热水和冷水哪个更容易结冰 热水比冷水结冰快是什么原理


近日,西班牙的研究人员于《物理评论通讯》上发布了他们的最新研究成果。他们以粒状流体为研究对象,通过观察由微小粒子组成并相互作用后动能的损失情况,成功揭示了热水比冷水更快结冰的成因,为姆潘巴现象的理论研究揭开了新的篇章。

据研究人员介绍,他们可以利用这一理论特征,在计算机上进行模拟和分析计算,以深入了解姆潘巴现象的发生机制和时机。安东尼奥·拉桑塔(Antonio Lasanta),来自流体动力学建模与仿真、纳米科学和工业数学研究所,对此进行了解释并补充道:“我们的发现不仅证实了越热的液体冷却得越快,还发现了相反的现象,即越冷的液体加热得越快——这就是姆潘巴反向效应的体现。”

公元前四世纪的亚里士多德曾首次观察到预热液体比冷液体更快结冰的现象。这一现象的深入研究直到1960年才由坦桑尼亚中学生姆潘巴(Erasto Mpemba)在制作冰淇淋时发现并解释。尽管这一轶事在教育和科学刊物上被广泛讨论,但该现象背后的原因至今仍未完全揭示。

另一位研究人员,来自塞维利亚大学理论物理系的安东尼奥·普拉多斯(Antonio Prados)指出:“这一效应在过去的研究中并未受到足够的重视,更多的是作为一种反常和好奇的存在被讨论。了解在何种情况下更容易出现这种现象是这次研究的重点。” 研究人员们已经发现了一些因素,更易引发这种现象,并为这些情况提供了相应的理论描述。

研究人员表示,当颗粒在加热或冷却前的速度排列具有一定规律时,这种现象更容易发生。例如,当颗粒的分布与均值有较大差异时,如果能在冷却前调整好颗粒的状态,那么流体的温度变化可能会产生显著影响。这一发现为实际应用提供了新的思路。