热水和冷水相比更容易结冰吗,从做冰淇淋中发现的“姆潘巴效应”

摘要:北京时间20200808关于【热水和冷水相比更容易结冰吗,从做冰淇淋中发现的“姆潘巴效应”】的具体情况和说明,让www.shenyanghaier.cn新闻频道的以图文形式为您慢慢道来。

人们通常认为,当一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱时,冷水很快就会结冰。事实并非如此。有经验的汽车司机都知道冬天最好用冷水洗车,而不是用温水,否则温水一进车就会立刻结冰。温水比冷水结冰快吗?为什么?

从做冰淇淋中发现的“姆潘巴效应”

1963年的一天,在热带坦桑尼亚的一所中学里,一群学生想做些冷冻食品来降温。一个名叫埃拉斯托·姆潘巴的学生在热牛奶里加了糖,准备放进冰箱里做冰淇淋。

他以为如果热牛奶凉了放进冰箱,其他同学就会把冰箱装满,于是他把热牛奶放进冰箱。过了一会儿,他打开冰箱,发现自己的杯子变成了美味的冰淇淋,而其他同学用冷水做的冰激凌还没有结冰。姆帕巴告诉达累斯萨拉姆大学物理学教授奥斯本博士关于这一特殊现象。尊重科学的奥斯本又进行了一次实验,结果完全符合姆潘巴的描述。这无疑证实了热水在低温下比冷水结冰快。从那时起,世界上许多科学期刊都介绍了这种自然现象,并将其命名为“姆潘巴现象”。

“姆潘巴效应”是特例吗?

一些研究人员曾多次用纯净水做过类似的实验,结果没有发现“姆潘巴现象”。一些对此感兴趣的研究人员通过实验证实,只有当冰箱内温度有明显差异,或牛奶中的糖含量不同,或糖没有溶解,或冰淇淋液体中淀粉等非液体成分较多时,才会出现“姆潘巴现象”。

科学家揭开谜底

美国华盛顿大学的乔纳森·卡茨在深入研究“姆潘巴现象”后认为,这种现象其实与水中的溶解物质有关。在水加热过程中,一些通常使水“变硬”的溶解物质,主要是碳酸钙、碳酸镁等,会被“排出”形成固体沉淀,这是日常生活中常见的附着在水壶内壁上的水垢。当水达到沸点时,除去大部分硬物质,水就会变软。卡茨发现,由于冷冻过程中的内部“硬物质”,不加热的硬水的冰点低于加热后的软水,这减慢了硬水的冻结速度。

然而,单靠这一发现并不能直接解决“姆潘巴现象”,因为姆潘巴的学生在制作冰激凌的过程中煮了生牛奶。那么,为什么姆潘巴的热牛奶先冻住了?卡茨发现,原因是水里的“硬东西”:他们在牛奶里加了糖,以便得到美味的冰淇淋,实际上,这会使牛奶变得“硬”。然而,热牛奶的硬度低于冷牛奶。硬度的不同导致凝固点的不同。硬度较高的冷牛奶凝固点较低。这样一来,冰点稍高的热牛奶自然会比冰点稍低的冷牛奶先结冰。

那么,为什么在许多实验中“姆潘巴现象”并不每次都出现?卡茨认为原因是实验者从软水开始。用同样的软水做冷热实验,由于水的冰点相同,而散热速度对冻结速度影响不大,所以“姆潘巴现象”就不那么明显了。#冰淇淋#冰箱#结冰收藏

“姆潘巴效应”是特例吗?

一些研究人员曾多次用纯净水做过类似的实验,结果没有发现“姆潘巴现象”。一些对此感兴趣的研究人员通过实验证实,只有当冰箱内温度有明显差异,或牛奶中的糖含量不同,或糖没有溶解,或冰淇淋液体中淀粉等非液体成分较多时,才会出现“姆潘巴现象”。

科学家揭开谜底

美国华盛顿大学的乔纳森·卡茨在深入研究“姆潘巴现象”后认为,这种现象其实与水中的溶解物质有关。在水加热过程中,一些通常使水“变硬”的溶解物质,主要是碳酸钙、碳酸镁等,会被“排出”形成固体沉淀,这是日常生活中常见的附着在水壶内壁上的水垢。当水达到沸点时,除去大部分硬物质,水就会变软。卡茨发现,由于冷冻过程中的内部“硬物质”,不加热的硬水的冰点低于加热后的软水,这减慢了硬水的冻结速度。

然而,单靠这一发现并不能直接解决“姆潘巴现象”,因为姆潘巴的学生在制作冰激凌的过程中煮了生牛奶。那么,为什么姆潘巴的热牛奶先冻住了?卡茨发现,原因是水里的“硬东西”:他们在牛奶里加了糖,以便得到美味的冰淇淋,实际上,这会使牛奶变得“硬”。然而,热牛奶的硬度低于冷牛奶。硬度的不同导致凝固点的不同。硬度较高的冷牛奶凝固点较低。这样一来,冰点稍高的热牛奶自然会比冰点稍低的冷牛奶先结冰。

那么,为什么在许多实验中“姆潘巴现象”并不每次都出现?卡茨认为原因是实验者从软水开始。用同样的软水做冷热实验,由于水的冰点相同,而散热速度对冻结速度影响不大,所以“姆潘巴现象”就不那么明显了。


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