冷水和热水哪个先结冰（热水和冷水哪个会先结冰）

冷水和热水，哪个先结冰？

应该是冷水先结冰

理由：正如上面提到的Mpemba

Effect，它只是对溶液或者悬浊液来说的，都不是纯净的水，而是混合物，而且这种效应也只是对特定的混合溶液才能产生的，而不是对所有的液体都适合，所以，对单一的水来说，还是冷水会先结冰

冷水和热水哪个先结冰

热水先结冰。

原因：热水与外界温差大，热交换速度快。这一过程中它释放热能，使得容器表面的水层的温度急剧降低，从而凝结成冰。而且，热能释放的载体—水蒸气的蒸发，是热水的总量少于冷水，也是热水先结冰的原因之一。

开水和凉水哪个先冻成冰块？

个人认为，开水先冻成冰块。

在同样的外部条件下，较冷的水总会溶解更多的气体，而溶解在水中的气体分子会使周围的水分子排列得更紧密，从而抑制水的对流，使冷水的冻结速度比热水慢。

蒸发作用

热水会因蒸发而失去质量，在蒸发过程中，热水的热量会更快地释放出来。质量越小，冷却速度越快，热水冻结速度越快。

热梯度问题

我们把一杯水放入冰箱后，杯子里的水的冷却范围不均匀。具体表现为靠近杯壁的水会迅速降温，但内部水温下降很小，所以两者之间的温度会有差异，从而形成热梯度，有利于水的对流。

在连续冷却过程中，这种热梯度始终存在，温度越高，热梯度越大，内部对流也就越强。因此，热水比冷水冷却得快。当热水的温度同时下降到与冷水相同的温度时，热水内部的对流仍然比冷水强（类似于惯性效应），因此比冷水更快地冻结地面。

过冷水

水冻结有两个条件：一是温度低于零摄氏度；二是必须有晶核。晶核是指水结晶所必需的固体颗粒。它可以是水中的一种杂质，也可以在水中通过外力自发生成。因此，可以说，在水中不含杂质，不受外界能量影响的情况下，水在零摄氏度以下可以保持液态。这种水叫做过冷水。

需要注意的是，当水中杂质较少时，过冷水仍然可以形成。过冷水需要低温冷冻。实验表明，在这种情况下，冷水的过冷温度总是低于热水的过冷温度。

例如，如果冷水需要零下8摄氏度才能结冰，而热水只需要零下2摄氏度，那么当冷水和热水的温度都降到零下2摄氏度时，热水就会结冰，而冷水则会继续保持液态。即使在同一时间，寒冷的温度已经下降到零下7摄氏度，而热水刚刚下降到零下2摄氏度。在这种情况下，虽然冷水温度较低，但热水的冻结速度仍然较快。

分子解释

一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子通过一个“共价键”组成的。简单地说，“共价键”是两个或多个原子共享外层电子而形成的化学结构。由于共享电子停留在氧原子这一端的时间比停留在氢原子末端的时间长得多，所以水分子的氧原子基本上是负电荷的，而氢原子是带正电荷的。

在这种情况下，多个水分子会互相吸引。这种相互作用被称为“氢键”。科学家发现，温度会影响液态水中“共价键”和“氢键”的长度，即热水的“氢键”比冷水长，“共价键”比冷水短。

也就是说，随着温度的降低，水分子中的“共价键”会变长，而水分子之间的“氢键”会变短。需要注意的是，这实际上是一个能量释放的过程，随着持续的冷却过程，能量释放的速度将成倍增加。

我们把一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱后，由于热水的“氢键”较长，“共价键”较短，因此这杯热水的初始能量释放值高于冷水。因此，在同一时间段内，热水的能量释放速率将超过冷水，冻结速度将更快。

开水和凉水哪个先冻成冰块呢？

冷水和热水，谁的结冰速度更快？把一杯冷水和一杯热水同时放进冷冻室，哪杯水会先结冰？对于这个问题，我们的直觉告诉我们，冷水的结冰速度更快，因此必定是冷的那杯水先结冰。然而实际情况却并非这么简单，早在1461年，物理学家乔瓦尼.马利亚尼（GiovanniMarliani）就已经明确地指出，在有些时候，热水会比冷水更快地结冰，但这在当时并没有得到重视。

让科学界真正注意到这个现象的，是一位名为伊拉斯特.姆潘巴（ErastoMpemba）的学生，1963年，姆潘巴在自制冰淇淋的时候，无意中发现了这种现象，但当他将这个发现告诉了他的老师和同学时，却没有人相信他。

不甘心的姆潘巴又想办法找到了物理学家丹尼斯.奥斯本（DenisO***orne），后者虽然也不大相信，但为了鼓励姆潘巴的求知精神，他还是为此精心设计了一系列的实验，令他感到惊讶的是，实验结果显示了姆潘巴观测到的现象真的存在，确实是在有些时候，热水的结冰速度更快。

（两人在2013年的合影，右边是姆潘巴）

1969年，丹尼斯.奥斯本和伊拉斯特.姆潘巴共同发表了一篇论文，详细地描述了这种有违常理的现象，不久以后，人们从实验中证实了这种现象的存在，于是正式将这种现象命名为“姆潘巴现象”（MpembaEffect）。这就意味着，在我们把一杯冷水和一杯热水同时放进冷冻室之后，有可能是热的那杯水先结冰。

那么这到底是怎么回事呢？事实上，这是一个还未完全解开的科学谜题，不过人们还是提出了多种解释，下面我们就来介绍几个比较主流的解释。

水里溶解的气体

在相同的外部条件下，较冷的水总是会溶解更多的气体，而溶解在水中的气体分子会使它周围的水分子排列得更加紧密，这就抑制了水的对流，进而使冷水的结冰速度比比热水更慢。

蒸发的影响

热水会因为蒸发而损失质量，并且在蒸发过程中热水的热量将会更快地散发出去，更小的质量加上更快的散热速度，就可能导致热水的结冰速度更快一些。

凉水和热水谁先结冰？？

热水先结冰。

冷却主要取决于液体表面，冷却速率决定于液体表面的温度而不是它整体的平均温度，液体内部的对流使液面温度维持得比体内温度高，即使两杯液体冷却到相同的平均温度,原来热的系统其热量仍要比原来冷的系统损失得多。

从两个方面详细解释，过程比较复杂.

1、物理原因

从物理方面来说,致冷有四种并存的机制：辐射、传导、汽化、对流.通过实验观察并对结果进行比较,发现引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合效果.如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析其原因就更能说明问题了：

盛有初温4℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面.杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面.所

以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”.这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了内层水温

继续下降的正常进行.另外由于水结冰时体积要膨胀,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑***用.

盛有初温100℃热水的杯,冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶（在初温低于12℃时,看不到这种现象）.随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰.初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大,正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖.由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大.当水面温度降到0℃以下并有足够的低温时,

水面就开始出现冰晶.初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后可以观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,

具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比初温低的水快得多。

2、生物原因

同雨滴的形成需要“凝结核”一样,水要结成冰,需要水中有许许多多的“结晶中心”.生物实验发现,水中的微生物往往是结晶中心.某些微生物在热水（水温在100℃以下一点）中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”就要比冷水中的“结晶中心”多得多,加速了热水结冰的协同作用。

围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核.对流又使各种取向的分子流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延生长出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中.结晶释放的能量则通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部冻结为止.

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