在寒冷的冬日,你可以这样玩儿——
加拿大摄影师迈克尔·戴维斯和他的朋友在北极圈附近零下35摄氏度的地方拍下了这样的照片
哈尔滨一名市民向空中泼洒热水,泼出的水立刻凝成冰凌
哇!好梦幻的场景哦!我也要去试试!
——赶快去烧一壶热水?
——什么?热水?
没错,想在冬天得到如此绚丽的场景,只有热水才可以做到。在室外泼洒冷水,可能只会……
真的不是泼你冷水,关于冷水和热水谁先结冰的问题,可是引发了学界的大讨论呢!
没有转折,先来看一个小故事——
冰淇淋的故事
年,坦桑尼亚的马干巴中学三年级的学生姆潘巴经常与同学们一起做冰淇淋吃。在做的过程中,他们总是先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后倒入冰格中,再放进冰箱冷冻。
有一天,当姆潘巴做冰淇淋时,冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几。为了抢占剩下的冰箱空位,姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不及冷却,就把滚烫的牛奶倒入冰格中,并送入冰箱。
一个半小时后,姆潘巴发现了一个让他十分困惑的现象:他放入的热牛奶已经结成冰,而其他同学放的冷牛奶还是很稠的液体。
在同等容器、同等体积、同等冷却环境下,温度略高的液体比温度略低的液体先结冰的现象被称为“姆潘巴现象”。
为什么热水比冷水结冰快呢?
40多年来,许多论文与实验试图证实这个现象背后的原理,但由于缺乏科学实验数据以及定量分析,至今没有定论。
年,英国皇家化学学会甚至悬赏英镑,奖励能够对“姆潘巴现象”给出最好和最有创意解释的个人或团体。
而最近发表在《化学理论与计算》杂志上的一项研究为这一现象提供了新的解释。
我们知道,水是由2个氢原子和1个氧原子组成的,最新研究发现,连接氢原子和氧原子之间的氢键是产生“姆潘巴现象”的关键。
在冷水中同时发现了强氢键和弱氢键,而热水中大多只包含强氢键,因为弱氢键在水加热过程中会断裂。
由于弱氢键的断裂,使水分子遭到破坏,但这些被破坏的分子却很容易形成六角形的固态冰。而冷水想要结冰,也需要经历水分子氢键断裂的过程,这与已经断裂的热水相比,结冰速度自然要慢一步了。
针对这一问题,研究人员还需要进行进一步的论证。但由于“姆潘巴现象”的存在,我们才能欣赏到极冷天气下的一幕幕美景。
如果你正身处在极寒的环境中,不妨也向空中泼一杯热水试试,看看会出现什么现象?不过要千万小心,不要烫伤自己或旁边的人哦!
预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇