熱水比冷水更容易結冰原理

"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

溫水的內部空間大，密度小，且水分子活躍，相互碰撞較頻繁。而冷水的密度較大，水分子活動也較慢，冷氣溫在冷水裏的整體傳播速度也就緩慢，所以溫水比冷水結冰快。

是的。這是姆潘巴現象 1963年，坦桑尼亞的馬乾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冷凍。有一天，當姆潘巴做冰淇淋時，冰箱冷凍室內放冰格的空位已經所剩無幾，一

在生活中，有很多細節之處我們都不明所以，其中的原理我們也不清楚，甚至會因爲理所當然而造成錯誤的想法。當有人詢問你：熱水和冷水哪一個結冰會更快？很多人都會理所當然的認爲是冷水了。但是事實卻是相反，並不是冷水，而是熱水，這個現象被稱爲“姆潘巴問題”。

一、因爲熱水的分子比冷水的分子要活躍的多，分子之間做活動的時候，熱水的分子更積極，所以，當熱水在受冷結冰的時候，路程可能要長一點，但很明顯水分子的運動的速度就要比冷水的速度快。 二、是因爲熱水的水分子團要比冷水中的水分子團小的多

我們會遇到這樣一個現象，就是熱水會比冷水結冰更加快，很多人都覺得不可思議，這是爲什麼呢？首先冷水結冰需要很長時間，這是因爲水和玻璃都是熱傳導不良的材料，水杯裏的水因爲溫度下降，體積膨脹，這時候水在最表面處先結冰，其次是底部和四周。這時候被封閉的內層的水就與外界的空氣隔絕，只能靠傳導和輻射來散熱，所以冷卻就會很慢。

這種現象是姆潘巴現象（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。 對於姆佩巴效應一般會分別考慮這四個因素： 1、蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中

而熱水冷卻的時間卻少的多是因爲，上層水冷卻後向下流動，形成了液體內部的對流。溫度越高，對流就會越劇烈，這時候能量的消耗就會變大。當水面溫度降到0℃以下並有溫度足夠低時，水面就開始出現冰晶。而水杯內部中的冰晶已經生長了，於是水分子就會圍着結晶中心結成冰。這就是爲什麼熱水比冷水結冰快。

(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

我們肯定會在生活中遇到這種現象，就是當兩個玻璃不小心沾了水放在一起時，我們會發現它們會黏在一起，並且這時候我們很難將兩塊玻璃分開。這是因爲玻璃看似很光滑，但是兩塊玻璃之前仍然存在着很多微小的空隙，當我們不小心在兩塊玻璃間抹上水後，這些空隙就會被水填滿，又因爲外部的壓強會將兩塊玻璃緊緊地壓在一起，再加上水分子之間的引力，玻璃就很難被分開了。

熱水更快結冰的現象名叫“曼巴效應”(Mpemba effect).很多人都聽說過這個故事.故事裏的“曼巴”是坦桑尼亞的一個學生.上世紀60年代,他和小夥伴們一起做冰淇淋,無意中發現溫牛奶結冰的速度比在冰箱裏凍過的牛奶還快. 曼巴把這個現象報告給了物理學家

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爲什麼熱水比冷水結冰快？我要物理原理。

這一問題似乎有很多種可能性，我們目前還沒有統一的答案，一項名爲“Hermes 2012”的特別科學交流會議將在倫敦舉行，屆時全世界最聰明的年輕人將齊聚這裏接受這項挑戰讓我們拭目以待。不過請注意，參賽方案的提交時間截止日期是2012年的7月30日

姆潘巴現象之所以產生的3種可能情況：

冰箱溫度並不均勻，如果姆潘巴將其冰盒正巧放在冷卻管附近，甚至與冷卻管相接觸，完全有可能熱牛奶比冷牛奶先結冰； 如果姆潘巴不喜歡吃甜，在冰淇淋中少放了糖，或者因爲匆忙沒來得及攪拌、糖粒沉在盒底形成固體，實驗證明可先結冰； 姆潘巴自制的冰淇淋中不僅牛奶加糖，還加入了澱粉類物質，在其少放糖、少放牛奶時會先結冰。1. 蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中，熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少，令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰，但冰量較少。如果我們假設水只透過蒸發去失熱，理論計算能顯示蒸發能解釋Mpemba效應。這個解釋是可信的和很直覺的，蒸發的確是很重要的一個因素。然而，這不是唯一的機制。蒸發不能解釋在一個封閉容器內做的實驗，在封閉的容器，沒有水蒸氣能離開。很多科學家聲稱，單是蒸發，不足以解釋他們所做的實驗。

2. 溶解氣體——熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體，隨着沸騰，大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流（因而較易冷卻），或減少單位質量的水結冰所需的熱量，或者改變沸點。有一些實驗支持這種解釋，但沒有理論計算的支持。 3. 對流——由於冷卻，水會形成對流，和不均勻的溫度分佈。溫度上升，水的密度就會下降，所以水的表面比水底部熱—叫"熱頂"。如果水主要透過表面失熱，那麼，"熱頂"的水失熱會比溫度均勻的快。當熱水冷卻到冷水的初溫時，它會有一熱頂，因此與平均溫度相同，但溫度均勻的水相比，它的冷卻速率會較快。雖然在實驗中，能看到熱頂和相關的對流，但對流能否解釋Mpemba效應，仍是未知。 4. 周圍的事物——兩杯水的最後的一個分別，與它們自己無關，而與它們周圍的環境有關。初溫較高的水可能會以複雜的方式，改變它周圍的環境，從而影響到冷卻過程。例如，如果這杯水是放在一層霜上面，霜的導熱性能很差。熱水可能會熔化這層霜，從而爲自己創立了一個較好的冷卻系統。明顯地，這樣的解釋不夠一般性，很多實驗都不會將容器放在霜層上。 最後，過冷在此效應上，可能是重要的。過冷現象是水在低於0℃時才結冰的現象。有一個實驗發現，熱水比冷水較少會過冷。這意味着熱水會先結冰，因爲它在較高的溫度下結冰

參考資料：龍72 小佐°Ⅱ

爲什麼熱水結冰比冷水快

1. 在冷卻過程中，熱水有更快的蒸發速度，而水的蒸發會加速帶走熱量。

2. 熱水中還有較少的溶解氣體，所含溶解氣體的多寡導致水的基本屬性發生些許變化（冰凍是水的結晶過程，不同溫度的水可能會導致結晶方式的不同），變化之一是溶解氣體少的水（熱水），具有較高的冰點，所以可能導致熱水結冰比冷水快。

3. 熱水在冷卻過程中更容易由於溫差形成對流和密度差異，導致溫度較高的部分向上運動，形成溫度高的水很快到達水錶面，更快的接觸外界低溫，加速溫度流失。

4.熱水容器周圍形成較之冷水形成較強的溫度梯度，導致容器周圍形成較大的冷熱空氣交換，加速帶走熱水容器周圍散失的熱量。

另外，民間實驗通常比較粗糙，沒有顧及嚴格的外界條件的同一性。所以導致熱水和冷水冰凍的比較過程並不相同，儘管貌似相同。比如把一杯等量冰水和一杯等量冷水同時放進冰箱，做冰凍速度比較。看起來比較條件一致，實際並非如此，比如因爲兩個杯子都敞着口，熱水在比較過程中損失的水蒸氣多於冷水，所以在接近冰凍的時候，可能熱水杯裏的水已經遠遠少於冷水杯裏的水，也就導致水少的杯子裏的水更容易凍結。如果杯子不是保溫杯，如上所述，那麼兩個杯子周圍的環境也會因爲水溫的不同而不同。這樣的比較也就缺乏準確性了。這也是某些實驗中熱水結冰快於冷水結冰結果的原因之一。

爲什麼熱水結冰會比冷水快

此效應的一個解釋是，熱水冷卻的過程中，會因蒸發而失去質量。質量較少，則液體失去較少的熱就冷卻，也就冷卻得較快。用這個解釋，熱水就會首先結冰，只是因爲它將較少的水結成冰。如果水只是透過蒸發來冷卻，和溫度分佈維持均勻，那麼，熱水會先結冰。

另一個解釋是，認爲熱水中的溶解氣體被逐出，改變了水的一些性質，這些改變能解釋此效應。溶解氣體的缺乏可能會改變水的傳熱能力，或改變令單位質量的水結冰所需的熱量，又或改變凝固點。熱水比冷水留住較少溶解氣體是對的，沸水趕走了大部分的溶解氣體。

水冷卻時，會形成溫度梯度和對流。在大部分溫度下，水的密度會隨着溫度的上升而減少。隨着水的冷卻，會形成水的表面比平均水溫或底部的水熱。如果水主要透過表面失熱，那麼有形成熱頂的水失熱，比假設溫度均勻的預期失熱速度快。對於一定的平均溫度，溫度分佈越不均勻（即是頂底溫差越大），則失熱就越快。

熱水會迅速地冷卻，和很快地形成對流，所以從頂到底，水溫變化很大。另一方面，冷水冷卻得較慢，因而較遲形成重要的對流。因此，比較熱水和冷水，熱水會有較大的對流，從而有較快的冷卻速率。

熱水可能改變周圍環境，從而令它以後較快地冷卻。有個實驗報稱，實驗數據會跟隨冰箱大小的變化而變化。所以，可以相信不只是水，水周圍的環境也很重要。

爲什麼熱水比冷水更容易結冰？？？？

熱水裏含有熱空氣，熱水裏的熱空氣在冰箱裏會把冰箱裏的冷空氣吃掉，冰箱裏的冷空氣就會趁機入侵無熱空氣的水，因此熱水比冷水更容易結冰。

而冷水含有已有的冷空氣在冰箱裏只能被冰箱裏更冷的空氣影響，所以更慢結冰。

兩杯水放冰箱熱水結冰冷水一半結冰原理是什麼

因爲熱水的分子結構比冷水活躍，在溫度驟然降低的情況下先結冰的是熱水。

1.蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中，熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少，令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰，但冰量較少。如果我們假設水只透過蒸發去失熱，理論計算能顯示蒸發能解釋Mpemba效應。這個解釋是可信的和很直覺的，蒸發的確是很重要的一個因素。然而，這不是唯一的機制。蒸發不能解釋在一個封閉容器內做的實驗，在封閉的容器，沒有水蒸氣能離開。很多科學家聲稱，單是蒸發，不足以解釋他們所做的實驗。

2.溶解氣體——熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體，隨着沸騰，大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流（因而較易冷卻），或減少單位質量的水結冰所需的熱量，或者改變沸點。有一些實驗支持這種解釋，但沒有理論計算的支持。

3.對流——由於冷卻，水會形成對流，和不均勻的溫度分佈。溫度上升，水的密度就會下降，所以水的表面比水底部熱—叫"熱頂"。如果水主要透過表面失熱，那麼，"熱頂"的水失熱會比溫度均勻的快。當熱水冷卻到冷水的初溫時，它會有一熱頂，因此與平均溫度相同，但溫度均勻的水相比，它的冷卻速率會較快。雖然在實驗中，能看到熱頂和相關的對流，但對流能否解釋Mpemba效應，仍是未知。

4.周圍的事物——兩杯水的最後的一個分別，與它們自己無關，而與它們周圍的環境有關。初溫較高的水可能會以複雜的方式，改變它周圍的環境，從而影響到冷卻過程。例如，如果這杯水是放在一層霜上面，霜的導熱性能很差。熱水可能會熔化這層霜，從而爲自己創立了一個較好的冷卻系統。明顯地，這樣的解釋不夠一般性，很多實驗都不會將容器放在霜層上。

最後，過冷在此效應上，可能是重要的。過冷現象是水在低於0℃時才結冰的現象。有一個實驗發現，熱水比冷水較少會過冷。這意味着熱水會先結冰，因爲它在較高的溫度下結冰