在这个炎炎夏日,我们掌握了暂时无法用科学解释的冰の魔法🪄🧊 | 正经玩
小编问大家一个问题:
同样质量的热水和冷水
同时放入冰箱中
谁先结冰?
冷水?还是热水?
还是没有先后,一起结冰?
实践出真知!
咱们一起做个实验看看吧
实验器材
热水和冷水,两个杯子,一台冰箱
实验步骤
第一步:
首先将两个杯子做上标记,确保热水和冷水的质量一致。
第二步:
做上质量标记后也要把热水和冷水的杯子做好标记。
第三步:
将热水和冷水倒入到准备好的杯子中。
第四步:
将其放入冰箱的冷冻层,然后开始记录时间(可以二十分钟观察一次)。
第五步:
60分钟后,我们打开冰箱取出杯子,我们用力晃一下杯子,神奇的事情发生了:冷水只有少量结冰,而热水已经被冰面覆盖。
为了加快实验进度,大家可以减少放入冰箱中水的质量哦。
这次的原理比较特殊,因为热水比冷水先结冰这件事情目前还没有定论!下面给大家介绍一下这个实验现象以及可能的解释。
这个现象其实很早之前就被人们发现,《淮南万毕书》中就有记载:“取沸汤置瓮中,密以新缣,沈中三日成冰。”而被人所熟知则是因为在1969年,姆潘巴在《物理教育》期刊上发表了热水比冷水先结冰的实验证据。所以,这种现象也被成为姆潘巴现象。
来源:Mpemba, E.B., and D.G. Osborne. 1969. Cool? Physics Education 4: 172–75.
解释一:热量耗散导致质量减少。同质量和同等环境下,热水的热量耗散速率高于温度低的水,而热水热量耗散的时候会带走一部分质量导致,热水质量减少所以提前结冰。
解释二:冷水缺少结晶核。结冰是一个结晶的过程,这个过程需要一个结晶核。结晶核可以是水里的小杂质或者小气泡,而热水中的小气泡远多于冷水,所以热水会先结冰。
上面的两种解释并不能完全解释姆潘巴现象,而为了解释姆潘巴现象科学家做了非常多的实验,有支持的有反对的,那么它本质的原因到底是什么呢?只能让时间告诉我们答案了!
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