冰箱冷冻一杯水结冰正常吗(冰箱冷冻结冰是不是工作时间短)

冰箱冷冻一杯水结冰正常吗(冰箱冷冻结冰是不是工作时间短)

首页家电维修冰箱更新时间:2022-03-12 15:45:47

如果你有一杯热水和一杯冷水,并且你把两者都放在冰箱里,热水会先结冰。这种看似违反直觉的事实背后是什么样的科学理论?沸腾的热水真的比冷水冷冻得快吗?

有关简短的答案,请跳到本文底部。

这都取决于

答案是......这要看情况。如果你有两杯化学成分完全相同的水较冷的水杯会先结冰,因为它会更快地到达冰点。然而,现实结果比这稍微复杂一些,因为热水经过加热化学成分会发生变化。由于两杯水不再相同,冰点将不同。

这类似于在道路中添加盐化冰,以及为什么淡水比海水结冰更快——添加或减矿物、化学品和其他污染物可以减少或增加冰点洼地。

冰点抑制

冻结点抑制是指在溶剂中添加溶质以降低其冻结点的行为。这是一个我们一直在利用的现象。一个常见的例子是汽车的散热器。散热器内的水用于保持汽车发动机的凉爽,但在冬天,当水几乎肯定会结冰块时,我们应该怎么做?我们添加了防冻剂(通常是乙二醇),可以降低水的冰点,并防止其在隆冬结冰。

甚至动物也会利用冰点抑郁症。春窥蛙可以在冰冻温度以下生存,这要归功于青蛙在感受到冰冻温度时释放大量葡萄糖进入血液。由于青蛙血液中多余的葡萄糖,冰点明显低于水,这使得它能够在严冬生存。一些北极鱼种也利用了这一现象。

当水煮沸或加热时,也会发生同样的事情。碳酸镁和碳酸钙沉淀出水中,游离氧会逸出。由于这些组件的去除,水的冰点被提高。如果你从硬水(高矿物质含量的水)开始,这种效果会更加明显。

当试图冻结热水时,开始形成的第一个冰晶排除了导致剩余液体离子浓度增加的溶质,导致剩余水的冰点凹陷更大(如果样品中存在离子)。较冷的水可能会开始显示出更快的冰冻迹象,但最终,热水会先结冰。请记住,由于缺乏溶质和污染物,蒸馏水或经过反渗透过滤的水不会经历这种效果。

当热水赢得比赛并在类似的冷水样本之前完全冻结,这被称为Mpemba效应

Mpemba效应

这种效果是以坦桑尼亚的Erasto Mpemba命名的,他在1963年注意到他更温暖的冰淇淋混合物在冷却的一批之前结冰后描述了这种不寻常的现象。几年后,在一次演讲中,先生Mpemba问讲师:“如果你有两个水量相等的类似容器,一个在95°F,另一个在212°F,然后把它们放进冰箱里,那么另一个会先冷冻。为什么会这样?”

他没有得到答案或解释,而是被同学和老师嘲笑了。讲师(Denis G.Osborne)决定进行一项实验来测试Mpemba的说法,并最终证实了Mpemba的观察结果。Mpemba和Osborne于1969年公布了他们的发现。

简短的答案

简短的回答是,如果冷水样本含有溶质(污染或微量矿物),热水将首先冻结。溶质会增加冰点凹陷,这意味着水需要更长的时间才能结冰。加热或煮沸水的行为可以去除许多这些溶质,污染和减少冰点,导致热水首先冻结。

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