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康斯坦丁,曾任职于多家IT知名企业,现是科幻星系团队创建人,多家知名媒体及企业特邀顾问专家。 个人标签 游戏电影数码控、八卦趣闻传播者、考古盗墓爱好者、互联网、时评、动漫、IT、科幻、科普 等重度关注散布者。 科幻的视角 科普的态度 分享世界百态 联系方式: EMAIL:wklx1119@sina.com QQ:102927545 MSN:wangk1026@hotmail.com

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【你相信吗】热水为何比冷水结冰快  

2014-08-05 17:12:49|  分类: 科普新解 |  标签: |举报 |字号 订阅

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在冻冰块的时候我们通常都喜欢将水放凉然后在放入到冰箱里,这样做的原因有两个,一是因为让热水冷了之后放入冰箱对冰箱比较好,二是因为热水冷了之后可以更快的结成冰块。然而今天之后你可能会在水温最热的时候就将冰块放入冰箱,这都是因为科学告诉你:热水比冷水结冰更快。

早在公元前四世纪,亚里士多德就已经发现了这个现象。而在1969年来自坦桑尼亚的学生姆潘巴于一次厨房制作冷饮的时候无意中发现了这个现象,并且将其发布到了学术杂志上。由此这种现象被称为姆潘巴现象。对于这个现象,有不少的科学家认为是盛装热水的热容器传热更快,另外热水发生缓慢蒸发的时候需要吸热,从而造成了周围的水快速的结冰。但是最近来自新加坡的科学家有了全新的发现,更加科学的解释了这个现象。

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新加坡南洋理工大学的张希教授是这个项目的负责人。他们的研究结果认为姆潘巴现象是因为在水分子间有一种特殊的分子键,而这个分子键是产生姆潘巴现象的主要原因。据张希教授介绍,我们通常知道一个水分子的组成是由一个氧原子和两个氢原子通共价键的形式连接形成的,但是在仔细的观察后发现,当氢原子在不断接近另外一个水分子的氧原子时,两者之间就会形成一种特殊的化学键——氢键。而这些氢键的诡异行为导致了这个离奇的现场。

然而让科学家感到非常奇怪的是,虽然氢键比共价键要弱一些,但是分子间的作用力却比共价键还要强强很多。这一点让科学家一直认为是氢键让水分子有了如此多的怪异行径的原因。比如水比一般液体的沸点高很多就是因为氢键让水分子之间的结构更加稳固。不过近日张希教授和他的同事们发现了这些化学键可以用于解释姆潘巴现象,因为氢键的存在使得水分子之间的距离更近而这也会使得分子间的排斥力更大,从而使得氧原子和氢原子之间的化学键发生了延展并贮存能量。而当液体的温度升高时,由于氢键发生了延展,导致水分子之间的距离变长,而温度开始降低的时候,水分子之间的距离也会缩短。距离由长变短的时候就从中释放出能量,同时加快了液体的温度下降从而结冰。

疑惑了这么久的问题在今天终于得到了解答,据笔者了解,曾经英国皇家科学院还悬赏了1000英镑来解决这个问题。不知道今天新加坡南洋理工大学的张希教授破解了这个难题后,他们是否会兑现这个奖励呢?而这个现象对于我们平时生活,或许可以提醒我们在夏日里不要把水放得完全凉了之后再进行冰冻,正确的做法应该是当水不太热的时候就放入冰箱里,可以比凉水更快的冻成冰块。(科幻星系 康斯坦丁/文)

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