一杯溫水和一杯涼水放進冰箱時哪一杯先結冰

時間 2022-08-29 08:21:49

1樓:天下備盎

1963年,坦尚尼亞的馬干巴中學三年級的學生姆潘巴經常與同學們一起做冰淇淋吃,他們總是先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷卻後倒入冰格中放進冰箱的冷凍室內冷凍。因為學校裡做的同學多,所以冷凍室放冰格的位置一直比較緊張。有一天,當姆潘巴來做冰淇淋時,冰箱冷凍室內放冰格的空位已經所剩無幾了,一位同學為了搶在他前面,竟把生牛奶放入糖後立即放在冰格中送進了冰箱的冷凍室,姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不得冷卻,立即把滾燙的牛奶倒入冰格里,送入冰箱的冷凍室內,過了乙個半小時後,姆潘巴發現他的熱牛奶已經結成冰而其他同學冷牛奶還是很稠的液體,沒有凍結,這個現象使姆潘巴驚愕不已!

他去請教物理老師,為什麼熱牛奶反而比冷牛奶先凍結?老師的回答是:「你一定弄錯了,這樣的事是不可能發生的。

」後來姆潘巴進了伊林加的姆克瓦高中,他向物理老師請教:「為什麼熱牛奶和冷牛奶同時放進冰箱,熱牛奶先凍結?」老師的回答是:

「我所能給你的回答是:你肯定錯了。」當他繼續提出問題與老師辯論時,老師譏諷他:

「這是姆潘巴的物理問題。」姆潘巴想不通,但又不敢頂撞老師。乙個極好的機會終於來到了,三蘭港大學物理系主任奧斯玻恩博士訪問該校,作完學術報告後回答同學的問題。

姆潘巴鼓足勇氣向他提出問題:如果你取兩個相似的容器,放入等容積的水,乙個處於35℃,另乙個處於100℃,把它們同時放進冰箱,100℃的水先結冰,為什麼?奧斯玻恩博士的回答是:

「我不知道,不過我保證在我回到三蘭港之後親自做這個實驗。」結果他和他的助手做了這個實驗,證明姆潘巴說的現象是事實!這究竟是怎麼一回事呢?

發表在1969年英國《物理教師》雜誌上的由姆潘巴和奧斯玻恩兩個撰寫的一篇文章中作了第一次嘗試性的解釋:他們做了一系列的實驗,實驗用的是直徑4.5厘公尺容積100毫公升的硼矽酸玻璃燒杯,同放70毫公升沸騰過的各種不同溫度的水。

通過對實驗結果的定量分析得出的結論是:冷卻主要在於液體表面,冷卻速率決定於液體表面的溫度而不是它的整體的平均溫度,液體內部的對流使得液面溫度維持比體內溫度高(假定溫度高於4℃),即使兩杯液體冷卻到相同的平均溫度,原來熱的系統的熱量損失仍要比原來冷的系統來得多,液體在凍結之前必須經過一系列的過渡溫度,所以用單一的溫度來描述系統顯然是不夠的,還要取決於初始條件的溫度梯度。 後來許多人在這方面進行了大量的研究,發現這個看來似乎簡單的問題,實際上要比我們的設想複雜得多,它不但涉及到物理上的原因,而且還涉及到微生物作為結晶中心的生物作用問題。

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,所以在水表面處最先結冰,其次是底部和四周,形成了乙個密閉的「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,而各相鄰的冰粒又鏈結成冰,直到水全部結冰為止。

記得採納啊

一杯熱水和一杯冷水同時放進冰箱,哪一杯先結冰?

2樓:匿名使用者

冷的 你說的那個實驗其實是騙人的 只在特殊情況下會出現

3樓:匿名使用者

冷的姆蕃巴現象在走近科學中被證明時不對的

4樓:小鵬說財會

同時結冰 如果不是,你做來我看看。

5樓:匿名使用者

首先,應當明確一杯熱水和一杯涼水取自同一水源,該水源可以是自然界的地表水或地下水,如河水、湖水、井水,也可以是自來水,但絕不是無離子水(純淨水、超純水)。

河水、湖水、井水、自來水中含有水溶性的鹽類,其中有水溶性的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂,碳酸氫鈣、碳酸氫鎂在加熱時會分解成不溶於水的碳酸鈣、碳酸鎂及二氧化碳和水。

熱水中 含有大量因加熱生成的細小的不溶於水的碳酸鈣、碳酸鎂,當水相變成冰時,即水結晶的過程,這些細小的不溶於水的碳酸鈣、碳酸鎂成為水結晶的晶核,大量的晶核有加速結晶,促進水結晶變成冰的作用。

冷水中 含有比熱水更多的水溶性鹽類,比熱水多出未被分解的水溶性的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂。水溶性的鹽可以降低水的凝固點,因此冷水冰點比熱水冰點要低。同時,冷水比熱水中少很多水溶性的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂分解形成的大量細小的不溶於水的碳酸鈣、碳酸鎂晶核。

因此在結冰時較熱水結冰慢,由於缺乏晶核極易形成過冷,消耗更多的製冷量並且使結冰時間延長。

綜合效果是:取自自然界的地表水或地下水或自來水,一杯熱水和一杯涼水同時放入冰箱裡,熱水會先結冰。

如果使用無離子水(純淨水、超純水),情況就會完全相反,冷水比熱水先結冰。

6樓:卯楣英

建議不要用熱水放冰箱,熱的東西壞冰箱.

7樓:匿名使用者

熱水.應該是熱水與冷水同時放冰箱裡,熱水的溫度更容易降得快

8樓:夏日の芬芳

同質、同量、同外部溫度環境的條件下,姆潘巴現象(即冷水先結冰)不會產生,具體原因是由於冰箱內部各個點溫度不同。

9樓:二哥你在哪

熱水,雜誌上有介紹過,但沒有講原因

10樓:匿名使用者

熱水先結冰 因為熱水分子運動較快

把一杯涼水和一杯熱水同時放入冰箱,哪乙個先結冰

11樓:長虹美菱股份****

開水會先結冰。

1、物理原因

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。通過實驗觀察並對結果進行比較,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效果。

如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析其原因就更能說明問題了:

盛有初溫4℃冷水的杯,結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱傳導不良的材料,液體內部的熱量很難依靠傳導而有效地傳遞到表面。杯子裡的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面。所以水在表面處最先結冰,其次是向底部和四周延伸,進而形成了乙個密閉的「冰殼」。

這時,內層的水與外界的空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止或延緩了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,已經形成的「冰殼」也對進一步結冰起著某種約束或抑制作用。

盛有初溫100℃熱水的杯,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」形成的現象,只是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,形成了液體內部的對流,使水分子圍繞著各自的「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時,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,最後可以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初溫低的水快得多。

2、 生物原因

同雨滴的形成需要「凝結核」一樣,水要結成冰,需要水中有許許多多的「結晶中心」。生物實驗發現,水中的微生物往往是結晶中心。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」就要比冷水中的「結晶中心」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。對流又使各種取向的分子流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延生長出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中。結晶釋放的能量則通過對流放出,而各相鄰的冰粒又鏈結成冰,直到水全部凍結為止。

12樓:公尺粒計畫

乍一聽這個問題,我們第一感覺是當然冷水結冰快了。可事實並非如此。如果把兩杯重量相等的水放到冰箱裡,一杯涼的,一杯熱的,它們會在冰箱裡面同時開始失去熱量。

一杯熱水和一杯冷水,放進冰箱,哪乙個先凍住,為什麼

13樓:戀淚殘雪

開水會先結冰。

1、物理原因

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。通過實驗觀察並對結果進行比較,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效果。

如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析其原因就更能說明問題了:

盛有初溫4℃冷水的杯,結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱傳導不良的材料,液體內部的熱量很難依靠傳導而有效地傳遞到表面。杯子裡的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面。所以水在表面處最先結冰,其次是向底部和四周延伸,進而形成了乙個密閉的「冰殼」。

這時,內層的水與外界的空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止或延緩了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,已經形成的「冰殼」也對進一步結冰起著某種約束或抑制作用。

盛有初溫100℃熱水的杯,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」形成的現象,只是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,形成了液體內部的對流,使水分子圍繞著各自的「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時,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,最後可以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初溫低的水快得多。

2、 生物原因

同雨滴的形成需要「凝結核」一樣,水要結成冰,需要水中有許許多多的「結晶中心」。生物實驗發現,水中的微生物往往是結晶中心。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」就要比冷水中的「結晶中心」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。對流又使各種取向的分子流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延生長出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中。結晶釋放的能量則通過對流放出,而各相鄰的冰粒又鏈結成冰,直到水全部凍結為止。

一杯冷水和一杯熱水同時放進冰箱裡為什麼熱水先結冰

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一杯冷水和一杯熱水同時放入冰箱,哪一杯先結冰

開水.如果向你提問 同樣多的開水和冷水一同放進冰箱裡,哪個先結冰?你很可能帶著譏笑回答 當然是冷水了 錯啦 1.姆潘巴的物理問題 坦尚尼亞的馬干巴中學三年級曾有一位名叫姆潘巴的學生,在學校他經常與同學一起做冰淇淋吃.他們的做法是這樣的 先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷卻後再倒入冰格中,然後放進冰箱的冷凍...

一杯熱水和一杯冷水同時放入冰箱中,問哪個先結冰

首先,應當明確一杯熱水和一杯涼水取自同一水源,該水源可以是自然界的地表水或地下水,如河水 湖水 井水,也可以是自來水,但絕不是無離子水 純淨水 超純水 河水 湖水 井水 自來水中含有水溶性的鹽類,其中有水溶性的碳酸氫鈣 碳酸氫鎂,碳酸氫鈣 碳酸氫鎂在加熱時會分解成不溶於水的碳酸鈣 碳酸鎂及二氧化碳和...

將一杯冷牛奶與一杯熱牛奶同時放入冰箱中,哪杯會先結冰

熱的那杯會先結冰.從物理學角度看,致冷有四種並存的機制 輻射 傳導 汽化 對流,通過實驗觀察發現,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。玻璃杯內盛有4 冷水結冰時,因為水和玻璃都是熱的不良導體,液體內部的熱量很難靠傳導傳遞到表面,杯中水由於溫度下降,體積膨脹,密度變...

一杯鮮牛奶和一杯豆漿,哪個含鈣高呢

你好!我是研究營養學的,可以說是所有食物中最容易吸收的鈣,根本不能補鈣!而牛奶的鈣很容易吸收,對任何人都是一樣的,所以喝牛奶非常補鈣豆漿的鈣量極低的,只有牛奶的四分之一,促進鈣的吸收,而且牛奶中有豐富的維生素d,樓上的說的不對 希望對你有所幫助,望採納。當然是豆漿了,牛奶中的鈣不容易被吸收,補鈣最快...