一杯100攝氏度的水和一杯50攝氏度的水同時放入同冰箱中,為什麼100攝氏度的先結冰

2022-03-31 11:16:13 字數 5727 閱讀 1567

1樓:la靈翼

專業上是這樣說的:姆潘巴現象(mupainmubar effect),又名姆佩姆巴效應,指在同等體積、同等質量和同等冷卻環境下,溫度略高的液體比溫度略低的液體先結冰的現象。

但是實際上

在「姆潘巴現象」被發現的若干年後,許多科學家對此重複試驗,試圖得出合理解釋。

多數人認為主要原因是熱水水汽易蒸發,吸收潛熱多,所以凍的快。此外還有由於蒸發水量減少及熱水迴圈快等因素在起作用。

也有人提出冷熱水間溫差造成氣體對流;熱水中微生物繁殖快起冰晶中心作用等等。

真正原理尚未被發現,真希望有人能回答你這道問題,我也順便學點知識!

2樓:匿名使用者

一、質量不同:在同樣大小杯子的情況下一杯100攝氏度的水的質量小於一杯50攝氏度的水的質量。

二、對流速度不同:溫差會引起對流,對流會加速傳熱。因為杯體的導熱較差,傳導點次要地位,杯子上方冷卻的對流傳熱成為主要因素,溫差大形成的對流強度大、傳熱也就快。

既使當兩個杯中溫度相同的時候原100攝氏度的水也會因為水流的速度快而對流導熱快。

溫差會引起對流,對流會加速傳熱。蝴蝶引發海嘯也是這個原因,因為沒有對流,雖然溫度很大但短距離的溫差並不大,無法引起對流,蝴蝶扇動幾下翅膀,形成對流,而原本的溫差則加速對流,最終形成海嘯。

有實驗證明:用兩平常的細高杯做此實驗時100攝氏度的先結冰,而兩非常矮的粗杯做此實驗時50攝氏度的先結冰。

3樓:匿名使用者

不會的,除非100℃的那杯更靠近內部一點……看看這個

……你說的是潘巴母效應,已經證明是錯的了。當時是潘巴母來不及把做雪糕的材料加水的混合液冷卻就放進冰箱冷卻,結果很多冷卻好放進去的雪糕未結冰,但他的卻結冰了——的確是被證明是錯的,當時他產生這樣結果的原因如下:

(1)他是用熱水溶解一些糖做雪糕,來不及冷卻,但這樣,因為糖未完全溶解,所以凝固點比其他人的溶解好的雪糕高,所以先結冰。

(2)他擺得很靠近冰箱的吸熱的管。

(3)後來實驗之所以也是這樣——思維定勢。

參考資料

4樓:匿名使用者

這個問題目前為止還沒有一個比較好的答案,你要是答出來了,那諾貝爾獎就是你的啦。這是一個讓很多人都感到很難解釋的一個迷。

5樓:

這是個世界性難題,目前還沒有公認的解釋,不過可能與氫鍵有關

6樓:非賢者

因為100度的水比50度水反應要劇烈

40攝氏度的水和4攝氏度的水各一杯,同時放到冰箱裡。哪杯水先結冰?為什麼?

7樓:德密齋軒

從物理方面來說,致冷有四種並存的機制:輻射、傳導、汽化、對流,通過實驗觀察,對結果進行比較,發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導、汽化、對流三者相互作用的綜合結果,如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析原因就更能說明問題了:盛有4℃冷水的結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱的不良導體,液體內部的熱量很難依靠傳導有效地傳遞到表面,杯子裡的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面,所以在水錶面處最先結冰,其次是底部和四周,形成了一個密閉的「冰殼」,這時內層的水與空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止內層水溫繼續下降的正常進行,另外由於水結冰時體積要膨脹,「冰殼」起著一種抑制作用。

盛有100℃熱水那一杯冷凍的時間相對來說要少得多,...從物理方面來說,致冷有四種並存的機制:輻射、傳導、汽化、對流,通過實驗觀察,對結果進行比較,發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導、汽化、對流三者相互作用的綜合結果,如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析原因就更能說明問題了:

盛有4℃冷水的結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱的不良導體,液體內部的熱量很難依靠傳導有效地傳遞到表面,杯子裡的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面,所以在水錶面處最先結冰,其次是底部和四周,形成了一個密閉的「冰殼」,這時內層的水與空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止內層水溫繼續下降的正常進行,另外由於水結冰時體積要膨脹,「冰殼」起著一種抑制作用。盛有100℃熱水那一杯冷凍的時間相對來說要少得多,看到的現象是表面的冰層總不能連成冰蓋,看不到「冰殼」的現象,沿冰水的介面向液體內生長出針狀的冰晶(在初溫低於12℃時,看不到這種現象)。隨著時間的流逝,冰晶由細變粗,這是因為初溫高的熱水,上層水冷卻後密度變大向下流動,形成液體內部的對流,使水分子圍繞各自的結晶中心結成冰,初溫越高,這種對流越劇烈,能量的損耗也越大。

正是這種對流,使上層的水不易結成冰蓋,由於熱傳遞和相變潛熱,在單位時間內的內能損耗較大,冷卻速率較大,當水面溫度降到0℃以下並有足夠的低溫,水面就開始出現冰晶。初溫較高的水,生長冰晶的速度較大,這是由於冰蓋未形成和對流劇烈的緣故,最後我們觀察到冰蓋還是形成了,冷卻速率變小了一些,但由於水內部冰晶已經生長而且粗大,具有較大的表面能,冰晶的生長速率與單位表面能成正比,所以生長速度仍然要比較初溫低的水快得多。

從生物作用方面來看,水要結成冰,水中需要許多結晶的中心,生物實驗發現,水中的微生物往往是「結晶中心」。而某些微生物在熱水(水溫在100℃以下一點)中繁殖比冷水中快,這樣一來,熱水中的「結晶中心」比冷水中的多得多,加速了熱水結冰的協同作用,圍繞「結晶中心」生長出子晶,子晶是外延結晶的晶核,對流使各種取向的分子都流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中,結晶釋放的能量通過對流放出,而各相鄰的冰粒又連結成冰,直到水全部結冰為止。

8樓:赫幻巧傅尋

應該是40攝氏度的水先結冰,這是姆潘巴現象,目前還沒有真正合理的解釋.

9樓:申屠笑雯波平

當然是4℃的水先結冰。

因為40℃首先要降到4℃,耗去一定的時間,然後結冰條件與4℃的水相同。

40攝氏度的水和4攝氏度的水各一杯,同時放到冰箱裡。哪杯水先結冰?為什麼?

10樓:匿名使用者

應該是40攝氏度的水先結冰,這是姆潘巴現象,目前還沒有真正合理的解釋.

11樓:匿名使用者

當然是4℃的水先結冰。

因為40℃首先要降到4℃,耗去一定的時間,然後結冰條件與4℃的水相同。

12樓:

4℃的先結冰,但要消耗較大的電能。

13樓:薔薇花的花瓣

應該是40攝氏度的水先結冰,

14樓:匿名使用者

從物理方面來說,致冷有四種並存的機制:輻射、傳導、汽化、對流,通過實驗觀察,對結果進行比較,發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導、汽化、對流三者相互作用的綜合結果,如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析原因就更能說明問題了:盛有4℃冷水的結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱的不良導體,液體內部的熱量很難依靠傳導有效地傳遞到表面,杯子裡的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面,所以在水錶面處最先結冰,其次是底部和四周,形成了一個密閉的「冰殼」,這時內層的水與空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止內層水溫繼續下降的正常進行,另外由於水結冰時體積要膨脹,「冰殼」起著一種抑制作用。

盛有100℃熱水那一杯冷凍的時間相對來說要少得多,看到的現象是表面的冰層總不能連成冰蓋,看不到「冰殼」的現象,沿冰水的介面向液體內生長出針狀的冰晶(在初溫低於12℃時,看不到這種現象)。隨著時間的流逝,冰晶由細變粗,這是因為初溫高的熱水,上層水冷卻後密度變大向下流動,形成液體內部的對流,使水分子圍繞各自的結晶中心結成冰,初溫越高,這種對流越劇烈,能量的損耗也越大。正是這種對流,使上層的水不易結成冰蓋,由於熱傳遞和相變潛熱,在單位時間內的內能損耗較大,冷卻速率較大,當水面溫度降到0℃以下並有足夠的低溫,水面就開始出現冰晶。

初溫較高的水,生長冰晶的速度較大,這是由於冰蓋未形成和對流劇烈的緣故,最後我們觀察到冰蓋還是形成了,冷卻速率變小了一些,但由於水內部冰晶已經生長而且粗大,具有較大的表面能,冰晶的生長速率與單位表面能成正比,所以生長速度仍然要比較初溫低的水快得多。 從生物作用方面來看,水要結成冰,水中需要許多結晶的中心,生物實驗發現,水中的微生物往往是「結晶中心」。而某些微生物在熱水(水溫在100℃以下一點)中繁殖比冷水中快,這樣一來,熱水中的「結晶中心」比冷水中的多得多,加速了熱水結冰的協同作用,圍繞「結晶中心」生長出子晶,子晶是外延結晶的晶核,對流使各種取向的分子都流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中,結晶釋放的能量通過對流放出,而各相鄰的冰粒又連結成冰,直到水全部結冰為止。

把一杯開水和一杯冷水(25攝氏度)同時放進冰箱,為什麼開水先結冰?

15樓:匿名使用者

"熱水比冷水先結冰"

事實上,在一般實驗條件下,熱水會比冷水更快結冰。這種現象違反直覺,甚至連很多科學家也感到驚訝。但它的確是真的,曾在很多實驗觀察和研究過。

雖然在經過亞里斯多德、培根,和笛卡兒 [1- 3] 三人的介紹後,此現象已被發現了幾個世紀,但卻一直沒有被引入現代科學。直至2023年,才由坦尚尼亞的一間中學的一個名叫 mpemba 的學生引入現代科學。這個效應早期發現史,和後期 mpemba 再發現的故事--尤其是後者,都是充滿戲劇性的寓言。

寓意人們在判斷什麼是不可能時,別過於倉促。這一點,下面會說到。

熱水比冷水更快結冰的現象通常叫「mpemba 效應」。無疑地,很多讀者對這一點很懷疑,因此,有必要先明確地指出,什麼是 mpemba 效應。有兩個形狀一樣的杯,裝著相同體積的水,唯一的分別是水的溫度。

現在將兩杯水在相同的環境下冷卻。在某些條件下,初溫較高的水會先結冰,但並不是在任何情況下,都會這樣。例如,99.

9° c 的熱水和 0.01° c 的冷水,這樣,冷水會先結冰。mpemba 效應並不是在任何的初始溫度、容器形狀、和冷卻條件下,都可看到。

這似乎是不可能的,不少敏銳的讀者可能已經想出一個方法,去證明它不可能。這種證明通常是這樣的: 30° c 的水降溫至結冰要花 10 分鐘, 70° c 的水必須先花一段時間,降至 30° c,然之後再花 10 分鐘降溫至結冰。

由於冷水必須做過的事,熱水也必須做,所以熱水結冰較慢。這種證明有錯嗎?

這種證明錯在,它暗中假設了水的結冰只受平均溫度影響。但事實上,除了平均溫度,其它因素也很重要。一杯初始溫度均勻,70° c 的水,冷卻到平均溫度為 30° c 的水,水已發生了改變,不同於那杯初始溫度均勻,30° c 的水。

前者有較少質量,溶解氣體和對流,造成溫度分佈不均。這些因素亦會改變冰箱內,容器周圍的環境。下面會分別考慮這四個因素。

所以前面的那種證明是行不通的,事實上,mpemba 效應已在很多受控實驗中觀察到 [5,7-14]。

這種現象的發生機制,仍然沒有得確切的瞭解。雖然有很多可能的解釋已被提出過,但到目前為止,還沒有一個實驗可以清晰地顯示它的機制。如果有的話,這實驗就十分重要了。

你可能會聽到有人很自信地說,x 是 mpemba 效應的原因。這些說法通常都是基於猜測,或只看著小量文獻的證據,而忽略其它。當然,有根據地猜測,和選擇你信賴的實驗結果,是沒錯的。

問題是,對於什麼是 x,不同的人提出不同的說法。

為什麼現代科學不回答這個看起來很簡單的結冰問題?主要的問題是,水結冰所花的時間的長短,對實驗設計中的很多因素,都是很敏感的。例子容器的形狀和大小、冰箱的形狀和大小、水中氣體和其它雜質、結冰時間的定義,等等。

因為這種敏感性,即使有實驗支援 mpemba 效應的存在,但不能支援在這些條件之外, mpemba 效應的發生和發生的原因。正如 firth [7] 所講「這個問題有太多的變數,以致任何從事這項研究的實驗室,一定會得出和其它實驗室不同的結果。」

把一杯冷水和一杯熱水同時放進冷凍室,哪一杯水會先結冰?

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1全部一 先測一下空杯的質量m1.二 杯中裝滿水,測一下總質量為m2 三 杯中再裝滿鹽水,測一下質量為m3 好了實驗做完了。水的質量 m2 m1 所以水的體積 m2 m1 p水 所以鹽水的體積也是 m2 m1 p水最後鹽水的密度 m3除以 m2 m1 p水 m3 p水 m2 m1 鹽水的密度 m3 ...