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山东公务员考试行测知识大全-为什么在冰箱中热水比冷水结冰快?

来自:查字典教育资讯网 2015-01-02

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山东公务员考试行测知识大全-为什么在冰箱中热水比冷水结冰快?

四个因素:

1. 蒸发——在热水冷却到冷水的初温的过程中,热水由于蒸发会失去一部分水。质量较少,令水较容易冷却和结冰。这样热水就可能较冷水早结冰,但冰量较少。如果我们假设水只透过蒸发去失热,理论计算能显示蒸发能解释Mpemba效应。这个解释是可信的和很直觉的,蒸发的确是很重要的一个因素。然而,这不是唯一的机制。蒸发不能解释在一个封闭容器内做的实验,在封闭的容器,没有水蒸气能离开。很多科学家声称,单是蒸发,不足以解释他们所做的实验。

2. 溶解气体——热水比冷水能够留住较少溶解气体,随着沸腾,大量气体会逃出水面。溶解气体会改变水的性质。或者令它较易形成对流(因而较易冷却),或减少单位质量的水结冰所需的热量,或者改变沸点。有一些实验支持这种解释,但没有理论计算的支持。

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3. 对流——由于冷却,水会形成对流,和不均匀的温度分布。温度上升,水的密度就会下降,所以水的表面比水底部热—叫"热顶"。如果水主要透过表面失热,那么,"热顶"的水失热会比温度均匀的快。当热水冷却到冷水的初温时,它会有一热顶,因此与平均温度相同,但温度均匀的水相比,它的冷却速率会较快。虽然在实验中,能看到热顶和相关的对流,但对流能否解释Mpemba效应,仍是未知。

4. 周围的事物——两杯水的最后的一个分别,与它们自己无关,而与它们周围的环境有关。初温较高的水可能会以复杂的方式,改变它周围的环境,从而影响到冷却过程。例如,如果这杯水是放在一层霜上面,霜的导热性能很差。热水可能会熔化这层霜,从而为自己创立了一个较好的冷却系统。明显地,这样的解释不够一般性,很多实验都不会将容器放在霜层上。

最后,过冷在此效应上,可能是重要的。过冷现象是水在低于0℃时才结冰的现象。有一个实验发现,热水比冷水较少会过冷。这意味着热水会先结冰,因为它在较高的温度下结冰。

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