水蒸气作怪可导致热水比冷水先结冰.doc

水蒸气作怪可导致热水比冷水先结冰摘要: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::A文章编号:1003-6148(2013)1(s)-0078-3 1、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。由于水蒸气作怪,导致热水可能比冷水先结冰。这样的怪异现象在我们的生活中有很多,但一直没有引起人们的广泛注意,直到另一类水结冰的反常现象——姆潘巴现象的出现。 2、姆潘巴现象 1963年的某一天,坦桑尼亚(地处非洲热带,室温35℃左右)中学生姆潘巴与同学们一起在学校做冰淇淋吃。同学们先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后倒人冰格中,再放进冰箱冷冻。姆潘巴为了抢占冰箱中所剩无几的空位,直接把刚煮沸的滚烫牛奶倒入冰格中,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结成冰,而其他同学放的冷牛奶还是很稠的液体。按理说,水温越低越先结冰,而牛奶中含有大量的水,应该是冷牛奶比热牛奶先结冰才对,但事实怎么会颠倒过来了呢?坦桑尼亚达累斯萨拉姆大学物理系系主任丹尼斯-奥斯伯恩()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,结果都观察到了姆潘巴所描述的颠覆水结冰常识的怪现象。人们把在同等冷冻环境下,等体积的高温水比低温水先结冰的这一怪异现象称为姆潘巴现象。姆潘巴现象之所以被称为世界物理难题,是因为四十多年来世界物理界的专家学者们都无法完成姆潘巴现象的证明,更甚者近几年来国内有人竟否定姆潘巴现象的存在性。对于姆潘巴现象,物理学家已从蒸发、对流和过冷等因素来考虑其成因,也对姆潘巴现象作出了很多种似设。但口前所有的解释都很难让人信服,所以