把熱水和冷水同時放進冰箱里,哪個先結(jié)冰?
出乎意料的是,熱水竟然先結(jié)冰了!
看似不合常理,但就是這樣一個現(xiàn)象,卻讓無數(shù)科學(xué)家爭論了半個多世紀。
一個偶然的發(fā)現(xiàn)
我們把時間倒回到1963年,當時,13歲的姆潘巴正在和他的同學(xué)一起制作冰淇淋。
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為了能搶到冰箱內(nèi)剩余不多的空位,熱牛奶還沒有冷卻好,就被他匆忙地放進了冰箱內(nèi),等了一個半小時后,他發(fā)現(xiàn)其他同學(xué)的冷牛奶仍是液體狀,反倒是自己的熱牛奶已經(jīng)凍成了冰淇淋。
再往前倒,你會發(fā)現(xiàn),早在公元前四世紀,亞里士多德在其關(guān)于地球科學(xué)的論文中也提到過這個現(xiàn)象——
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當龐圖斯的居民在冰上捕魚時,經(jīng)常會用蘆葦加重釣魚線,而為了讓蘆葦快速結(jié)冰,他們就會在蘆葦周圍澆上溫水。
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除此之外,笛卡爾和培根也有過相關(guān)論述,但這并未被當時的人們重視起來,直到1969年 在英國物理學(xué)家丹尼斯·奧斯本的幫助下,姆潘巴發(fā)表了一篇論文——
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左為姆潘巴,右為丹尼斯·奧斯本
里面提到, “在同等質(zhì)量和同等冷卻環(huán)境下,溫度略高的液體會比溫度略低的液體先結(jié)冰”,這便是“姆潘巴效應(yīng)”!
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該言論一出,就立即轟動了整個物理學(xué)界,科學(xué)家們輪番上陣對它進行驗證。
水汽蒸發(fā)說
其中一部分人認為是水汽蒸發(fā)的鍋,因為熱水比冷水蒸發(fā)的快,質(zhì)量有差,自然熱水結(jié)冰的速度就變快了;
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氣體溶解說
也有學(xué)者認為,冷水中溶解了更多的氣體,導(dǎo)致它的冰點變低;
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對流損耗說
還有人覺得是受對流的影響,熱水在冷卻時產(chǎn)生的對流比冷水劇烈,所以能量損耗的多,降溫就變快了。
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猜測是一抓一大把,但遠遠沒完,就在2012年,英國皇家化學(xué)會為此還專門拿出1000英鎊的獎金,組織了一場競賽,最終收到22000份參賽作品,卻依舊沒有找到一個完美的解釋。
那姆潘巴效應(yīng)究竟存在不存在呢?
2016年,伯里奇和林登將溫度計分別放在了冷水和熱水中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),如果溫度計在兩杯水中的深度相同,那么姆潘巴現(xiàn)象就不會發(fā)生,而兩支溫度計一旦出現(xiàn)1cm的偏差,就能錯誤地“證實”姆潘巴現(xiàn)象。
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由此可見,雖然目前我們無法查實姆潘巴現(xiàn)象到底是怎么發(fā)生的,但可以證明的是,在兩杯水結(jié)冰的過程中,很多變量是不可控的——
比如:不規(guī)則的杯壁、水里的沉淀物等,這些都可能導(dǎo)致熱水比冷水先結(jié)冰。
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