在同等條件下，通常熱水比冷水更快結(jié)冰。
一、姆潘巴現(xiàn)象
這一現(xiàn)象被稱為姆潘巴現(xiàn)象。1963 年，坦桑尼亞的學(xué)生姆潘巴在制作冰淇淋時(shí)發(fā)現(xiàn)，熱的牛奶比冷的牛奶先結(jié)冰。
二、原因分析
- 蒸發(fā)因素
- 熱水由于溫度較高，蒸發(fā)速度比冷水快。在蒸發(fā)過程中，熱水失去了一部分質(zhì)量，使得剩下的水的冰點(diǎn)升高，從而更快地達(dá)到結(jié)冰點(diǎn)。
- 隨著質(zhì)量減少，熱水與冷卻環(huán)境之間的熱交換效率提高，加速了冷卻過程。
- 對(duì)流因素
- 熱水在冷卻過程中，會(huì)形成強(qiáng)烈的對(duì)流。這種對(duì)流使得熱水內(nèi)部的熱量能夠更快地傳遞到表面，與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換。
- 而冷水的對(duì)流相對(duì)較弱，熱量傳遞速度較慢。
- 溶解氣體因素
- 熱水中含有的溶解氣體較少。當(dāng)水冷卻時(shí)，溶解的氣體可能會(huì)形成微小的氣泡，這些氣泡會(huì)阻礙水的結(jié)晶過程。
- 冷水通常含有較多的溶解氣體，因此在結(jié)冰過程中會(huì)受到更多的阻礙。
然而，姆潘巴現(xiàn)象并非在所有情況下都成立。其結(jié)果受到多種因素的影響，如容器的形狀和材質(zhì)、冷卻環(huán)境的均勻性、水的純度等。在一些特定的條件下，冷水可能會(huì)先結(jié)冰。