冷现象是水在低于0℃时才结冰的现象.有一个实验发现,热水比冷水较少会过冷.这意味着热水会先结冰,因为它在较高的温度下结冰.但这也不能完成解释Mpemba效应,因为我们仍需解释为什么热水较少会过冷.
在很多情况下,热水较冷水先结冰,但并不是在所有实验中都能观察到这种现象.而且,尽管有很多解释,但仍没有一种完美的解释.所以,姆佩巴效应仍然是一个谜
这是我网上查的答案 其实我认为这个现象一直无解 应该自己去 做这样一个实验试试
而且我觉得这个也跟水的密度有关吧 开水和自来水 开水和温水 开水和开水放凉后的水 可能会有不同的答案