为什么热水结冰会比冷水快？

热水比冷水结冰快吗？答案似乎是否定的。毕竟，在同样的条件下，热水比冷水需要更多的时间来冷却，所以它不会结冰得更快。

但是数千年的观察和无数的现代实验表明，事实恰恰相反——有时在非常严格的条件下，热水比冷水结冰更快。

这怎么可能？当然，科学家们对此仍有疑问——事实上，他们仍必须试图证明这种现象的存在，正如德里克·穆勒在他的新科学计划《化学科学》的第一部分中所解释的那样。

事实证明，冰水(未冻结)比你想象的要复杂得多。

热水比冷水结冰快的现象被称为“姆彭巴效应”。这种现象是以坦桑尼亚学生伊拉斯托·姆彭巴的名字命名的，他在1963年将冰淇淋作为学校的一个项目。

学生需要将奶油和糖的混合物煮沸，冷却后放入冰箱。

姆潘巴担心冰箱里没有多少空间了。他迫不及待地冷却下来，把沸腾的牛奶放进冰箱。但是一个半小时后，他的混合物被冷冻了，而其他人没有。

他对这一现象非常感兴趣，然后和物理学教授丹尼斯·奥斯本一起研究了它。他们一起复制了这一发现，并于1969年发表了一篇论文。结果表明，温水比冷水结冰快。

这是对这一现象的首次同行评议，但正如德里克在视频中提到的，最早的研究数据可以追溯到公元前4世纪亚里士多德的实验。通过观察，他发现在实验中，热水比冷水冷却得快。

弗朗西斯·培根爵士和笛卡尔在他们的研究中也提到了这一现象。

但是这种奇怪的现象背后隐藏着什么样的物理原理呢？这种现象有五种可能的机制:

融霜:霜是一种绝缘体，所以烧杯两边都有霜的冷水比温暖的烧杯更能保持热量。

可溶性气体:冷水中的可溶性气体比温水中的多。研究人员预测，可溶性气体对冷却速度有显著影响，尽管这仍不确定。

过冷:我们都知道水在摄氏零度结冰，但有时结冰通常是在较低的温度下形成的——这种现象被称为过冷。这是因为冰最终需要成核点来形成，比如水中的气泡或杂质。因此，也许温水会比冷水经历更少的过度冷却。

蒸发:在装满热水的烧杯中，更多的水分子因蒸发而损失，从而减少了被冻结的水分子。

对流:最后，有一种观点认为，温水比冷水冷却得更快，这可能是由于对流的增加。对流的原因是水的冷却主要从烧杯的表面和侧面开始，这导致冷水下沉，热水上升，从而产生对流。在温暖的烧杯中，对流更强，可能会影响冷却速度。

上述观点很有价值，但问题是这么多年来，这些影响因素在实验中被不同程度地控制，结果不尽如人意且不一致。

一些实验室从未能证明mpemba效应的发生，而另一些实验室说它甚至发生在不同的条件下。

那么答案是什么呢？今年的一项新研究表明，造成mpemba效应的原因可能与上述完全不同，热水冷却的速度似乎没什么大不了的。

蝌蚪工作人员从科学警报编译，翻译土豆同学，转载必须授权。