為什麼放在冰庫中的熱水比冷水先結冰

時間 2025-02-16 15:45:07

1樓:愛上羅尼

有以下兩個原因:

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:

2樓:網友

溫度差越大,熱傳輸越快。

將熱水和冷水放到冰箱裡那個先結冰?

3樓:惠企百科

熱水先結冰。

在低溫環境中,熱水比冷水結冰快,這種自然現象被命名為"姆佩巴效應"(mpembaeffect)。

1963年的一天,在地處非洲熱帶的坦尚尼亞一所中學裡,乙個名叫埃拉斯托·姆佩巴的學生在熱牛奶里加了糖後,準備放進冰箱裡做冰淇淋。

過了不久,他開啟冰箱一看,那杯冰淇淋已經變成了一杯可口的冰淇淋,而其他同學用冷水做的冰淇淋還沒有結冰。

姆佩巴把這特殊現象告訴了達累薩拉姆大學的物理學教授奧斯博爾內博士。尊重科學的奧斯博爾內又進行了實驗,其結果也姆佩巴的敘述完全相符。

這就確切地肯定了在低溫環境中,熱水比冷水結冰快。此後,世界上許多科學雜誌載文介紹了這種自然現象,還將這種現象命名為"姆佩巴效應"(mpembaeffect)。

熱水和冷水放在冰箱裡哪個先結冰

4樓:休閒娛樂達人天際

熱水和冷水同時放入冰箱,熱水先結冰。

冰是由水分子有序排列形成的結晶,是水分子間靠氫鍵連線在一起形成低密度的剛性結構,而熱水的分子運動比冷水活躍,溫度降低時能更快的形成穩定結構,所以會比冷水更快結成冰。

熱水先結冰,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,所以熱水就會比冷水早結冰,但冰量較少。這種自然現象被命名為「姆佩巴效應」。

冰是無色透明的固體,由液體固化形成的產物,經過冷凍環境凝結而成,受到高溫就會液化溶解。

在常壓環境下,冰的熔點為0℃,當溫度高於0℃時,冰就會開始熔化,變為液態水。

大約每公升高130個大氣壓,冰的熔點就降低1℃,超過2200大氣壓後,冰的熔點隨壓力增加而公升高。

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