這問題描述的是「姆潘巴現象/Mpemba effect」,或者叫姆潘巴效應:
這種現象不是必然發生的 。歷史上大量的實驗發現,熱水只是 偶爾 比冷水結冰更快,大部份情況下還是冷水結冰更快。
2022 年,Ren Tier 提出,一些搞出姆潘巴現象的歷史實驗未註意到裝熱水的燒杯在冰箱裏相對多地融化了 與燒杯底接觸的冰 、改變了傳熱條件;在裝涼水的燒杯底部擺放濕紙巾或在裝熱水的燒杯冷卻到 0 攝氏度後改變其位置,可以有效地消除姆潘巴現象 [1] 。
不管燒杯底,搞出姆潘巴現象:
在裝冷水的燒杯下面放置濕紙巾,姆潘巴現象消失:
在裝熱水的燒杯先冷卻到 0 攝氏度後挪動其位置,姆潘巴現象消失:
2012 年,英國皇家化學學會舉辦了一場解釋姆潘巴現象的比賽,在頒獎典禮上,問題發起者再次提到了相關實驗的可重復性問題。獲獎選手 Bregovic 的解釋是,有時候熱水比冷水先結冰,是因為冷水在冰箱裏比熱水有更高的概率 過度冷卻 ,而熱水更可能正常結冰。由於對流,熱水的降溫速度其實相當快,很有可能在過度冷卻的冷水結冰之前熱水就降到了冰點。
2013 年新加坡南洋理工大學給出的「氫鍵」解釋 [2] 沒有實驗證據,計算相當粗略。
2022 年的實驗看起來比 2012 年、2013 年的模型更有說服力。
參考
- ^ https://doi.org/10.31224/osf.io/3ejnh
- ^ 認為氫鍵在水溫高時較長、儲存著能量,遭遇低溫時迅速縮短、釋放出能量並冷卻