热水比冷水结冰更快？科学家吵了50多年，还没一个结果

热水比冷水结冰更快？科学家吵了50多年，还没一个结果

引用

网易

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一杯热水和一杯冷水，哪个会先结冰？这个问题看似简单，却困扰了科学家半个世纪。姆潘巴效应揭示了一个令人惊讶的现象：在某些条件下，热水确实比冷水更快结冰。这个违背常理的现象背后，隐藏着怎样的科学原理？

姆潘巴效应的发现

在上世纪60年代，一位名叫姆潘巴的坦桑尼亚学生在烹饪课上做冰淇淋时，无意中发现了一个令人惊讶的现象。他将煮沸的牛奶直接放入冰箱，结果发现这杯热牛奶比其他同学冷却后的牛奶更早结冰。姆潘巴将这个发现告诉了他的物理老师，随后在老师的帮助下进行了实验验证，结果证实了这一现象。

科学界的争议

姆潘巴效应的发现引起了科学界的广泛关注。然而，由于实验条件的不明确（如水的初始温度、容器材质、环境条件等），科学家们难以重现这一现象。例如，芬兰某大学的研究者使用蒸馏水在-23℃的环境下进行实验，结果并未观察到姆潘巴效应。

2016年，两位英国科学家的研究表明，姆潘巴效应的出现可能与测量方式有关。如果测量点位于水面附近，热水确实可能先达到0℃；但如果测量点位于水下，冷水反而会先达到0℃。

历史上的记载

姆潘巴效应并非现代才被发现。早在古希腊时期，亚里士多德就在《天象论》中记载了本都居民用温水快速搭建冰帐篷的现象。文艺复兴时期的培根和笛卡尔也在著作中提到过类似现象。

科学解释

对于姆潘巴效应，科学界提出了多种可能的解释：

• 蒸发：热水在冷却过程中部分水分蒸发，导致杯中水量减少，从而加快结冰速度。
• 溶解气体：冷水溶解的气体更多，导致冰点下降，因此结冰更慢。
• 对流：热水与环境的温差更大，产生更强的对流，加速热量散失。
• 过冷：水结冰需要结晶核，冷水可能因为缺乏结晶核而延迟结冰。

研究进展

2012年，俄罗斯化学家基于过冷效应的解释赢得了关于姆潘巴效应的悬赏。然而，这一解释并未得到所有科学家的认可。由于姆潘巴效应涉及非平衡系统，而这一领域的研究相对较少，因此目前仍没有一个完全令人信服的解释。

姆潘巴效应提醒我们，即使是看似简单的自然现象，也可能蕴含着复杂的科学原理。这个跨越半个多世纪的科学谜题，仍在等待着更深入的研究和探索。