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1 # 工學腦洞
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2 # 甜甜向上精心創作
術業有專攻,隔行如隔山,世界上的事物就是這樣,有的人認為很簡單的東西,換作其他人可能會困惑不解。所以,個人回答問題,定位普及最基本的物理知識,當然最主要的原因是個人水平十分有限,很高深的東西也玩不轉。
就今天水能熔冰還能使熱水降溫問題,其實是熱傳遞的方向問題。熱總是從溫度高的物體傳到溫度低的物體,或者從物體的高溫部分傳到低溫部分,這種現象叫做熱傳遞。其中包含三層意思:1.熱傳遞的方向:從高溫物體到低溫物體;2.熱傳遞的條件:存在溫度差;3.熱傳遞的結束:溫度相等。
將冰放入水中,如冰的溫度如低於水的溫度,熱就從水傳到冰,冰由於吸收熱量,內能增大,溫度升高,直到達到熔點,如果冰的溫度仍低於水的溫度,熱繼續從水傳到冰,冰就會熔化。
將一杯熱水放入水中,題主的意思應該是放入比熱水溫度低的水中,所以,熱從熱水透過杯子傳到周圍的水中,杯中熱水由於放出熱量,內能減少,溫度降低。
不知解釋清楚沒有?
這是一個有爭議的話題。
支持者也不乏物理學的大牛,如亞里士多德也曾描述過這一現象為:“加熱過的水更容易結冰”;而反對者則說,這是沒有明確物理邊界致使的一種假象,更有甚者將這一現象稱之為欺騙大眾一個世紀的騙局。
下面我將從客觀的角度來分析各個流派對這一現象的解釋。
支持者:姆潘巴效應名稱由來關於這一現象,人們常常稱之為姆潘巴效應(英文:Mpemba effect)。
1969年左右,姆潘巴首先發表論文,第一次以嚴謹的論文形式介紹這一現象,雖然在此之前也有例如亞里士多德等物理學大家對此現象進行描述,但是這些描述往往見於史料文獻中,所以,後世以嚴謹的科學論文為基礎,將這一現象統稱為姆潘巴效應。
效應發現1963年姆潘巴在坦噶尼喀Magamba中學時描述了這一現象。當時他在烹飪課上冷凍冰淇淋混合物並注意到它在冷混合之前凍結了。後來校長邀請達累斯薩拉姆大學學院的丹尼斯·奧斯本博士進行物理學講座時,在演講結束後,姆潘巴向他詢問了這個問題,“如果你帶兩個相同容積的水,一個在35°C,另一個在100°C,然後一起放入冰箱,為什麼100℃的水會先結冰?”
很顯然,這一違反“常識”的問題會被其他人嘲笑,甚至奧斯本博士也如此認為。但是在最初的驚愕之後,奧斯本在他的實驗室對這個問題進行了實驗,並意外的的證實了姆潘巴的發現。
1969年,姆潘巴和奧斯本博士一起公佈了這些結果,這一效應第一次以科技文獻的形式公諸於世。
圖 用兩個水樣的凍結速率圖來說明姆潘巴效應
反對者:20世紀最大的騙局姆潘巴效應的結果並不能隨時隨地的復現出來,因而這引起了大部分物理學家的質疑。
一名《物理世界》雜誌的審稿人Ball Philip認為【1】,即使姆潘巴效應是真實的 - 如果熱水有時會比冷水更快地凍結 - 目前尚不清楚這種解釋是微不足道的還是有啟發性的。 他指出,對這種現象的調查需要控制大量的初始引數(包括水的型別和初始溫度,溶解的氣體和其他雜質,容器的大小,形狀和材料,以及冰箱的溫度、型別以及功率等)和需要確定一種確定凍結時間的特定方法,所有這些方法都可能影響姆潘巴效應的存在與否。
注:【1】Ball, Philip ;Physics World,2016.
像Ball Philip這樣提出質疑的科學家還有很多,因為姆潘巴效應的不可解釋性,使得大部分科學家對其抱有悲觀的態度,甚至將其稱之為20世紀最大的騙局。
結論上述介紹了題主所說現象的客觀觀點解釋,以我本人來說,我對這一現象存有反對態度,對於物理現象,如果無法存在普適性的解釋和嚴格的數學證明,那麼很難相信其具有一般的價值,更別說科研上的應用。