科学家揭开热水冻结速度超过冷水之谜
热水真的比冷水更容易结冰吗？“球答”栏目上线
热⽔真的⽐冷⽔更容易结冰吗？“球答”栏⽬上线各位读者请注意，你球新上线了“球答”栏⽬，如果⽣活中有什么让你困惑很久的科学问题，请不要⼤意地在⽂章下⾯留⾔提问，环球科学ScientificAmerican（ID: huanqiukexue）的后台团队为你搜集资料，整理回答。
你提问，球来答。
编译叶宣伽张珂撖静宜1963年，坦桑尼亚的⼀名中学⽣姆潘巴在和他的同学在⼀起制作冰激凌时发现，热⽜奶⽐冷⽜奶更早结冰。
温度较⾼的液体竟然⽐温度较低的液体先结冰，这个乍看之下违反直觉的理论吸引了众多⼈的兴趣，它被命名为姆潘巴现象（Mpemba effect），正得名于这位发现此现象的中学⽣。
但是我们的常识告诉我们，热⽔在结冰之前得先变成冷⽔啊，为什么会反⽽结冰更快呢？回想⼀下物理课堂上⽼师强调的理论：“⽆论初温⾼低，如果⽔想要结冰，那么液体的温度必须先降到凝固点（freezing point），然后液态的⽔才能从液相转变为固相，凝结成冰。
”所以热⽔结冰理应消耗更多的时间与能量，因为显然⽐起冷⽔，要到达凝固点（约0摄⽒度），热⽔需要降低更多的温度。
想象⼀下，假设热⽔的初始温度是70℃，冷⽔（常温⽔）的初始温度是30℃，当70℃的热⽔变成30℃的时候，冷⽔的温度只可能更低，因此，看起来热⽔⽐冷⽔先结冰是不可能的。
⼀次姆潘巴现象实验的照⽚，可以看到，热⽔⽐冷⽔先结成⼀整块冰了。
图⽚来源：但是，这样的想法是有问题的，问题在哪⾥呢？它认为只⽤温度⼀个变量就可以描述⼀整杯⽔的系统了。
然⽽，当原本的热⽔降温到30℃的时候，它的温度分布、内部流动情况、成分（如溶解的空⽓等等）都可能与原先30℃的冷⽔⼤不相同，更不⽤说它周围的环境了——我们都知道，把热⽔放到冰箱⾥的时候，冰箱会更努⼒地制冷，⽽这些因素都可能对⽔结冰与否产⽣很⼤的影响。
事实上，姆潘巴现象确实不断发⽣于⽇常⽣活之中（虽然不是每次都会发⽣），也有众多⽂献记录了这⼀现象（见⽂末）。
为什么热水结冰比冷水快
为什么热水结冰比冷水快?刘陈英有三个原因导致热水结冰比冷水快:一、化学元素在热水中与在冷水中的存在形态不同。
众所周知:一滴水就是一个小世界,水里含有很多种化学元素,包括有机的,和无机的。
同样的,一杯水里也包含有各种各样的化学元素,包括有机的,和无机的。
但是,热水中所含的化学元素的存在形态与冷水中的化学元素的存在形态有所不同:化学元素在水中的存在形态,有的是以分子的形式存在,有的是原子的形式存在,而有的则是以质子、中子,甚至于更微粒的夸克等等的形态存在。
就好比煤存在于自然界中,有的是煤矿,有的是煤块,有的则是煤粒,甚至是煤分子、原子等。
一粒煤粒,一根火柴就能将其烧着,但是一根火柴却烧不着一块结实的煤块;同样的,水中的化学元素,那些以质子、中子、或者是以夸克,光子,渺子等形态存在的微粒,有时候不需要太高的温度,或者太高或者太低的压力就会产生化学反应。
例如:提纯浓缩铀-235,原子法则需要加热到2000多度,使铀原料形成蒸气。
而用分子法提纯,在分离的工作过程中不需要加热。
简单地说就是:在普通的热水中,或者冷热环境相撞时,就可以产生化学反应。
例如:大自然中最常见的就是:北上的暖空气遇到南下的冷空气,就会产生化学反应,电闪雷鸣,狂风暴雨。
当热水放进一个冷的环境中,就会与冷环境中的空气,产生化学反应。
微循环中的微型电闪雷鸣,狂风暴雨,我们肉眼看不见,但是不代表不存在。
这些化学反应,消耗了大量的热量,就好比一场狂风暴雨之后,火热的夏天就变成了凉爽的秋天一样。
而且,这些化学反应加快了水中的化学元素的运动速度,比从冷水到更冷的水中的化学元素的运动速度要快。
二、化学元素在热水中与在冷水中的成分不同。
在相对稳定的环境中,化学元素的特性是:“同性相吸,异性相斥”。
也就是说:在一个相对稳定的冷水环境中,化学元素之间,一种运动,占据较大的比例,成为主要运动:就是:“同性相吸,异性相斥”。
适宜冷水环境的化学元素之间互相吸引,而不适宜冷水的化学元素则被排斥;同样的热水也一样。
冷水先结冰还是热水先结冰
冷水先结冰还是热水先结冰？是热的！热水比冷水结冰快，这种自然现象是坦桑尼亚中学生埃拉斯托·姆佩姆巴第一个发现的。
1969年，姆佩姆巴在热牛奶里加了糖，准备做冰淇淋。
如果要等热牛奶凉后再放入冰箱，恐怕别的同学把冰箱占满了，所以他便把热牛奶塞进了冰箱。
令人惊奇的是：姆佩姆巴的热牛奶比别的同学的冷牛奶结冰要快得多。
他的这一重要发现，当时不过被老师和同学们当成笑料。
姆佩姆巴不顾人们的嗤笑，求教于达累斯萨拉姆大学物理教授奥斯博尔内博士。
奥斯博尔内博士做了同样的实验，证实这种自然现象确实存在。
此后，世界上很多科学杂志，刊登了这种自然现象，并把它命名为“姆佩姆巴效应”.至于多久会结冰,要实验一下了.姆潘巴的问题——开水比凉水先结冰的奥秘如果向你提问：“同样多的开水和冷水一同放进冰箱里，哪个先结冰？”，你很可能带着讥笑回答：“当然是冷水了！”错啦！1. 姆潘巴的物理问题坦桑尼亚的马干巴中学三年级曾有一位名叫姆潘巴的学生，在学校他经常与同学一起做冰淇淋吃。
他们的做法是这样的：先把生牛奶煮沸，加入糖，等冷却后再倒入冰格中，然后放进冰箱的冷冻室内冷冻。
因为学校里的同学很多，所以冷冻室放冰格的位置一直供不应求。
一九六三年的一天，当姆潘巴来做冰淇淋时，冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几了。
一位同学为了抢在他前面，竟把生牛奶加糖后立即抢先放在冰格中送进了冰箱的冷冻室。
而姆潘巴只好急急忙忙把牛奶煮沸，放入糖，等不得冷却，立即把滚烫的牛奶倒入冰格，送入冰箱的冷冻室里。
奇迹发生了，过了一个半小时后，姆潘巴发现他的热牛奶已经冻结了，而其他同的冷牛奶却还是粘稠的液，并没有结冰，这个现象使姆潘巴惊愕不已！2. 嘲笑和回答姆潘巴百思不得其解，就去请教物理老师：为什么热牛奶反而比冷牛奶先冻结？老师的回答是：“你一定弄错了，这样的事是不可能发生的。
”姆潘巴并没有就此罢休，他牢牢地记下了这个不同寻常的现象，常陷入深思之中……姆潘巴后来升入了伊林加的姆克瓦高中，他并没有忘记这个问题，又向高中的物理老师请教：“为什么热牛奶和冷牛奶同时放进冰箱，热牛奶先冻结？”他没想到老师却这样嘲笑说：“我所能给你的回答是：你肯定错了。
为什么热水比冷水结冰快
英报：科学家揭开热水比冷水结冰快的奥秘
自古希腊亚里士多德那时起，科学家们就知道相同条件下，温度略高的水结冰比温度略低的水快。
然而，迄今为止他们一直在力图解释这是为什么。
新加坡的一组科学家认为，他们已经揭示了姆潘巴效应的奥秘，这缘于把水凝聚在一起的化学键的独特性质。
据英国《每日邮报》11月1日报道，姆潘巴效应是以坦桑尼亚的一名学生的名字命名的。
上世纪60年代，在一次厨艺课上，姆潘巴发现热的冰激凌混合物比冷的混合物凝结得快。
新加坡南洋理工大学的张希（音）带头进行的这项研究说，姆潘巴效应是由将水凝聚在一起的分子键的独特性质造成的。
一个单个的水分子由一个较大的氧原子和两个氢原子利用共价键结合在一起。
但是当一个水分子中的氢原子靠近另外一个水分子中的氧原子时，它就和这个氧原子结合在一起，并产生了一种名为氢键的化学键。
氢键让单个的水分子紧密结合在一起，这导致水分子之间产生自然的排斥，并导致氧原子和氢原子之间的共价键一面尽力拉伸，一面存储能量。
所以，随着水温度升高，它使得水分子彼此之间的距离也随着氢键的延展而变得更远。
当水温变低时，水分子之间的距离也会收缩，同时释放出能量，这也导致水进一步冷却，科学家们说这意味着温水比冷水凝结得快，从而解释了姆潘巴效应。
为什么热水比冷水解冻慢
为什么热水比冷水解冻（冻梨）慢用热水解冻里里面还是冻着的。
用接近0℃的冷水最好。
因为冰温度是在0℃以下，若放在热水里解冻，冰从热水中吸收热量，其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上，此的冰层之间便有了空隙（空隙中为水），传递热的本领也就下降（水的传热能力比冰差），使内部的冰不易再吸热解冻而形成硬核。
若将冻梨放在冷水中，则因冻梨吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。
因1克水结成冰可放出336J热量（而1克水降低1℃只放出4.2J热量），放出的如此之多的热量被冻梨吸收后，使梨外层的温度较快升高，而内层又容易吸收热量，这样，整块梨的温度也就较快升到0℃。
如此传热，冻梨就可解冻。
从营养角度分析，这种均匀缓慢升温的方法也是科学的。
附：中文名称：熔化热英文名称：melting heat；heat of fusion定义：单位质量的晶体物质在熔点时变成同温度的液态物质所需吸收的热量。
也等于单位质量的同种物质，在相同压强下的熔点时由液态变成固态所放出的热量。
常用单位为焦/千克。
常见的冰的熔化热是3.36×105J/kg物质的熔化热物质熔化热Lm/(kJ·kg-1) 物质熔化热Lm/(kJ·kg-1)铝395.7 硫酸铅132.3(熔点：1087℃)三氧化二铝1071.8(熔点：2072℃) 镁372.2锑163.7 氧化镁1921.7(熔点：2642℃)钡55.7 硫酸镁121.0(熔点：1327℃)氧化钡390.2(熔点：1922.8℃) 汞11.3硫酸钡174.2(熔点：1350℃) 钾61.1铍1088.6 碳酸钾236.1(熔点：897℃)氧化硼330.3(熔点：448.8℃) 氯化钾359.6(熔点：770℃)铋50.2 氢氧化钾147.8(熔点：360℃)镉54.0 银104.7碳酸钙527.5(熔点：1282℃) 氯化银92.1(熔点：455℃)氧化钙913.1(燃点：2707℃) 硝酸银67.8(熔点：209℃)硫酸钙206.0(熔点：1297℃) 钠114.7二氧化碳180.9(熔点：-57.6℃) 碳酸钠276.3(熔点：854℃)铜205.2 氯化钠517.1(熔点：800℃)氯化铜103.4(熔点：430℃) 氢氧化钠209.3(熔点：322℃)一氧化铜148.2(熔点：1446℃) 硝酸钠185.1(熔点：310℃)水336 硫酸钠171.7(熔点：884℃)氧化铁448.8(熔点：1380℃) 镓80.0四氧化三铁596.6(熔点：1596℃) 铋50.2铅24.7 锡60.3中文名称：导热系数英文名称：thermal conductivity其他名称：导热率定义：热流密度与温度梯度之比。
水蒸气作怪可导致热水比冷水先结冰
水蒸气作怪可导致热水比冷水先结冰作者：成克利来源：《物理教学探讨》2013年第01期摘要：当冷冻速度适中时，水蒸气作怪可导致浅薄的热水比浅薄的冷水先结冰。
薄层的热水比薄层的冷水先结冰，是生活中常见的反常现象，而姆潘巴现象是指在特定实验条件下，等体积的浅层热水比浅层冷水先结冰的怪异现象，在冷却阶段，热水水蒸气团对冷水保温，热水经快速冷却后温度低于冷水；在冷冻之初，低温的热水表面获得冷水水蒸气凝结成的部分冰晶，冰晶作为冰核又诱发热水结晶。
加速热水结冰和提高热水冰点，使得热水的冰点高于冷水。
关键词：热水比冷水先结冰；姆潘巴现象；特定实验条件；水蒸气作怪；冰点中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2013）1（s）-0078-31、生活中的难题在一般情况下，冷水比热水先结冰。
但在我们的生活中，却有很多热水比冷水先结冰的怪异现象。
如：存严寒的冬天，用热水洗的衣服比用冷水洗的衣服更容易冰冻，热水管比冷水管更容易发生冻结，热豆腐比冷豆腐更容易冻制成冰豆腐。
这些生活中的难题让人们困惑，科学家们也无法解释是什么原因导致了这些反常现象。
我们的基本观点是，水蒸气作怪导致了热水可能比冷水先结冰。
我们注意到，在上面这些现象中，冷水温度在正常室温左有，除了冷、热水有一定的温差外。
还有一个显著的特点就是水层比较薄。
便于热水快速冷却。
我们把这一类水结冰的反常现象称为水结冰的自然类怪异现象。
对于水结冰的自然类怪异现象，有其产生的几个前提条件：（1）冷冻速度适中；（2）薄层水；（3）正常室温左右的冷水，且冷、热水有一定的温差；（4）水层表面基本无风。
几百年来，亚里士多德、培根和笛卡尔等人曾先后描述过热水比冷水先结冰的怪异现象。
他们所描述的怪异现象都应属于水结冰的自然类怪异现象。
对于水结冰的自然类怪异现象，人们是普遍认可的和加以利用的。
如：有经验的驾驶员都知道，在寒冷的冬天洗车最好用冷水而不用温水，否则温水一沾到车厢便会马上结冰。
穆宾巴效应
穆宾巴效应，冷水结冰竟比热水慢？【穆宾巴效应的发现】人们绝不会怀疑，一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱时，冷水结冰快。
但是，事实并非如此。
1963年的一天，在地处非洲热带的坦桑尼亚一所中学里，一群学生想做一点冰冻食品降温。
一个名叫埃拉斯托·穆宾巴的学生在热牛奶里加了糖后，准备放进冰箱里做冰淇淋。
他想，如果等热牛奶凉后放入冰箱，那么别的同学将会把冰箱占满，于是就将热牛奶放进了冰箱。
过了不久，他打开冰箱一看，令人惊奇的是，自己的那杯冰淇淋已经变成了一杯可口的冰淇淋，而其他同学用冷水做的冰淇淋还没有结冰。
他的这一发现并没有引起老师和同学们的注意，相反人们都不相信此事，当作笑料而已。
穆宾巴把这特殊现象告诉了达累萨拉姆大学的物理学教授奥斯博尔内博士。
奥斯博尔内听了穆宾巴的叙述后也感到有点惊奇，但他相信穆宾巴讲的一定是事实。
尊重科学的奥斯博尔内又进行了实验，其结果也与穆宾巴的叙述完全相符。
这就确切地肯定了在低温环境中，热水比冷水结冰快。
此后，世界上许多科学杂志载文介绍了这种自然现象，还将这种现象命名为穆宾巴效应。
其实穆宾巴效应由来已久，只是没有被广泛传播。
早在公元前300年前的亚里多德就曾写道：“先前被加热过的水，有助于它更快地结冰。
因此，当人们想去冷却水时，他们会选择较热的水。
”到了十七世纪初，此现象似乎成为一种常识。
1620年培根写道：“水轻微加热后，比冷水更容易结冰。
”不久之后，笛卡儿说：经验显示，放在火上烧一段时间的水，能比其它水更快地结冰。
但在20世纪前，此现象只被视为民间传说。
直到1969年，才由穆宾巴再次在科学界提出。
自此之后，很多实验证实了穆宾巴效应的存在，但是究其原由却各执己见，提出了对流说、结晶颗粒说、细菌说甚至驳斥为邪说等。
但是都没有给出令人信服的解释，因而成为跨世纪世界之谜。
【穆宾巴效应的核心是什么】一般人会认为热水比冷水先结冰似乎是不可能的，为了便于说明引入一些假定的数据，其想法如下：(1)10°度的水降温至结冰温度要花10分钟，50°的水必须先花一段时间降至10°，然后再花10分钟降温至结冰温度。
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深圳高级中学（集团）2016-2017学年高一年级第二学期期中考试语文说明：本试卷由两部分组成。
第I卷共13题，共40分：一、名篇名句默写，第1题（10分）二、现代文阅读，第2-4题（9分，毎小题 3分）三、语言文字运用，第5-13题（21分，其中5-7题每题3分，8-13题每题2分）第II卷共12题，共110分四、(一）文言文阅读，第14-17题（19分） (二）古代诗歌阅读，第18-19题（11分）五、文学类文本阅读第20-23题，（16分）六、语言运用题，第24题（4分）七、写作，第25题（60分）全卷共计150分，考试时间150分钟。
注意事项：1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、试室号、座位号填写在答题卷的相应位置上。
2．凡选择题必须填涂在答题卡上才有效，主观题必须写在答题卷有效区间内才有效。
3．考试结束，监考人员将答题卡按座位号、页码顺序收回。
第I卷共13题，共40分一、名篇名句默写（10分）1．补写出下列句子中的空缺部分。
（5小题，每题2空，10分）（1）荀子在《劝学》中强调君子需要通过广泛学习和不断反思来提升自己的两个句子是“，”。
（2）杜甫在《登高》中发出“，”的感慨，抒发了漂泊异乡、年老体衰的惆怅之情。
（3）李白《蜀道难》一诗中描绘了逶迤的蜀道有奇险的风光，其中描写水石相激、山谷轰鸣的惊险场面的诗句是“，”。
（4）杜鹃，是我国古诗词中最常见的意象，因其啼声甚哀，往往传达一种凄凉悲苦之意或离别感伤之情。
如：《琵琶行》中的“”一句就表达了一种凄凉悲苦之意，《闻王昌龄左迁龙标遥有此寄》中的“”一句就表达了离别感伤之情。
（5）王湾《次北固山下》中的“，”两句描绘了昼夜和冬春交替过程中的景象，富含哲理。
二、现代文阅读（9分，毎小题3分）阅读下面的文字，完成2-4题。
为何热水冻结速度很快有时候，热水的冻结速度反而会超过冷水，这是为什么呢？这种怪异的现象困扰了几代科学家。
千年谜题热水冷水哪个冻结快
一杯热牛奶（水）和一杯冷牛奶（水）同时放进冰箱，哪杯会先结冰呢？很多人会不假思索地回答：冷牛奶（水）！结果是这样吗？1963年，坦桑尼亚的初三学生姆潘巴同时把一杯热牛奶和一杯冷牛奶放进冰箱，结果发现是热牛奶先结了冰。
姆潘巴很奇怪，就去请教他的物理老师，老师回答说：“不会吧？一定是你弄错了。
”姆潘巴又重新试验了几次，结果总是热奶先结冰，老师对此也是迷惑不解。
有一天，一名大学物理博士来到他们学校，姆潘巴又向他提出了这个问题。
该博士认为：冷牛奶受冷时，它的表面很快就结了冰，进而影响了冷的传导。
而热牛奶遇冷后，液体内外的冷热会不断交流，反而会很快结冰。
看似“骗局”的“真相”事实上，在许多不同的实验条件下，热水可以比冷水更快冻结。
早在几个世纪之前，科学家就已经知道这种现象，只是一直没有重视它，直到姆潘巴重新发现这个现象并对此发表论文。
最早描述“热水冻结快”的是亚里士多德，他写道，“事实上，水被加热的过程将会导致其更快结冰，因为它能更迅速地冷却。
因此当人们想要冷冻水的时候应该先将其置于阳光下”。
十五六世纪的科学家完全无法解释亚里士多德所说的现象。
那时，曾有物理学家声称自己证实了热水比冷水结冰更快——将同体积的开水和常温水放在室外（冬天），并观察到开水首先冻结。
但是，为什么会这样，他无法理解。
到了17世纪，即使人们没有亲眼目睹，但普遍都知道了“热水会比冷水冷冻更快”。
1620年，培根写道，“温暖的水比冷的更容易冷冻”。
不久，笛卡尔也声称，“经验表明，冬天里在火上长时间保存的水比其它水更早冻结”。
现在，人们将“热水可能比冷水冷冻更快的现象”定义为姆潘巴效应。
有漏洞的定义但是，这个定义是不严谨的，它应该这样：先有个前提条件，即“两个形状、材质完全相同的容器承装等量、均匀的水……”然后“一个容器中的水处于更高（均匀）的温度；然后对每个容器施以完全相同的冷却过程。
在某些条件下，最初温度较高的水首先冻结”。
有的人很聪敏，一眼就看出了这不符合“常识”：假如有两杯水，一杯80℃，一杯30℃。
论穆宾巴效应
论穆宾巴效应1969年坦桑尼亚大学生艾斯托·穆宾巴正式向全世界提出这个问题——为什么冬天温水比冷水冻得快？从那以后，这个问题才被全世界科学家所关注,同时也困扰着全世界的科学家。
现在，在许多解释中最为普遍的理论为：温差理论，即冬天温水比冷水冻得快，是因为温水与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差，温差大温水中水分子的能量会很快散发到周围环境中。
然而，这个理论仍然遭到许多科学家的质疑。
他们认为：如果按照这个理论，冷水与周围环境之间的温差小，冷水分子能量失去较慢，那么出现的问题是，温水终究要变成冷水，它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。
因此，考虑到把温水冷却成冷水时耗费的时间，应该得出结论，即无论怎样冷水都应比温水冷冻得快。
所以，他们认为这个“温差理论”也值得推敲。
其实，温差理论只是从大的方面说明为什么温水比冷水冻得快，但是还没有说明其本质。
那么，温水到底缘何比冷水冷冻得快呢？在解决这个问题之前，我得先提出另一个关键性观点：温度不一定是分子的平均动能的标志。
对于这个问题我将分两个部分解释。
一、在什么情况下温度不是该物质的平均分子动能的标志。
一般地，如果我们把热水冷冻的过程看成是无数水分子通过不断运动把水中能量向外搬运（或向低温处搬运），从而使水降温。
那么，水分子搬运热量的速度就越快，水结冰所用的时间也就越短，而水分子的搬运速度取决于水分子的平均分子动能，水分子的平均分子越高，水分子的搬运速度就越快。
例如，一般认为，在不考虑蒸发、对流、溶解气体和周围的事物等因素的条件下，一杯30℃的水降温至结冰要花10分钟，70℃的水必须先花一段时间，降至30℃，然后再花10分钟降温至结冰。
由于冷水必须做过的事，热水也必须做，所以热水结冰慢。
然而，穆宾巴效应告诉我们这种证明是错误的，他不符合我们所看到的事实。
如果我们换个角度看，也就是说：70℃的水降温至30℃，30℃的水再降温至结冰，这个过程用时应该少于10分钟，这说明了什么呢？这可以说明，从70℃降至30℃的水与 30℃的水的平均分子动能不相同，前者的平均分子动能要高，散热速度要快，所以先结冰。
有时热水结冰比冷水快
有时热水结冰比冷水快作者：来源：《大众科学》2017年第10期1963年，坦桑尼亚的初中生姆潘巴和小伙伴们一起用牛奶制作冰激凌。
当他还在煮牛奶时，身旁的小伙伴已经陆续把牛奶晾凉开始往冰箱里塞了，眼看就要没有位置了，一时心急，姆潘巴就把煮热的牛奶直接放进了冰箱。
一个半小时后，他惊奇地发现，他的冰激凌已经冻结成块，而其他小伙伴的冰激凌却还是黏稠状。
这就是后来人们说的“姆潘巴现象”。
关于这个现象背后的解释，直到今天仍众说纷纭。
大家都怎么解释？冰霜融化说部分学者认为，热水温度较高导致水蒸发的速率变快是造成姆潘巴现象的首要原因，因为蒸发使得水分子减少，要冻结的水分子也相应变少，所以加快了热水结冰速度。
不过，一些科学家对结冰前后水的质量进行了测量，发现质量差从未超过3%，尽管蒸发后的水减少了，但是这3%的水分子并不能够显著影响水结冰需要的时间。
与此同时，水汽蒸发过程中消耗的热量也不能够忽视，可惜的是，对于热量消耗的对照试验并不容易实现，因为它需要对开放容器和密闭容器进行测量，但是在密闭环境下，水汽蒸发和热量的传导都会受到阻碍，无法测量单一变量的影响。
可溶解气体说温度越高，气体在水中的溶解度就越小，因此热水里溶解的气体要少于冷水，由于水在溶解一些气体后凝固点会降低，而热水的气体含量更低，凝固点也相应变高，这可能是热水结冰较快的一个原因，同时也有实验发现脱气水比非脱气水结冰更快。
热梯度对流说热梯度对流观点认为，热水比冷水结冰更快是因为对流的增加。
由于水的冷却是从容器的表面以及侧面开始，使得冷水下沉，热水上升，因此产生对流。
当热水放入低温环境中，靠近容器的水迅速降温，而内部水温不变，这样就产生了温度差并引起热对流。
在冷却的过程中，这个热对流一直存在，温差越大对流就越激烈，水冷却就越快。
过冷现象说 2013年初，英国皇家化学会特意举办了一场比赛，评选姆潘巴现象的最佳原理解释。
而比赛获胜者提出的解释就是过冷现象。
过冷现象指液体或气体的温度低于其凝固点以下，但没有凝固的现象，而原本温度较低的水比原本温度较高的水更易发生过冷，那么它的确可能比热水结冰更慢。
为什么热水比冷水结冰快
为什么热水比冷水结冰快作者：来源：《科技创新与品牌》2013年第01期热水比冷水结冰快，这种现象叫作“姆潘巴现象”，是指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下，温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。
1963年，在坦桑尼亚马干巴中学，有个名叫姆潘巴的初三学生特别喜欢和同学一起做冰淇淋吃。
他们总会先在煮沸的鲜牛奶中加入白糖，待其冷却后倒入冰格，然后放入冰箱冷冻室。
有一天，姆潘巴发现冰箱冷冻室的空间就快不够用了，他害怕别的同学抢先用掉，急忙在煮沸的牛奶中加入糖，不等冷却就送入冰箱。
一个半小时后，姆潘巴发现了一个让他十分困惑的现象：热牛奶比冷牛奶更快地结冰了。
这是怎么一回事呢？困惑的姆潘巴赶紧跑去问老师，只可惜，从初中到高中，没有老师认真看待他的问题，还有人觉得他很荒唐，说他在撒谎。
直到有一天，达累斯萨拉姆大学物理系系主任奥斯波恩博士到姆潘巴所在的学校访问，他连忙抓住机会请教博士。
结果，这位博士不仅没有对此嗤之以鼻，还把他带回实验室，做起实验来。
1969年，姆潘巴和奥斯波恩博士一起撰写了关于这一现象的论文，并命名为“姆潘巴现象”。
在“姆潘巴现象”被正式命名后的40多年里，科学家们写了许多论文，做了许多实验，想要证明这个现象背后的原理，但终究因为缺乏科学实验数据和定量分析，至今没有定论。
这是一个流传数千年的谜题，直到如今仍然没有被令人信服地揭示出来。
2012年6月28日，英国皇家化学学会（RSC）在官方网站上贴出悬赏令，用1000英镑奖励能够找出最佳答案的个人或团体。
科学没有终点，探索永无止境，我们这里列举的一些观点或许并不能揭示科学的真相，但是或许能够为科学前路的探寻开拓一种思路，提供一种洞见。
1“热水比冷水结冰快”问题的由来2300年前，古希腊伟大的思想家亚力士多德就发现，在室外寒冷的环境中，热水比冷水先结冰。
2000多年过去了，这个著名的谜题至今无人能给出确切答案。
人们对于这个有悖直觉的现象，很容易怀疑它的真实性。
告诉您：热水结冰真得可以比冷水更快
告诉您：热水结冰真得可以比冷水更快！——怪异的“姆潘巴现象”广力热水结冰更快？1963年，坦桑尼亚的马干巴中学三年级的学生姆潘巴经常与同学们一起做冰淇淋吃。
在做的过程中，他们总是先把生牛奶煮沸，加入糖，等冷却后倒入冰格中，再放进冰箱冷冻。
有一天，当姆潘巴做冰淇淋时，冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几。
为了抢占剩下的冰箱空位，姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸，放入糖，等不及冷却，就把热牛奶倒入冰格中，并送入冰箱。
一个半小时后，姆潘巴发现了一个让他十分困惑的现象：他放入的热牛奶已经成固体，而其它同学放的冷牛奶还是很稠的液体。
照理说，水温越低，结冰的速度就越快，而牛奶中含有大量的水，应该是冷牛奶比热牛奶结冰的速度快才对，但事实怎么会颠倒过来了？姆潘巴把这个疑惑从初中带到了高中，他先后请教了几个物理老师，都没有得到答案。
一位老师感觉他提出的问题怪异得近乎荒唐，就用嘲讽的口吻说：你说的这些就叫做姆潘巴的物理现象吧！但执著的姆潘巴并没有认为自己的问题很荒唐，他抓住达累斯萨拉姆大学物理系系主任奥斯波恩博士到他们学校访问的机会，又提出了自己的疑问。
这位博士并没有对他的问题嗤之以鼻。
回到实验室后，博士按照姆潘巴的陈述做了冷热牛奶实验和冷热水物理实验，都观察到了姆潘巴所描述的颠覆常识的怪现象。
于是，他邀请姆潘巴和他一起对这个现象进行了深入研究，并共同撰写了关于此现象的一篇论文，因此该现象便以姆潘巴的名字命名。
“姆潘巴现象”真的能颠覆我们以往关于水结冰的常识吗？难以解释的现象最先肯定“姆潘巴现象”存在的那位博士在对其进行细致研究过程中发现，把热水放入电冰箱冷却的最初时刻，热水水体的上表面与底部不存在温度差，但一经急剧冷却，温度差就立即出现，其中初温为70℃的热水内产生的高低温度差接近14℃，而初温为47℃热水内产生的高底温度差只有10℃。
这说明在冻结前的降温过程中，较热的液体的温度差在一段时间里大于相对较冷的液体的温度差。
冷水解冻比热水快的原理
冷水解冻比热水快的原理冷水解冻比热水快的原理可以从几个方面来解释。
首先，我们知道，冷水解冻比热水快的现象可能是由于热水和冷水的传热速率不同导致的。
首先，我们来看看冷水解冻的原理。
当冷物质（比如冰块）与热物质（比如室温水）接触时，热量会从热的物体传递到冷的物体，直到两个物体达到热平衡。
在这个过程中，热量的传递是通过热传导完成的。
传热是一种能量的传递过程，它可以分为三种方式：传导、对流和辐射。
传导是热量通过物质之间的直接碰撞传递，而对流是热量通过流体的运动传递。
辐射是热量通过电磁辐射传递，不需要介质的参与。
回到冷水解冻比热水快的问题上来，我们可以发现冷水解冻比热水快的主要原因是传热速率的差异。
冷水解冻快是因为热水传热速率相对较慢。
首先，我们来看看传热的方式对解冻速度的影响。
冷水解冻的过程主要依赖于传热的方式之一——传导。
当冷水与冰块接触时，由于冷水的温度低于冰块的温度，热量从冷水传递到冰块，导致冰块温度升高。
这种传导的过程会不断进行，直到冷水和冰块达到热平衡。
与此同时，冰水会不断溶解，冰块渐渐融化。
对于热水来说，传热过程相对于冷水来说更加复杂。
热水解冻的过程中，除了传导之外，还可能涉及到对流的传热方式。
热水解冻时，热量从热水传递到冰块，同时热水也会加速冰块表面水分的溶解。
这使得冰块表面形成了一层水膜，不利于传热的进行。
这种对流的传热方式会使得热传递速率受到一定影响，从而导致热水解冻相对较慢。
其次，我们来看看水的特性对解冻速度的影响。
冷水相对于热水来说，密度较大、凝结比较慢。
密度较大意味着冷水分子之间的空隙较小，传热速率相对较快。
而凝结比较慢则使得冷水解冻过程相对来说更加迅速。
最后，我们来看看冰的特性对解冻速度的影响。
冰的熔点是0摄氏度，它在这个温度下会从固态转化为液态。
而在这个转化过程中，温度会保持不变。
因此，冰块所需的能量主要用来熔化，而不是升高温度。
所以，当冷水的温度低于冰块的熔点时，冰块解冻的速度会相对较快。
热水上升冷水下降的原因
热水上升冷水下降的原因热水上升，冷水下降，这可真是个有趣的现象！想象一下，你在厨房忙着煮汤，水一开，锅里的热水咕噜咕噜冒泡，像是在跟你打招呼。
这时候，如果你把一杯冰水倒进去，哎呀，瞬间就能看到水面上冒出一股蒸汽，热水像个顽皮的小孩子，立马往上窜。
这可不是魔法，而是物理学在搞事情呢！这背后有个原理，叫“热胀冷缩”。
热水温度高，分子运动得飞快，彼此间的距离也拉得很开。
就像你放松的时候，懒洋洋地躺在沙发上，真是舒服得不得了。
而冷水呢，温度低，分子活动慢，距离就近得多，像是坐在一起聊天的朋友，紧紧挤在一起。
这时候，热水的分子就像是觉得“哎，太热了，我得去外面透透气！”于是就向上升。
而冷水呢，就像一位好脾气的朋友，甘愿“让位”，往下沉。
这种现象在我们的生活中随处可见。
比如说，洗澡的时候，热水总是要从上面流出来，冷水则乖乖地从下面供给你。
每当你在浴室里享受热水的滋润，心里那种暖洋洋的感觉，简直不要太幸福！不过，如果你忘记调节温度，突然来一阵冷水，那就像是从冬天的北极跳到了夏天的海滩，哎呦，瞬间清醒！除了日常生活，科学家们也很喜欢这个现象。
你可知道，科学家们还把它叫做“对流”。
就像大海里的水流，热水和冷水之间的“斗智斗勇”简直是一场精彩的表演。
海洋里，热水往上跑，冷水则在底下静静地待着，形成了一个个循环，促进了海洋的生态系统。
简直就像是一场不见硝烟的战争，每一滴水都有它的使命！再说说天气。
夏天的时候，阳光把地面烤得热乎乎的，空气也被加热了。
热空气变轻，慢慢上升，冷空气则像是充当接力的选手，拼命往下钻。
这样一来，气流就形成了，呼啦啦的风就来了！你在公园里吃着冰淇淋，正享受着这股清风，简直太爽了！风里夹杂着热水上升、冷水下降的秘密，真是自然的神奇！有趣的是，热水上升、冷水下降的原理也跟我们的人生哲学有点像。
生活中，总会遇到些“冷水”，它可能是挫折、困难，甚至是那些让你感到心烦的事情。
可是，正是这些“冷水”让我们成长。
有趣的物理现象热牛奶比冷牛奶更快结冰
有趣的物理现象热牛奶比冷牛奶更快结冰1．冷却的快慢不是由液体的平均温度决定的，而是由液体上表面与底部的温度差决定的，热牛奶急剧冷却时，这种温度差较大，而且在整个冻结前的降温过程中，热牛奶的温度差一直大于冷牛奶的温度差。
2．上表面的温度愈高，从上表面散发的热量就愈多，因而降温就愈快。
基于以上两方面的理由，热牛奶以更高的速度冷却着，这便是热牛奶先冻结的秘密。
也有人是这么解释的：从物理方面来说，致冷有四种并存的机制：辐射、传导、汽化、对流。
通过实验观察并对结果进行比较，发现引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合效果。
如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析其原因就更能说明问题了：盛有初温4℃冷水的杯，结冰要很长时间，因为水和玻璃都是热传导不良的材料，液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面。
杯子里的水由于温度下降，体积膨胀，密度变小，集结在表面。
所以水在表面处最先结冰，其次是向底部和四周延伸，进而形成了一个密闭的“冰壳”。
这时，内层的水与外界的空气隔绝，只能依靠传导和辐射来散热，所以冷却的速率很小，阻止或延缓了内层水温继续下降的正常进行。
另外由于水结冰时体积要膨胀，已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用。
盛有初温100℃热水的杯，冷冻的时间相对来说要少得多，看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖，看不到“冰壳”形成的现象，只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶（在初温低于12℃时，看不到这种现象）。
随着时间的流逝，冰晶由细变粗，这是因为初温高的热水，上层水冷却后密度变大向下流动，形成了液体内部的对流，使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰。
初温越高，这种对流越剧烈，能量的损耗也越大，正是这种对流，使上层的水不易结成冰盖。
由于热传递和相变潜热，在单位时间内的内能损耗较大，冷却速率较大。
当水面温度降到0℃以下并有足够的低温时，水面就开始出现冰晶。
初温较高的水，生长冰晶的速度较大，这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故，最后可以观察到冰盖还是形成了，冷却速率变小了一些，但由于水内部冰晶已经生长而且粗大，具有较大的表面能，冰晶的生长速率与单位表面能成正比，所以生长速度仍然要比初温低的水快得多。
江西省赣州三、中于都中学高三联合考试 语文试卷.pdf
2012年江西省 高三联合考试 语文试题 主命题：于都中学 全卷满分300分， 考试时间150分钟 第Ⅰ卷 （选择题 共36分） 一、（18分） 1、下列词语中，加点的字读音全都正确的一组是（ ） A．弄堂（nòng） 傩戏（nuó） 乞骸骨（hái） 叨陪鲤对（tāo） B．道观（guàn） 盘桓（huán） 拗不过（ǎo） 解腕尖刀（jiě） C．忤逆（wǔ）脊梁（jí） 花骨朵（gū） 鳏寡孤独（guān） D．圩田（wéi） 棺椁（guǒ） 水龙吟（yín） 乍暖还寒（zhà） 2、下列词语中，没有错别字的一组（ ） A．押韵 赊欠 峰会 贸然行事 B．跬步 蓬蒿 疏朗 皇天厚土 C．闰月 自溢 感慨 惹事生非 D．国觞 伶俜 潺头 苌弘化碧 3、下列各句中，加点的熟语使用恰当的一句是（ ） A、张爱玲小说中运用的古典词语受到普遍关注，评论者对此褒贬不一：有人认为是奇词妙语，锦心绣口；有人认为是陈词滥调，无病呻吟。
B、《杜甫很忙》课本涂鸦的原图是人教版语文必修课中杜甫《登高》一诗的人物配图。
这些图片中，天马行空的奇思妙想配上严肃的课本名人，这些调皮的学生们笔端呈现出的创意让人哭笑不得，但也有不少网友表示“叹绝”。
C、3月6日上午，十一届全国人大五次会议举行记者会，杨洁篪表示，中国作为发展中国家的基本属性没有改变，中国基本实现现代化还有很长的路要走。
“我们不自暴自弃，我们也不好为人师。
” D、赣州市群众体育运动蓬勃发展，不仅墙内开花墙外香，而且还香飘千里。
在去年全国老年人乒乓球比赛中，该市老干部乒协就获得了男子退休组团体第一名。
4、把下列句子组成语意连贯的一段文字，排序最恰当的一项是①从理论上讲，黑洞是广义相对论的一个推论，②他们的怀疑不无道理， ③“黑洞可能就是广义相对论外推到不合适地步的一个例子”。
冷热水冻冰块实验
冷热水冻冰块实验一杯热水，一杯冷水，把它们都放进冰箱，哪一个先结冰？常识告诉我们，冷水会先结冰。
但包括亚里士多德、勒内·笛卡尔和弗朗西斯·培根在内的很多杰出人士都观察到，实际上热水可能更快结冰。
经验丰富的水管工也告诉我们，在零度以下的天气里，热水管容易因冰冻爆裂，而冷水管却完好无损。
半个多世纪以来，物理学家一直在争论这样的事情是否真的发生了。
热水比冷水结冰快的现代术语是姆潘巴现象（Mpemba Effect），以坦桑尼亚少年埃拉斯托·姆潘巴（Erasto Mpemba）命名，他和物理学家丹尼斯·奥斯本（Denis Osborne）在20世纪60年代首次对其进行了系统的科学研究。
虽然他们能够观察到这种现象，但后续的实验未能持续地复制这一结果。
研究冻结的精确实验可能会受到许多微妙细节的影响，研究人员常常难以确定他们是否已经考虑到了所有的混淆变量。
一直以来，关于水是否会发生姆潘巴现象的争论还在继续。
这种现象在其他物质中也被发现了，包括结晶聚合物、被称为笼状水合物的冰状固体，以及在磁场中冷却的锰矿物。
这些新的方向正在帮助研究人员窥视脱离热力学平衡的系统的复杂动力学。
一组模拟失衡系统的物理学家预测，姆潘巴现象应该出现在各种各样的材料中（以及它的逆现象，即冷物质比热物质升温更快）。
最近的实验似乎证实了这些观点。
然而，最常见的物质水，却被证明是最不可靠的。
加拿大西蒙菲莎大学的物理学家约翰·贝切霍费尔（John Bechhoefer）说：“把一杯水塞进冰箱里似乎很简单。
但一旦你开始思考，实际上就没那么简单了。
”1969年发表在《物理教育》杂志上的一篇论文中，姆潘巴描述了坦桑尼亚一个中学里发生的一件事，当时他和他的同学正在制作冰淇淋。
学生们的冰箱空间有限，姆潘巴急着去拿最后一个可用的冰盘。
他没有像其他学生那样等着煮牛奶加糖的混合物冷却到室温，就将其放入了冰箱。
一个半小时后，他的混合物冻成了冰淇淋，而他那些更有耐心的同学的混合物仍然是黏稠的液体浆液。