第217期生活4分钟浏览 70
发布 · 杂学书库 别馆
热水放进冷冻室,会比冷水先结冰吗?
一个做冰淇淋的学生让这个说法出了名,但仔细测量后,通常还是冷水先结冰
你也许听说过,热水在冷冻室里会比冷水先结冰。这种现象被称为“姆潘巴效应”,但在各项条件完全一致的实验中,通常是冷水先降到0摄氏度。即便如此,这个说法能流传这么久,也有它的原因。
源于冰淇淋的名字
20世纪60年代,坦桑尼亚的中学生埃拉斯托·姆潘巴在学校做冰淇淋时,担心冷冻室没有位置,就把煮过的牛奶混合液不经冷却直接放了进去。大约一个半小时后,他的已经冻住了,而同学先放凉再放进去的那份还没完全冻好。
姆潘巴拿这件事去请教大学讲师丹尼斯·奥斯本,两人于1969年在一本物理教育期刊上共同发表了实验结果。类似的观察在更早以前亚里士多德的著作中就出现过。
重新测量,结果不同
2016年,英国研究人员伯里奇和林登使用相同的容器、相同的水和相同的冷却条件,只改变初始温度,测量水降到0摄氏度所需的时间。结果是热水用时更长。仔细想想这很自然:80摄氏度的水要结冰,必然要先经过20摄氏度,所以到那一刻,它已经比一开始就是20摄氏度的水落后了。
两人还重新检视了此前的报告,指出温度计插入的高度只要相差1厘米,就可能让热水看起来领先,因为正在冷却的水上下温度不同。不过他们也补充说,唯独姆潘巴和奥斯本当年的实验无法完全用这种误差来解释。
家用冰箱容易让人混淆的原因
厨房里的变量要多得多。热水会以水汽形式蒸发一些,水量变少;容器底部还可能融化霜层,与冰冷的底板贴得更紧。容器放在哪一层、冰箱门开关了几次,也会影响结果。奥斯本也意识到了这一点,实验时把容器放在泡沫塑料上加以避免。
“结冰”的标准也各不相同。是指表面刚出现冰的那一刻,还是里外都冻得结结实实的那一刻,结果会随之改变。如果想快点做出冰块,用冷水更稳妥。热容器还可能把旁边的食物也捂热。
在相同条件下,通常冷水先结冰;热水领先的例子,多半与测量方法或冷冻室环境有关。
整理与参考笔记 · Mpemba、Osborne 1969;Burridge、Linden 2016. Physics Education 1969《Cool?》;Scientific Reports 2016。姆潘巴效应连定义都因研究而异,争论至今仍在继续。
小测验