对这种效果的一种解释是,在热水冷却过程中,质量会因蒸发而损失。如果质量较小,液体在损失较少热量后会冷却,冷却会更快,有了这个解释,热水首先会结冰,因为它结冰的水更少。如果水仅通过蒸发冷却并且温度分布保持均匀,那么热水将首先冻结,另一种解释是,热水中的溶解气体被排出,这改变了水的某些性质,这些变化可以解释这种影响。
溶解气体的缺乏可能会改变水的传热能力,或改变单位质量冻水所需的热量,或改变冰点,热水比冷水保留更少的溶解气体是正确的,沸水驱走了大部分溶解的气体。当水冷却后,将形成温度梯度和对流。在大多数温度下,水的密度随着温度的升高而降低。随着水的冷却,表面的水会比底部的平均水温或热液形成。
如果水主要通过表面失去热量,那么形成热量顶部的水就会失去热量,这比假定温度均匀的预期热量损失速度要快。对于一定的平均温度,温度分布越不均匀,即顶部和底部的温差越大,热量损失就会越快。热水将迅速冷却并迅速形成对流,因此从上到下,水温变化很大,另一方面,冷水冷却缓慢,因此之后形成重要的对流。
因此,与热水和冷水相比,热水将具有更大的对流,从而具有更快的冷却速度,早在古希腊的亚里士多德时期,人们就发现在相同的质量和相同的冷却环境下,温度稍高的液体比温度稍低的液体先结冰,然而,直到现在我们还不知道各种原因。最近,新加坡科学院的一个团队宣成成功解开了姆潘巴现象的谜团,这主要是由于聚集水分子的化学键的独特性质。
关于热水比冷水温度高那热水为何比冷水更容易结冰呢的问题,今天就解释到这里。
热水是热的,可为什么比冷水更快结冰
热水与冷水在同质同量同外部环境温度条件下不但它们的温度在变化,它们各自的密度、体积、质量和密封状态下受到的气压等等都在发生变化,使得初温高的水降温速度始终快于初温低的水,只要外部环境温度持续下降,最终必然是初温高的水温度更低。