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【转载】【原创】“热水结冰更快”,不信,就试试---2017-05-17  

2017-05-17 17:37:28|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【原创】“热水结冰更快”,不信,就试试---2017-05-17 - Koala - 见闻,评论,感悟分享

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【原创】“热水结冰更快”,不信,就试试---2017-05-17 - Koala - 见闻,评论,感悟分享
 
 

  “热水结冰更快”,不信,就试试

 

夏日炎炎,在冰箱里做一款冷饮,或做一款冰淇淋,何等解暑,何等怡情。可知道,热水、热牛奶,结冰却更快。

“热水结冰更快”,这一奇特的物理现象,虽然经过多学科深入实验,但仍感到奇妙。不信,就试试。

这一特性的发现是这样的:一名初中三年级学生在做冰淇淋时,发现热牛奶结冰更快。请教中学物理老师,大学教授,都没有答案。终于引起一位科学家注意,他在实验室进行专项研究,得出结论是,这一奇特的物理现象真实存在,他称为“姆潘巴现象”。“姆潘巴”,就是那位当年做冰淇淋的初中学生。

 

那是1963年,坦桑尼亚的马干巴初中三年级学生姆潘巴(Mupainmubar)经常与同学们一起做冰淇淋吃。在做冰淇淋时,他们总是把牛奶煮沸,加入糖,等冷却后倒入冰箱冰格中冷冻。

有一天,当姆潘巴做冰淇淋时,冰箱冷冻室内的冰格的空位已经所剩无几。为了能有冰箱冰格空位,姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不及冷却,就把滚烫的牛奶倒入冰箱冰格中冷冻。一个半小时后,姆潘巴发现十分困惑的现象: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。

根据常识,水温越低,结冰的速度越快;而牛奶中含有大量的水,应该是冷牛奶比热牛奶结冰速度快,但事实怎么会颠倒过来了?

姆潘巴,请教初中物理老师,没有答案。他又把这个疑惑从初中带到了高中,仍然没有得到答案。甚至有位老师感觉,姆潘巴提出的问题怪异得近乎荒唐,就用嘲讽的口吻说:你说的这些就叫做:“姆潘巴的物理吧!”

但是,执着的姆潘巴并没有认为自己的问题很荒唐,他在达累斯萨拉姆大学物理系主任奥斯波恩博士到他们学校讲学课间休息时,又向这位博士提出了自己的疑问。这位博士答应研究后再告诉他答案。

奥斯波恩博士回到实验室后,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常识的怪现象。于是,他邀请姆潘巴和他一起对这个现象进行了深入研究,并共同撰写了关于此现象的一篇论文,并以姆潘巴的名字命名。

 

怪异的“姆潘巴现象”真的能颠覆关于“水结冰”的常识吗?

最先肯定“姆潘巴现象”存在的那位博士,在对其进行细致研究过程中发现,当把热水放入冰箱冷却的最初时刻,热水水体的上表面与底部不存在温度差,但一经急剧冷却,温度差就立即出现,其中初温为70℃的热水内产生的高低温度差接近14℃,而初温为47℃的热水内产生的高低温度差只有10℃。这说明在冻结前的降温过程中,较热的液体的温度差在一段时间里大于相对较冷的液体的温度差。因此,易于结冰。

 

此后不久,美国华盛顿大学的乔纳森  卡茨教授通过对“姆潘巴现象”的深人研究,捉到了隐藏其中的“鬼怪”。他证实,这种现象不但真实存在,而且造成这种现象发生的“鬼怪”也是真实存在的。这其中的“鬼怪”只是隐藏在水里面的一些寻常“硬物”。

  在破解“姆潘巴现象”的实验中,乔纳森  卡茨教授把目光盯在了水的加热过程,一些隐藏在水里的易溶“硬物”------ 碳酸钙和碳酸镁等碳酸盐,在加热水时,会被“驱逐”出去,形成沉淀物。我们日常生活中常见的附在水壶内壁上的水垢,就是它们被“驱逐”出去的证据。而水在达到沸点以后,就会因“硬物”被绝大部分清除而软化。乔纳森  卡茨发现,同样是冷冻结冰,未经加热的硬水在结冰过程中,由于其内部“硬物”作祟,使得硬水的冰点要比被加热后的软水冰点低一些,这就减缓了硬水结冰的速度。因此,相同温度的软水早于硬水结冰。这一原理,应用于下雪后向路面撒盐,会防止结冰,是因为盐的混人,会使雪的冰点降低。因此,雪结冰的过程就拉长了。

 

“姆潘巴现象”作为一个“结冰特例”并没有颠覆有关水的常识,但它毕竟对常识进行了一次激烈挑战,丰富了对水的认识。

水,生命之源。一切生命皆是水成就的鲜活精灵。水的博大,不仅成就了人类自身,也给心灵以不尽的启示。

但是,司空见惯的水,就有如此多的特性,自然界中一定有无数的未知现象,挑战着我们的常识。

 

                                                                                                          (以上图片 均来自网络)

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