做做AI，造造人 - 动力老男孩的博客

热水先结冰？

由 动力老男孩 发表于 2012/07/06 23:16:13

这几天不知道为什么，一条新闻被各个报纸转载：

【为何热水冻结更快？英国悬赏1000英镑求解】将一杯35℃的水和一杯100℃的水放入冰箱，100℃的水先结冰，这是为什么？此谜也称“姆佩巴效应”，培根和笛卡尔都曾试图揭谜，均告失败。现在，英国皇家化学学会向公众悬赏1000英镑破解，截止日期为7月30日。

如果你在网上搜一下，会看到很多答案，包括：越热的水散热越快、水中气体减少不容易结晶等等。
事实上十年前我读研的时候，就看过这个理论，当时觉得非常不靠谱，就做了一个实验。放了两杯水到窗外（当时北京正在冬季），事实证明这个理论基本是胡扯，冷水的杯子先结冰！

今天再次看到这些报纸转载，我决定再做一次实验。首先用一个量杯来保证两杯水是一样多的：

小量杯

21:46分，同时放到温度为-18度的冰箱冷冻室，并且标上了冷热的记号：

冷水和热水同时放进冷冻室

我每隔几分钟就去看一次，到22：30分时，冷水杯表明出现薄薄的冰层，热水杯完全没有任何迹象。

冷水杯先出现冰层

到22：50分时，热水杯出现薄薄的冰层，冷水杯上面冰层已经较厚了：

热水杯出现冰层的时候，冷水杯已经比较厚了

到23点10分，冷水杯已经基本用手捏不动了，而热水杯底部还是软的。事实证明，还是冷水杯冻的更快！

哎呀，这么无聊的一个实验，我自己都觉得做的很不值啊。但是看到网上的各种原理说明，这些人就不能动手做一个毫无成本的实验吗？

四轴飞行器

对 “热水先结冰？” 的 32 条 评论

1. jiengran 说：

   2012/07/07 于 00:39

   忍不住来吐槽，一个是35到0 ，一个是100到0……

   回复
2. obvioused 说：

   2012/07/07 于 00:45

   我一个物理系学长大一上学期的物理学史论文就是探讨这个的，指导老师是台大物理系毕业的叶贤基，我觉得的讨论应该是比较全面的：http://wenku.baidu.com/view/3cafb1d326fff705cc170a8a.html

   回复
   • DARKORIGIN 说：

     2012/07/07 于 23:42

     你们从头到尾还是没有自己做实验。。。。。。偶晕

     回复
     • recercar 说：

       2012/07/08 于 13:20

       别说 本科毕业设计…就算是那些拿国家自然基金的实验项目又怎样…垃圾，一堆垃圾，只要数量，不管质量…你搬来我搬去，到处是雷同…某大学 某导师带了 几届的研究生，那几个研究生的 毕业论文 却是讲一回事…电路图半点都没改，把字重新组织而已….我半个小时写一篇，是不是说明我能拿博士了？

       回复
     • 动力老男孩 说：

       2012/07/08 于 13:21

       哈哈哈，是啊，这篇论文很有意思，相当于是收集别人的实验结果

       回复
       • obvioused 说：

         2012/07/08 于 23:19

         这个论文相当于几乎所有物理系学生大学第一篇论文。。。当然只能是总结观点做一点分析。。。可惜我去年论文因为格式问题搞砸了TAT

         回复
     • 碧云天书 说：

       2012/09/04 于 03:32

       你就当作看哈哈好了。

       回复
3. Old Boy 说：

   2012/07/07 于 12:28

   RSC都出动了，第一感觉就是老外的科学与科普做的真不错，专业机构来号召大家来玩，来探寻科学的真理，提高公众对科学的兴趣。

   这个问题听起来很有意思，看了网上的介绍以及二楼的那个论文，没看出所以然来。科学，其实也是一种眼球经济，能做出来越吸引眼球的东西越受关注，跟风的人就多。有的基础性的东西，看似平常的东西，难以获得经费研究。液体的相转变在分子层次是什么样的过程，不知道有人研究过没有，若是仔细研究过，这个问题或许能找到科学的答案。这个要做物理化学研究的人来搞了。

   回复
4. darkraven 说：

   2012/07/07 于 13:40

   传说中的不是说水，而是说牛奶吧……

   回复
   • 动力老男孩 说：

     2012/07/08 于 13:24

     恩，最早说的是牛奶，但是在网上流传的大多数都说的是水

     回复
     • Old Boy 说：

       2012/07/08 于 18:00

       rsc的介绍中提到是冰激凌制作师和酒保每天遇到的状况，应该不是在纯水中发生的现象。

       回复
       • 动力老男孩 说：

         2012/07/09 于 17:29

         对，国内翻译里的100度和35度水，不知道是从哪里来的

         回复
5. DARKORIGIN 说：

   2012/07/07 于 23:35

   个人赞同楼主的，因为相同的液体每降低1单位温度需要的能量是一样的，即便高温的液体的温度会影响环境的温度，但是在液体温度越来越接近的情况下，总还是会存在差异（无限接近毕竟不等于重叠）
   所以应该还是低温的先冻结啊

   回复
6. Old Boy 说：

   2012/07/08 于 10:03

   我感觉问题的实质在于不同的溶质以及不溶的乳胶及悬浮颗粒对水的相转变的影响，但是做冰激凌的时候加入了很多的配料，每个人加入时应该是有所差异的（所需口味差异），以及溶解程度不同，致使出现了有趣的现象。科学的做一次验证，需要设计合理的实验方法，以及完全平行的实验过程，一般人还真不一定能做得到。但是以这个为主题，创意一下，就如rsc所要求的，要有创意，要炫，还是挺好玩的。

   回复
   • 动力老男孩 说：

     2012/07/08 于 13:23

     我其实担心的是，这件事情根本就没英国皇家科学院什么事情，搞不好整个是国内编辑杜撰的

     回复
7. happyhu911 说：

   2012/07/08 于 17:20

   好像我看过某个电视节目上也说是热水先结冰，所以我就认为应该是这样的，原来觉得新闻联播是个大忽悠，现在不管是什么类型的电视都是在忽悠我们大众啊！

   回复
8. Old Boy 说：

   2012/07/08 于 17:34

   http://www.rsc.org/AboutUs/News/PressReleases/2012/mpemba-effect-water-ice-hot.asp
   去搜了搜，的确是rsc的科普活动，6月30号发布的，一个月征集方案，要求就是创造力和吸引眼球。国内新闻的翻译没啥问题。感觉目的就是来激发大众对科学的兴趣，不必原始数据，可用各种方式和媒介来完成作品。估计中国学生参与不会多，首先是填鸭式教育导致学生没啥创造力，也没时间来做这些与学业和生存无关的事情；其次还多多少少有点语言障碍。

   回复
   • Old Boy 说：

     2012/07/08 于 17:53

     是6月26日发布，7月30号征集方案结束。之后要评审，请最聪明的个人或团队去伦敦参加科学界的奥林匹克会议。免费去伦敦看奥运咯。

     回复
   • 动力老男孩 说：

     2012/07/09 于 17:29

     原来如此，哈哈，即使是科普，也需要先吸引大众的眼球啊

     回复
9. Conffge 说：

   2012/07/08 于 23:17

   我记得N年前已经有人说过热水先结冰根本不靠谱，降温的速度应当和温度没多大关系吧……老男孩真是有童心，又亲自给咱做了实验

   回复
   • 动力老男孩 说：

     2012/07/09 于 17:39

     这个命题应该改成“在某些特定的条件下，热水有可能比冷水先结冰”。
     据说在寒冷的冬天，把一盆热水泼在地上，会比凉水先结冰。因为热水挥发快，表面积很大的时候，一盆热水结冰的时候，只剩下半盆的质量了。不过这个只能让东北的朋友冬天试验了

     回复
10. 水星的卫星 说：

    2012/07/09 于 00:49

    姆佩姆巴效应指在同等体积、同等质量和同等冷却环境下，温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象。
    是指温度略高 不能相差这么大啊。。。

    回复
    • 碧云天书 说：

      2012/09/04 于 03:29

      “略高”这个说法很模糊，不是科学用语。
      按递推法，
      10度比5度略高，冷却速度是10度>5度
      15度比10度略高，冷却速度是15度>10度
      …
      100度比95度略高，冷却速度是100度>95度
      所以，冷却速度是100度>5度

      回复
11. 天马行空 说：

    2012/07/10 于 18:11

    谢谢老男孩做了这个实验！
    我一直致力于从理论上证明冷水结冰快。

    对一杯水，先从热比如80降低，降低到室温比如20度，需要时间x
    从20度到结冰需要时间y
    如果热水结冰快，则x+y< x 得出 y< 0 .就目前来说，y不可能小于0，所以这是一个伪命题。

    回复
    • 动力老男孩 说：

      2012/07/12 于 11:11

      这件事也不完全是你说的这样。某些特定的情况下，高温的物体可能先结冰，可能的因素很多。比如煮沸过的水中，溶解的气体会略少一点，结晶时可能有差别。原文里提到的牛奶冰激凌，这种黏糊糊的东西是不对流的，和水也不太一样。
      总的来说，80度的液体速冻到20度，和室温下均匀20度的液体可能会有点儿区别。

      回复
12. 我 说：

    2012/11/02 于 12:52

    要是把两杯水分别放在两个不同冰箱里试试呢？
    也许真是100度先结冰啦，呵呵

    回复
13. 王南本 说：

    2012/11/17 于 05:39

    可能没到一百度的水里面还有存活在反抗，开了的就没所以很容易

    回复
14. 钟耀平 说：

    2012/11/29 于 14:58

    哈哈，就是忽悠

    回复
15. @Life 说：

    2012/11/30 于 22:12

    最初这个是说的两杯牛奶谁先结冰，温度高的热牛奶在冰箱先结冰了

    回复
16. 电脑爱好者 说：

    2012/12/31 于 17:30

    记得以前我还冻过糖水…

    回复
17. 测试者 说：

    2014/06/08 于 23:31

    能亲手做这个实验还真不错，在百度搜了下，原来如此呢：
    但后来其他研究人员的实验和上面的实验结果就不大相同了。有研究人员用纯净水反复做了类似实验，结果始终没有发现“姆潘巴现象”。还有对此感兴趣的研究者通过实验证实，只有当冰箱内有显著温差、或牛奶含糖量不同、或糖没有溶解、或做冰淇淋的液体中含有较多淀粉等非液体成分时，“姆潘巴现象”才会出现。这就是说“姆潘巴现象”是个别现象，其所包含的物理现象并不能否定我们的常识。

    回复
    • 动力老男孩 说：

      2014/06/09 于 13:48

      赞 ：）

      回复