把一杯冷水和一杯热水同时放到冰箱里,同时冷冻,哪个先结冰?为什么?什么原理? 一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱，哪个先结冰，为什么？
开水.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体，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。”当他继续提出疑问与老师辩论时，老师又讥讽他：“这是姆潘巴的物理问题。”姆潘巴想不通，不满意，但又不敢顶撞教师。
3. 博士的答卷
终于，一个极好的机会来到了，达累斯萨拉姆大学物理系主任奥斯玻恩博士访问姆克瓦高中。奥斯玻恩博士给学生作完了学术报告，接下去是回答同学的问题。姆潘巴经过充分的酝酿，鼓足勇气向他提出了那个多年思虑的问题：
如果你取两个相似的容器，放入等容积的水，一个处于35℃，另一个处于100℃，把它们同时放进冰箱，100℃的水先结冰，为什么？
奥斯玻恩博士在小姆潘巴面前接到了一份严肃认真的“考卷”，他还是第一次听说到这个不同寻常的现象。感到为难和迷惑的博士并不掩饰什么，而是实事求是地回答道：“这个，我不知道，不过我保证在我回到达累斯萨拉姆之后亲自做这个实验。”回去后，他立即和他的助手做了这个实验。结果证明，姆潘巴说的那个现象是一个实实在在的事实！这究竟是怎么一回事？为什么会这样呢？
一九六九年，由姆潘巴和奥斯玻恩两人撰写的一篇文章发表在英国《物理教师》杂志上，文章对“姆潘巴的物理问题”做了详细的实验记录，并对问题的原因作了第一次尝试性的解释。
他们做了一系列的实验。实验用品是直径4.5厘米，容积100毫升的硼硅酸玻璃烧杯，内放70毫升沸腾过的各种不同温度的水。通过对实验结果的定量分析得出了这样的结论：
冷却主要取决于液体表面；
冷却速率决定于液体表面的温度而不是它整体的平均温度；
液体内部的对流使液面温度维持得比体内温度高（假定温度高于4℃）；
即使两杯液体冷却到相同的平均温度，原来热的系统其热量仍要比原来冷的系统损失得多；
液体在冻结之前必然经过一系列的过渡温度，所以用单一的温度来描述系统的状态显然是不够的，还要取决于初始条件的温度梯度。
奥斯玻恩博士虽然没有最终解决姆潘巴的物理问题，但面对科学和事实，他给了小姆潘巴和我们一份科学求实的答卷。
问题远比想象的要复杂
后来许多人也在这方面做了大量的实验和研究，人们发现，这个看来似乎简单的问题实际上要比我们的设想复杂得多，它不但涉及到物理上的原因，而且还涉及到作为结晶中心的微生物的作用，是一个地地道道的“多变量问题”。
(1). 物理原因
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。
(2). 生物原因
同雨滴的形成需要“凝结核”一样，水要结成冰，需要水中有许许多多的“结晶中心”。生物实验发现，水中的微生物往往是结晶中心。某些微生物在热水（水温在100℃以下一点）中繁殖比冷水中快，这样一来，热水中的“结晶中心”就要比冷水中的“结晶中心”多得多，加速了热水结冰的协同作用：
围绕“结晶中心”生长出子晶，子晶是外延结晶的晶核。对流又使各种取向的分子流过子晶，依靠晶体表面的分子力，抓住合适取向的水分子，外延生长出分子作有序排列的许多晶粒，悬浮在水中。结晶释放的能量则通过对流放出，而各相邻的冰粒又连结成冰，直到水全部冻结为止。
乍一听这个问题，我们第一感觉是当然冷水结冰快了。可事实并非如此。如果把两杯重量相等的水放到冰箱里，一杯凉的，一杯热的，它们会在冰箱里面同时开始失去热量。
热水先结冰，吸热原理
开水
我试过。
绛旓細寮姘浼氬厛缁撳啺銆1銆佺墿鐞嗗師鍥 浠庣墿鐞嗘柟闈㈡潵璇达紝鑷村喎鏈夊洓绉嶅苟瀛樼殑鏈哄埗锛氳緪灏勩佷紶瀵笺佹苯鍖栥佸娴併傞氳繃瀹為獙瑙傚療骞跺缁撴灉杩涜姣旇緝锛屽彂鐜板紩璧风儹姘存瘮鍐锋按鍏堢粨鍐扮殑鍘熷洜涓昏鏄紶瀵笺佹苯鍖栥佸娴佷笁鑰呯浉浜掍綔鐢ㄧ殑缁煎悎鏁堟灉銆傚鏋鎶婄儹姘村拰鍐锋按缁撳啺鐨勮繃绋嬪彊杩板嚭鏉ュ苟鍒嗘瀽鍏跺師鍥犲氨鏇磋兘璇存槑闂浜嗭細鐩涙湁鍒濇俯4鈩冨喎姘寸殑鏉紝缁撳啺瑕...
绛旓細鍦ㄥぇ瀹剁殑鐩磋鎬ц蹇嗕腑锛屽亣濡傛妸涓纰楁哺姘村拰涓纰鍑夋按涓璧锋斁杩涘啺绠憋紝閭ｉ杭搴旇鏄噳姘村厛缁撲负鍐帮紝澶у鐨勫垽瀹氭牴鎹紝鍏堟槸娌告按瑕佸彉鎴愬啺鍧楋紝鍏舵墍閲婃斁鍑虹殑鐑兘鏄剧劧瑕佹瘮鍑夋按澶氾紝鍦ㄥ悓鏍风殑姘村喎鍗存爣鍑嗕笅锛屾哺姘撮噴鏀惧嚭鏉ョ儹閲忕殑鏃堕暱瑕佹瘮鍑夋按闀匡紱涓庢鍚屾椂锛屾哺姘村湪姘村喎鍗寸殑闃舵涓紝鏄剧劧瑕佸厛瀹炵幇鍑夋按鐨勭幆澧冩俯搴︼紝闅忓悗鍐嶆帴鐫鍑...
绛旓細鍒濅腑鐗╃悊:涓鏉儹姘村拰涓鏉喎姘村悓鏃鏀惧啺绠,璋佸厛缁撳啺鍛㈠涓嬶細鐞嗚鐑按鐨勮捀鍙戝己搴﹀ぇ浜庡喎姘达紝鑰屽瘑搴﹀皬浜庡喎姘淬傚鏋滃彇涓ゆ敮鐩稿悓鐨勯潪瀵嗗皝瀹瑰櫒鏀惧悓璐ㄩ噺鐨勬按涓涓负鐑按浠ょ敤鍐锋按鎶瀹冧滑鏀捐繘鍚屾椂缁熶竴鐨勫閮ㄧ幆澧冩俯搴︿腑鐑按鍦ㄩ檷娓╋紝杩囩▼涓洜钂稿彂鑰屽け鍘荤殑姘村垎鐥呭喎姘村锛屾墍浠ュ紑姘寸殑璐ㄩ噺灏忛奔銆傚喎姘寸殑璐ㄩ噺銆傛墍浠ョ儹姘寸殑寮洪熷害蹇...
绛旓細涓鑸潵璇存槸鐑按鍏堝喕缁撱傚彨鍋氬浣╁反鏁堝簲銆備竴銆佸浣╁反鏁堝簲 浜轰滑閫氬父閮戒細璁や负锛涓鏉喎姘村拰涓鏉儹姘村悓鏃舵斁鍏鍐扮鏃讹紝鍐锋按缁撳啺蹇備簨瀹炲苟闈炲姝ゃ1963骞寸殑涓澶╋紝鍦ㄥ湴澶勯潪娲茬儹甯︾殑鍧︽灏间簹涓鎵涓閲岋紝涓缇ゅ鐢熸兂鍋氫竴鐐瑰啺鍐婚鍝侀檷娓┿備竴涓悕鍙焹鎷夋柉鎵樎峰浣╁反鐨勫鐢熷湪鐑墰濂堕噷鍔犱簡绯栧悗锛屽噯澶囨斁杩涘啺绠遍噷鍋氬啺娣囨穻銆...
绛旓細涓鏉喎姘村拰涓鏉儹姘村悓鏃鏀捐繘鍐扮閲屽喎鍐伙紝寰堝浜洪兘瑙夊緱鍏堢粨鍐扮殑鑲畾鏄喎姘达紝浣嗕簨瀹炰笂鍏堢粨鍐扮殑寰寰閮芥槸鐑按銆傚ぇ瀹堕兘瑙夊緱鍐锋按浼氶鍏堝埌杈惧啺鐐癸紝鎵浠ヤ細姣旂儹姘寸粨鍐扮殑鏇村揩銆備絾鍏跺疄浜氶噷澹寰峰拰绗涘崱灏旂瓑寰堝绉戝瀹堕兘瀵硅繖鏍风殑鐜拌薄杩涜杩囧疄楠屽拰璁鸿瘉锛屼憨鎬曞鍦ㄥ仛鐑墰濂跺拰鍑夌墰濂剁殑鍐峰嵈瀹為獙鏃讹紝缁忚繃澶氭瀵规瘮锛屽彂鐜版俯搴...
绛旓細鍋囪鍙栦袱鍙浉鍚岀殑瀹瑰櫒锛屽垎鍒鏀惧叆1鍏嬬儹姘村拰100鍏鍐锋按锛屾妸瀹冧滑鍚屾椂鏀捐繘鍐扮锛屼汉浠兘浼氳鏄儹姘村厛缁撳啺锛屽洜涓虹儹姘寸殑璐ㄩ噺姣斿喎姘磋川閲忓皬锛岀儹姘撮檷娓╅熷害蹇傚鏋灏嗙儹姘鐨勮川閲忓鍔犲埌2鍏嬶紝鐒跺悗鎶婂畠浠鍚屾椂鏀惧叆鍐扮锛屼粛鐒朵細鏈変汉璇寸儹姘村厛缁撳啺锛屽悓鏍锋槸鍥犱负鐑按鐨勮川閲忓皬浜庡喎姘寸殑璐ㄩ噺銆備絾鎴戜滑鐭ラ亾闅忕潃鐑按璐ㄩ噺鐨勫鍔狅紝鍦ㄥ啺绠...
绛旓細濡傛灉灏嗕竴鏉喎姘村拰涓鏉儹姘村悓鏃鏀捐繘鍐扮涓紝鍝竴鏉按鍏堢粨鍐帮紵浣犱篃璁镐細涓嶅姞鎬濈储鍦板洖绛旓細鐑按銆傝嚦浜庣悊鐢卞槢锛屾槸鍥犱负浣犳垜閮芥竻妤氳繖鏍风殑涓鍒欐晠浜嬶細鏌愬浗鏌愬湴鐨勪竴浣嶄腑瀛︾敓锛屽湪鍋氬疄楠屾椂锛岄渶瑕佸啺鍧楋紝鑰屽鏍″啺绠辩殑绌洪棿鏈夐檺锛屼负浜嗘姠鍒颁綅缃紝浠栨潵涓嶅強绛夋按鍙樺噳锛屼究灏嗕竴鏉儹姘存斁杩涗簡鍐扮锛岀粨鏋滀粬鎰忓鍦板彂鐜帮紝鑷繁鐨...
绛旓細濮嗘綐宸撮棶棰樺綋濮嗘綐宸磋繕鏄竴鍚嶅皬瀛︾敓鏃讹紝鑰佸笀甯︾潃浠栦滑鍋氭按鐨勭粨鍐板疄楠岋紝濮嗘綐宸鎶婁竴鏉喎姘村拰涓鏉儹姘村悓鏃缃簬鍐扮鍐峰喕瀹や腑锛屽鎬紒鐑按鍏堢粨鍐帮紝鑰佸笀浠ヤ负浠栨悶閿欎簡鏉瓙锛屾妸鏉瓙浣滃ソ璁板彿鍐嶅仛锛岃繕鏄儹姘村厛缁撳啺銆備粬浠妸杩欎竴闂瀵勫線鏈夊叧绉戝鏉傚織锛岃繖涓闂涔熷紩璧蜂簡绉戝鐣岀殑鍥版儜锛屼簬鏄氨鏈変簡杩欐湁鍚嶇殑濮嗘綐宸翠箣璋溿傚湪...
绛旓細鎶婁竴鏉喎姘村拰涓鏉儹姘村悓鏃鏀捐繘鍐峰喕瀹わ紝鍝澂姘翠細鍏堢粨鍐帮紵瀵逛簬杩欎釜闂锛屾垜浠殑鐩磋鍛婅瘔鎴戜滑锛屽喎姘寸殑缁撳啺閫熷害鏇村揩锛屽洜姝ゅ繀瀹氭槸鍐风殑閭ｆ澂姘村厛缁撳啺銆傜劧鑰屽疄闄呮儏鍐靛嵈骞堕潪杩欎箞绠鍗曪紝鏃╁湪1461骞达紝鐗╃悊瀛﹀涔旂摝灏.椹埄浜氬凹锛圙iovanni Marliani锛夊氨宸茬粡鏄庣‘鍦版寚鍑猴紝鍦ㄦ湁浜涙椂鍊欙紝鐑按浼氭瘮鍐锋按鏇村揩鍦扮粨鍐帮紝浣嗚繖鍦ㄥ綋鏃...
绛旓細鎶婁竴鏉喎姘村拰涓鏉儹姘村悓鏃鏀捐繘鍐峰喕锛岀粨鏋滃緢鍑轰汉鎰忔枡锛屽洜涓虹儹姘翠細鍏堢粨鍐帮紝鑷充簬涓轰綍鏈夎繖鏍风殑瀹為獙缁撴灉锛屽叾瀹炶嚦浠婁粛鐒舵槸涓湭瑙ｄ箣璋滐紝涓嶈繃绉戝瀹朵滑鎻愬嚭浜嗗嚑绉嶅彲鑳界悊鐢辩殑鐚滄兂锛屼竴鏄洜涓虹儹姘翠腑鍚湁鐨勬皵浣撴瘮鍐锋按涓皯涓浜涳紝鎹瀛﹀浠爺绌惰〃鏄庯紝鍦ㄧ浉鍚岀殑鐜鏉′欢涓嬶紝娓╁害浣庣殑姘存瘮娓╁害楂樼殑姘村惈鏈夌殑姘斾綋閲忎細鏇撮珮...
