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以下文章来源于科普中国 ,作者田达玮 科普中国. 公众科普,科学传播 ![]() 前段时间 黑龙江大兴安岭地区呼中区 最低气温达到零下32℃左右 冰雪爱好者们 在寒冬里 开启了一场“泼水成冰”秀 一道道白色水蒸气 在天空中凝结成万缕冰丝花 场面极具冬日特色 ![]() 大家可能发现了 他们在冰天雪地里泼水时 带的都是热水壶 里面装着热气腾腾的开水 ![]() 图片来源:中国最冷小镇 泼水成冰为什么要用热水? 将同样体积的冷水跟热水 一起放冰箱里 哪个更容易结冰? 其实,热水反而会先结冰! 这个反常理的现象 是如何被发现的? 下面,就来揭开真相! 反常理的真相 想要泼水成冰,首先天气得足够冷,其次还有一点很重要,就是泼出去的得是热水。如果泼一瓢冷水,那你可能会把自己浇成落汤鸡,或者泼别人一脑袋水。 这背后一个很重要的原因是,热水挥发会形成大量水蒸气和小液滴,和冷空气接触比表面积大,能够快速冻成冰块,另外还有一个你可能想不到的影响因素,那就是热水本身就比冷水更容易结冰。 ![]() 图片来源:中国最冷小镇 这个现象,早在两千年多年前就被人发现了。 最早把它记录下来的人,是亚里士多德。他发现:“被烧过的水更容易结冰。”而且,他记录道:“在黑海南岸一个叫本都的地方,人们在冬天去冰上钓鱼的时候,会把温水浇在芦苇上,好让芦苇快速结冰。” 弗朗西斯培根也记录过:“有点温热的水比冷水更容易结冰”。笛卡尔在他的《方法论》里面同样提到了类似的现象。笛卡尔还给出了一个解释:有一些阻止水结冰的小粒子在加热的时候就蒸发掉了,所以更容易结冰。 但是当时,人们并没有深入去研究这个现象。一方面是因为当时人们对微观世界的了解还不够,当时可是连水分子这样的概念都没有。另一方面,可能大家也不觉得这是什么了不起的现象,顶多作为一个业余爱好研究研究罢了。 ![]() 终于在1963年,一位坦桑尼亚的中学生再次注意到了这个现象,发现这个现象的学生,叫做姆潘巴。 当时,他跟同学们正在一起做牛奶冰淇淋。老师叮嘱他们,牛奶必须得凉了之后才能放进冰箱,不然可能会把冰箱搞坏的。在当时的坦桑尼亚,冰箱可不像现在这么常见,而且也不便宜,老师自然会把冰箱看作“高级设备”了。 但是,姆潘巴班上做冰淇淋的人太多了,而冰箱里的空间是有限的。 眼看着冰箱的位置一点一点被占据,姆潘巴就豁出去了,直接把热牛奶放进了冰箱里。过了一个半小时之后,打开冰箱一看,冰箱不但没坏,甚至他的牛奶已经冻成冰了,但跟他同时放进来的其他冷牛奶却没有结冰,这个现象很反直觉。 姆潘巴就跑去问物理老师。物理老师想都没想,就告诉他:“这不可能,一定是你自己搞错了。”听老师这么说,姆潘巴也就没再追问,也认为可能是自己弄错了。 这事本来就这么过去了。但很快,姆潘巴在跟朋友聊天时,又听到了类似的现象。 朋友告诉他,自己的哥哥是一家冰淇淋店铺的“制冰达人”,做冰淇淋比别人都快。他的秘诀就是把热牛奶放进冰箱里。后来在和另一位卖冰淇淋的朋友聊天时,姆潘巴又听他提到了这个现象。 这时候,姆潘巴认为,说不定是初中物理老师搞错了呢? 于是,在进入高中之后,姆潘巴又向高中物理老师提出了这个问题。得到的答案还是一样的:“你搞错了,这是不可能的,这个现象不是我们这个宇宙的物理学,而是姆潘巴宇宙的物理学。” 姆潘巴这下可生气了,你们不信,我亲自做给你们看。 他跑去找学校厨房的负责人,借了高级实验设备(冰箱),还拉上几个小伙伴一起做实验。实验结果确实证实了姆潘巴所说的。 这件事越闹越大,最后校长也知道了。校长专门去请教了一位物理学博士丹尼斯·奥斯本。奥斯本非常有责任心,亲自做了实验,测了不同水温下水的结冰时间,结果发现,还真是这样。 ![]() 姆潘巴(左) 这可是个有意思的现象,于是在1969年,奥斯本拉着姆潘巴一起发表了一份论文,描述这个现象。 这个现象,后来也被称作姆潘巴现象。 ![]() “姆潘巴效应”是怎么回事? 其实直到今天,科学家们并没有得出一个统一的结论,但有许许多多猜测。 有人认为,这跟冷水里的溶解气体比热水里的多有关; 有人认为,加热之后的水,氢键能量变高了,这对形成冰块的过程有利; 还有些科学家认为,在冷冻时候,热水的对流比冷水的剧烈,所以整体降温更快…… 想找到真正的答案,可能还需要很长一段时间。 ![]() 图片来源 :北京日报客户端 姆潘巴现象说明 即便在今天 我们身边依然有很多 未被破解的科学现象 科学探索的道路没有尽头 如果你也发现了什么反直觉的现象 多多留心 说不定,你就是下一个姆潘巴 今日推荐视频 兔子和老鼠是亲戚? 兔子需要不停磨牙 这一行为 和拥有大门牙的鼠类很相似 兔子和老鼠祖上是亲戚吗? 戳视频了解~ 热门阅读 (点击图片即可阅读) 原标题:《美哭南方人的“泼水成冰”,为什么泼的是热水?》 阅读原文 |
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