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温水为什么比冷水结冰快?

物理知识

  • 有经验的老师傅告诉徒弟,冬天洗车最好用冷水而不用温水,否则温水一沾到车厢便会马上结冰。

    徒弟问师傅:“为什么?”师傅们无言以对。

    其实,师傅们解释不了这个奇怪的自然现象是非常正确的,因为迄今为止,连科学家也没有搞清楚:为什么冬天温水比冷水冻得快?当今世界上还没有人能够破解这个看似稀松平常的自然之谜。据说,古希腊人曾发现了这个有意思的自然现象,但他们没有找到答案。

    1969年,一名坦桑尼亚大学生艾拉斯托·穆宾巴正式向全世界提出这个问题——为什么冬 天温水比冷水冻得快?从那以后,这个问题才被全世界科学家所关注。

    据说,1969年盛夏,艾拉斯托·穆宾巴想亲手制作冰激凌,他把一杯由牛奶和糖水等物质相混合的、还没有放凉的温热液体放进了冰箱冷冻室,结果他惊讶地发现,这次液体结晶得比以往任何一次都快。这个有趣的发现激发他深入研究的欲望。从那以后,艾拉斯托·穆宾巴相继做了很多温水冷冻实验,写了很多篇研究报告。由于艾拉斯托·穆宾巴的出贡献,这个神奇的自然现象现在被科学界称为“穆宾巴效应”。

    现在,在许多解释中最为普遍的理论为:温差理论,即冬天温水比冷水冻得快,是因为温水与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差,温差大温水中水分子的能量会很快散发到周围环境中。当然,这个理论仍然遭到许多科学家的质疑。因为按照这个理论,冷水与周围环境之间的温差小,冷水分子能量失去较慢,那么出现的问题是,温水终究要变成冷水,它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。因此,考虑到把温水冷却成冷水时耗费的时间,应该得出的结论,即无论怎样冷水都比温水冷冻得快。看来,这个“温差理论”也值得推敲。


    那么,温水到底缘何比冷水冻得快呢?温水在冷冻过程中肯定还有一个至今未被人们认知的机理。也许不久的将来,科学家会解开藏在我们身边的这个谜团。
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  • ldgfive

    第1楼2012/01/11

    应助工程师

    这个故事我很早以前就听说过,到目前还没有更合理的解释

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  • 蓝人

    第2楼2012/01/11

    应助达人

    头一次听说
    有时间试试
    很稀奇啊

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  • coffee8

    第3楼2012/01/11

    很好奇?是何原因?

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  • 容百川

    第4楼2012/01/11

    很早就听老师讲过。
    我想不能从单纯的热量角度去解释。
    想想温度高,分子能级高、分子间距大。水结成冰体积增大应该说明平均分子间距增大的吧。是不是这一点更接近呢?
    应该分别观察并记录冷热谁冰冻状态变化的微观、宏观过程。

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  • rzxjz

    第5楼2012/01/11

    这个现象目前的解释好像是温水液面(液膜)需要更多的能量来保持目前的状态,这样能量散失得越快就需要从水体内部补充更多的能量,所以会更快地结冰。怀疑也与温水的分子运动快有关。

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  • yifan1117

    第6楼2012/01/11

    哈哈,第一次听说,以后试验一下。

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  • symmacros

    第7楼2012/01/11

    应助达人

    不解,很奇怪的,不会和水蒸发的速度有关系吧?

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  • feng_unicorn

    第8楼2012/01/12

    蒸发是其中的一种解释,还比较流行

    symmacros(jimzhu) 发表:不解,很奇怪的,不会和水蒸发的速度有关系吧?

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  • caolinkoko

    第9楼2012/01/13

    是否与分子之间排列有关
    1.在低温时,水有规律的组织成雪花 2.有人提出水是以“6水分子团”存在的,但目前还没证明
    猜想:水要结成冰,需要有一定的排列方式,而在温水时,水更容易成期望的排列;虽然相对冷水,温水用于降温的时间增加,但用于“排列”时间减少,总体时间减少。也有可能是,在相同条件下,经过“排列”后的水的降温速度比未排列的更快。

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  • wolfly2007

    第10楼2012/01/13

    往后自己冻冰块直接用温水了啊,哈哈,省时间

    coffee8(coffee8) 发表:很好奇?是何原因?

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