水进入零度以下之后就会结冰,这是大家都知道的物理常识,但是你知道把一杯热水和一杯冷水放入冷冻室里面,谁将会先结冰呢?
答案是这杯热水更容易结冰,这个答案是否让你非常的惊讶呢,其实早在几百年前一位叫做乔瓦尼.马利亚尼科学家就提出过这个问题,但是因为当时的条件有限,这个实验并没有得到验证,直到1963年的时候一个学生偶然发现了这个现象,在某些特定的条件下,热水要比冷水更快的结冰,这个发现也让让人们大吃一惊!
热水更快结冰的原理是什么?
这里原理是由丹尼斯.奥斯本和伊拉斯特.姆潘巴两人联合发现的,我们称之为“姆潘巴现象”,其实可以告诉大家的是一般情况下冰水要比热水更快的结冰,但是也有热水更快结冰的时候,至今人类也不能完全解释“姆潘巴现象”,但是这以下几种合理的解释,那么接下来就让我们来详细了解一下吧!
水蒸气的蒸发作用,热水本身处于一个蒸发状态,所以说热水中的能量消散的更快,随然说刚进入零下温度,一定是冷水的温度更低,但是经过了一段时间后,我们会发现热水的能量散发的更快,因此有时候热水的结冰速度也就更快了。
溶解在水中的气体作用,冷水和热水的分子运动结构是完全不同的,相对来说冷水可以溶解更多的气体,因此当冷水中充满了气体以后,就抑制了水的对流作用,那么冷水的结冰速度就会减慢。
过冷水的作用,当水中的杂质非常少的时候,就有机会形成过冷水,也就说水可以在零度一下保持液体状态,那么这个时候过冷水的结冰温度要低于热水,所以说也有可能造成热水先结冰。
微观世界的工作原理!
虽然说水变成冰以后,水分子并没有发现根本改变,但是水分子的内部结构却在发生了一些变化,构成水分子的原子之间的结构长度发生了改变,也就是说氢键变长了,而且热水和冷水之间的“共价键”长度也不同,这也会影响结冰的速度。
简单来说热水的“共价键”更短,那么热水释放出的能量也就越快,从而让热水更快的结冰,从上述几种解释来看,可以一定程度了解其中的原理,但是人类至今还无法解开这个问题的答案,也许当量子物理学有了更深入的发展之后,就会有一个最终答案了!
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