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熱水更快結冰還是冷水更快結冰

生活 更新时间:2024-09-29 16:26:43

在物理學界有這麼一個反常識的現象,被稱為“姆潘巴現象”或稱為“姆潘巴效應”,這個反常識的現象,就是同等體積的熱水會比冷水更快的結冰。

而發現這一現象的是一名坦桑尼亞的中學三年的學生,随後把這一現象以他的名字命名,随着發現更多反常識現象的發現,科學界也把它們統稱為“姆潘巴現象”

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在1963年的時候,姆潘巴與同學們在炎熱的夏天,喜歡在學校裡自制冰淇淋吃。

在做的過程中,他們總是先把牛奶煮沸消毒,然後加入糖,等其冷卻後再放入冰箱凍成冰塊,但是由于學生人員衆多,冰箱的空間有限,所以想要吃上冰凍的冰淇淋,就得乘早去搶占冰箱中有限的空間,也就是說,并不是所有的學生,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擱,等他把牛奶煮沸後,發現冰箱裡面的空間所剩無幾,如果等牛奶冷卻下來,那麼勢必會被别的同學占去,那麼,對于喜歡吃冰淇淋的姆潘巴來說,這是一個讓他無法忍受的結果。

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他略加思考後,就把熱牛奶放入冰箱中,一個半小時後,姆潘巴急于想知道牛奶的情況,就打開了冰箱的門,然後就發現一個讓他驚奇的現象,他後放進去的熱牛奶已經結冰,但是他同學放進入的冷牛奶卻還是半結冰的黏稠狀态。

感到困惑的姆潘巴就向老師請教,為什麼會發生這種現象,當時的老師覺得這個太反常識了,太荒唐了,就沒有理他,但是姆潘巴卻有一股執着的精神,非要弄明白其中的原理,一直對這一現象耿耿于懷。

不久後,姆潘巴就抓住機會,達累斯薩拉姆大學物理系系主任奧斯波恩博士到他們學校進行訪問,他向他提出了自己發現的這一現象,并請求他用其淵博的學識解開自己的困惑,但是當奧斯波恩博士聽到這個現象的時候,也認為荒唐,這是不可能的事,當場也未給姆潘巴任何解答。

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但是與姆潘巴老師不同的是,奧斯波恩博士回到家後,根據姆潘巴的描述,還原了整個過程,當他看到實驗的結果後,也是非常震驚,随後他邀請姆潘巴與他一起深入研究這個現象,1969年,他們就研究成果共同發表了一篇論文,并且在論文中,把這一現象以首位發現者姆潘巴的名字命名。

随着這一現象被熟知,在世界上掀起軒然大波,形成兩派,支持者和反對者在網上争論了接近60年,直到現在也沒有一個統一的結論。

造成這種情況的原因,是姆潘巴現象雖然是客觀存在的,但是其結果卻不同于一般的科學實驗一樣,通過複制,每次都能得到相同的結果。

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而在做姆潘巴現象的實驗的時候,有時候可能是熱水先結冰,也有可能是冷水先結冰,其就像是薛定谔的貓一樣,在你未打開盒子之前,并不知道貓是死還是活的,而姆潘巴同樣如此,在同時放入冰箱的冷水和熱水,你并不知道哪一個會先結冰。

所以這一現象雖然客觀存在,但是并未在科學界達成共識,這也是直至今日熱水和冷水那個結冰更快的問題争論不休的原因。

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時至今日,對熱水比冷水先結冰的這一現象,大體有這麼幾種解釋:

1、溫差

把熱水和冷水同時放入冰箱中,其内部與外部的溫差是不相同的,熱水往往形成的溫差更大一些,在現實生活中,我們都碰到過,如果誰的壓力差大,那麼水的流量就會大一些,同樣電位差越大,那麼電壓也就越大。

同樣的道理,由于熱水與外部的溫差更大,導緻其散熱的時候,比冷水散熱更快,也就導緻其結冰的速度更快一些。

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2、硬物

喜歡喝茶的朋友,應該知道水有硬水和軟水之分,而在山泉水中,因為飽含各種礦物質,這樣的水一般被稱為硬水,在硬水燒沸騰後,會在茶壺邊上形成一圈由各種礦物質形成的水垢。

所以是熱水和冷水同時被放入冰箱中,由于熱水在加熱的過程中,這些礦物質被從水中解析出來,在降溫的過程的過程中,這些硬塊更容易與水分子形成結晶,也就是說能夠更快速的結冰。

3、慣性

這個慣性,不同于一般理解物體的慣性,是指在溫度下降的過程中,由于熱水相對于冷水來說平均時間内下降的溫度更快。

所以在溫度下降的過程中,它就形成一種慣性,以更快的速度降溫,導緻熱水比冷水更快的結冰。

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結語:在人類科學技術文明進步的過程中,總是先發現問題,解決問題,就像當初因為蘋果砸在牛頓的頭上,為了弄明白其中的原理,經過深入的研究,然後開啟了人類的現代文明。

所以發現違反常識的現象并不驚奇,隻是因為在人類形成了固定的思維模式,認為本該如此,但是事實的本質也許與人類的認知大相庭徑,也許這就是未知所帶來的魅力,就像魔術一樣,看起來非常的驚奇,但是等發現魔術的解密後,發現也不過如此。

天氣變熱了,不妨在家裡做個相同的實驗,看是熱水、還是冷水先結冰?

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