PDF《科学家揭开有时热水冻结速度超过冷水之谜》

作者:秋凌 来源:新浪科技 发布时间:2010-3-29 11:19:15 选择字号:小中大(图片来自GettyImages)? 北京时间3月29日消息,据英国《新科学家》杂志报道,有时候,热水的冻结速度反而会超过冷 水,这是为什么呢?这种怪异的现象困扰了几代科学家.

经过数百次实验,纽约州立大学宾厄姆顿分校 负责辐射安全的官员詹姆斯・布朗里奇最终发现证据,证明这种现象可能与水中杂乱无章的杂质有关. ? 热水快速冻结现象被称之为"姆佩巴效应",以坦桑尼亚学生埃拉斯托・姆佩巴的名字命名.对于 姆佩巴效应,物理学家曾提出几种可能的假设,其中包括水分更快蒸发导致热水体积变小,一层霜隔绝 了温度更低的水以及溶质浓度存在差异.但任何一种解释都很难让人信服,因为这种效应并不可靠,冷 水冻结速度往往还是超过热水. ? 布朗里奇认为,杂乱无章的杂质才是导致热水更快速冻结的关键因素.过去10年时间里,他利用空 闲时间进行了数百次有关姆佩巴效应的实验,最终发现这种效应基于不稳定过度冷却现象的证据. ? 布朗里奇说:"水几乎从不在温度降到零度时冻结,通常是在更低温度下才开始冻结,也就是所说 的过度冷却现象.冻结点取决于水中与冰晶形成有关的杂质.通常情况下,水可能含有几种类型杂质, 其中包括尘粒、被溶解的盐类以及细菌,每一种杂质都能在特定温度下触发冻结机关.核化温度最高的 杂质决定了水的冻结温度." ? 布朗里奇对两个同样温度的水样――20摄氏度的自来水――进行了实验.他把水样装入试管,而后 放入冰箱中冷冻.由于杂质的随机混合导致其拥有更高冻结点,其中一个水样将首先冻结.如果这种差 异足够大,姆佩巴效应便会出现.布朗里奇选择自然冻结点更高的水样,并将其加热到80摄氏度,另一 个则只加热到室温,而后将试管放回冰箱.他表示,如果热水冻结点至少高出5摄氏度,其冻结速度往 往会超过冷水. ? 可能让人感到惊讶的是,区区5摄氏度就是一个足够大的差异,帮助温度更高的水首先"冲过终点 线".而如果以60摄氏度作为起步点,它们在这场冻结较量中便要以失败告终.物体与周围环境――具 体到这项实验,指的就是冰箱――的温差越大,其冻结的速度就越快.也就是说,在温度较低的水样达 到零下7摄氏度这一冻结点前,热水样首先达到零下2摄氏度这一冻结点,进而以更快的速度冻结, 科学家揭开有时热水冻结速度超过冷水之谜 相关新闻 相关论文 1?多米诺骨牌效应MV火爆互联网 点击量超800万2?石耀林院士:应开展独立、全方位的全球环境 效应研究 3?科学家首次观测到宏观物体量子效应 4?研究发现汶川地震后"心理台风眼"效应两变 式5?《自然》:孙军等发现金属孪晶变形的强烈晶 体尺寸效应 6?引进海外人才近20人 人才效应在清华生命科 学学科迸发 7?中科院云南天文台大面阵CCD无延迟效应快门 研制成功 8?研究证实南极冰盖形成与历史上二氧化碳浓度 变化有关 图片新闻 >>更多 一周新闻排行 一周新闻评论排行 1?史上最牛连环抄袭门:一篇论文遭16个单位25 人6轮抄袭 2?俄罗斯天才数学家佩雷尔曼拒领百万千禧年数 学大奖 3?清华大学教授论文被指多处抄袭 希望学术界 澄清 4?一位研究生父亲的疑虑:是谁绞杀了青年学子 心头的崇高 5?井冈山大学再成撤稿风波主角 丑闻波及生科 院院长 6?中青报:是什么让揭开地沟油"盖子"的教授 改口 7?中国学生论文研究瘫痪美国电网 引发美国警 觉8?中国政法大学教师萧瀚"被停课"引发学术自 由讨论风波 9?800余名校博士硕士争抢9个学生辅导员岗位 10?评论:中国需要什么样的大学 更多>> 编辑部推荐博文 欢迎参加CN域名杯第二届全国青年科学博客大 赛 学术期刊有权不接收已经在网上发表的投稿 吗? 生物技术最怕什么? 信息安全技术要讲究有效性(100331) 好莱坞强大的原因之一 人才如水滴 更多>> 以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点. ? 为什么其他人没有注意到这一点?布朗里奇表示,其他人在一次研究一个因素时并没有很好地控制 实验环境,例如必须控制容器的类型以及水样在冰箱中的位置.但布朗里奇所做的工作不可能终结有关 姆佩巴效应的争论.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学的乔纳森・卡特兹便持怀疑态度. ? 根据卡特兹的理论,加热能够驱除二氧化碳等杂质,进而提高水的冻结点.这也就意味着,加热实 际上提高了水首先冻结的机会,而不是布朗里奇所说的与杂乱无章的杂质有关.他说:"他可能发现了 一种与姆佩巴类似的过度冷却效应." ? 姆佩巴效应得名由来 ? 这种怪异的现象拥有很长的历史.公元前4世纪,亚里斯多德首次发现姆佩巴效应.他这样写道: "之前被加热的水冻结速度更快.因此,在希望快速冷却热水的时候,很多人会首先将它放在阳光下加 热." ? 弗朗西斯・培根也曾发现这种现象.他在1620年写道:"与温度极低的水相比,温度稍高的水更容 易冻结."莱恩・笛卡尔在1637年指出:"经验告诉我们,在火上长时间加热的水冻结速度超过其他 水." ? 上世纪60年代,这种效应开始走进现代科学界的视线.当时,坦桑尼亚学生姆佩巴对他的老师说, 通过将一种加热过的混合物放入冰箱,他能够以比正常情况更快的速度制作冰激凌.这种观点一度让姆 佩巴成为同学们的笑柄,直到学校的一名督学在达累斯萨拉姆重复这项实验证明他的话所言非虚,姆佩 巴才得到 "平反". ? 更多阅读 ? 英国《新科学家》杂志报道原文(英文) ? ? ? ? 特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;

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作者如果 不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽. 打印 发E-mail给: 2010-3-29 12:05:28 匿名 IP:222.195.139.* 科学和伪科学就差一层遮羞布! [回复] 2010-3-29 12:04:06 匿名 IP:222.195.139.* 如果仅仅是温度不同,而其它条件都相同时,是不可能出现这种现象的.水质不同或其它条件不同时,才会出现 该现象,但此水已非彼水.所谓"热水比冷水冻结快"纯粹是无稽之谈,和"水变油"有异曲同工之处!也让我 想起早些年广为流传的一句貌似科学的话:"人的大脑开发只有1%";

不知道此话源自何处?是化学家、生物学 家、心里学家还是什么学家的实验结果?尽然能在长时间被广泛引用! [回复] 2010-3-29 11:44:35 匿名 IP:183.4.109.* "但任何一种解释都很难让人信服,因为这种效应并不可靠,冷水冻结速度往往还是超过热水." 第二段的这句话是不是说反了? 论坛推荐 第二届CN域名杯全国青年科学博客大赛开始报 名 国家自然基金标书(NSFC)写作全攻略 博士毕业后从事科研工作的个人体会(科研思 路和发表文章) 宇宙的起源 布赖顿 分享高效人士的7个好习惯 硕博士论文手到擒来 更多>> [回复] 读后感言: 验证码: 点击输入验证码 发表评论