為什麼相同質量的熱水和冷水,在冰箱裡熱水結冰快?

2025-03-05 06:45:24 字數 2036 閱讀 1949

1樓:史陶寧錯鯤

四個因素:

蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中,熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少,令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰,但冰量較少。

如果我們假設水只透過蒸發去失熱,理論計算能顯示蒸發能解釋mpemba效應。這個解釋是可信的和很直覺的,蒸發的確是很重要的乙個因素。然而,這不是唯一的機制輪罩改。

蒸發不能解釋在乙個封閉容器內做的實驗,在封閉的容器,沒有水蒸氣能離開。很多科學家聲稱,單是蒸發,不足以解釋他們所做的實驗。

溶解氣體——熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體,隨著沸騰,大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流(因而較易冷卻),或減少單位質量的水結冰所需的熱量,或者改變沸點臘判。

有一些實驗支援這種解釋,但沒有理論計算的支援。

對流——由於冷卻,水會形成對流,和不均勻的溫度分佈。溫度上公升,水的密度就會下降,所以水的表面比水底部熱—叫"熱頂"。如果水主要透過表面失熱,那麼,"熱頂"的水失熱會比溫度均勻的快。

當熱水冷卻到冷水的初溫時,它會有一熱頂,因此與平均溫度相同,但溫度均勻的水相比,它的冷卻速率會較快。雖然在實驗中,能看到熱頂和相關的對流,但對流能否解釋mpemba效應,仍是未知。

周圍的事物——兩杯水的最後的乙個分別,與它們自己無關,而與它們周圍的環境有關。初溫較高的水可能會以複雜的方式,改變它周圍的環境,從而影響悶友到冷卻過程。例如,如果這杯水是放在一層霜上面,霜的導熱效能很差。

熱水可能會熔化這層霜,從而為自己創立了乙個較好的冷卻系統。明顯地,這樣的解釋不夠一般性,很多實驗都不會將容器放在霜層上。

最後,過冷在此效應上,可能是重要的。過冷現象是水在低於0℃時才結冰的現象。有乙個實驗發現,熱水比冷水較少會過冷。這意味著熱水會先結冰,因為它在較高的溫度下結冰。

2樓:令狐奇志摩燎

因為降低1攝氏度,須放出42000j的熱,熱水的溫度較高,就很容易放出正昌滲熱量,而冷水的舉脊溫度低迅碧,沒有熱量放出。

為什麼熱水比冷水在冰箱中先結冰?

3樓:言若谷汲錦

從物理方面來說,致冷有銷掘碰四種並存的機制:輻射、傳導、汽化、對流。通過實驗觀察並對結果進行比較,發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導、汽化、對流三者相互作用的綜合效果。

如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析其原因就更能說虧談明問題了:

盛有初溫4℃冷水的杯,結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱傳導不良的材料,液體內部的熱量很難依靠傳導而有效地傳遞到表面。杯子裡的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面。所以水在表面處最先結冰,其次是向底部和四周延伸,進而形成了乙個密閉的「冰殼散汪」。

這時,內層的水與外界的空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止或延緩了內層水溫繼續下降的正常進行。另外由於水結冰時體積要膨脹,已經形成的「冰殼」也對進一步結冰起著某種約束或抑制作用。

盛有初溫100℃熱水的杯,冷凍的時間相對來說要少得多,看到的現象是表面的冰層總不能連成冰蓋,看不到「冰殼」形成的現象,只是沿冰水的介面向液體內生長出針狀的冰晶(在初溫低於12℃時,看不到這種現象)。隨著時間的流逝,冰晶由細變粗,這是因為初溫高的熱水,上層水冷卻後密度變大向下流動,形成了液體內部的對流,使水分子圍繞著各自的「結晶中心」結成冰。初溫越高,這種對流越劇烈,能量的損耗也越大,正是這種對流,使上層的水不易結成冰蓋。

由於熱傳遞和相變潛熱,在單位時間內的內能損耗較大,冷卻速率較大。當水面溫度降到0℃以下並有足夠的低溫時,水面就開始出現冰晶。初溫較高的水,生長冰晶的速度較大,這是由於冰蓋未形成和對流劇烈的緣故,最後可以觀察到冰蓋還是形成了,冷卻速率變小了一些,但由於水內部冰晶已經生長而且粗大,具有較大的表面能,冰晶的生長速率與單位表面能成正比,所以生長速度仍然要比初溫低的水快得多。

4樓:段運旺苑己

一方面:因為開水蒸發快於另一搏銀瓶的冷水,再加上另一瓶的冷水吸收開水散發的熱溫度也不斷上公升,最後的結果是冷水由於溫度高,質量相對開水變大(吸收了開水的蒸汽)反而變得冷卻慢了。

2:熱核銀攔水在降溫過程中因蒸發而失去的水分比冷水多改胡,所以初溫高的水最終質量必然小於初溫低的水,熱水的降溫速度也必然始終比冷水快。

為什麼熱水放在冰箱比冷水早凍,為什麼熱水比冷水放在冰箱裡更快結冰?是不是溫差大散熱快之類的?

從物理方面來說,致冷有四種並存的機制 輻射 傳導 汽化 對流。通過實驗觀察並對結果進行比較,發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導 汽化 對流三者相互作用的綜合效果。如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析其原因就更能說明問題了 盛有初溫4 冷水的杯,結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱傳導不良的材...

同種物質相同質量為什麼體積越大排水量就越大

1.如果物體都是全部浸在水中,那麼無論兩個物體質量為多少,肯定是體積大 排水量也就大 的所受到的浮力大.2.至於所舉的例子,可以這樣考慮.鐵塊沉在水中,那麼它所受到的浮力肯定小於它的重力.而同等質量的鐵皮船是浮在水面上的,那麼它所受到的浮力肯定等於鐵皮船的重力.所以說後者的排水量大.同種狀態下的同種...

冷水和熱水哪個滅火效果好,為什麼

各位朋友都知道我們平常用來滅火的方法也就幾種,比如說窒息法 冷卻法和抑制法等等,這幾種方法的滅火原理我們應該都是很清楚的。但是大家都很疑惑,火本來就有溫度,再用熱水澆在火上溫度應該越來越高,那麼用熱水滅火會比冷水滅火的效果更好,為什麼?是因為熱水滅火會吸收熱量和減少氧氣,接下來我就詳細的分析一下。其...