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星野恵瑠

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楼主发表于: 2009-07-12 21:34

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开水和冷水，谁先结冰的实验

管理提醒：本帖被 nijino 执行锁定操作(2009-07-30)

本文转载自偶的博客=v=
本实验是本人工学概况的课程上自己提出的研究题目（教授让偶们各自想一个题目，然后自己做实验来验证）
而这个研究题目是姐姐帮偶想的

至于如果你要问为虾米要吧这个转载过来——大家当偶闲着没事干好了XD

首先说明一下本实验的目的：验证开水和冷水，同样放在冰箱里面，哪一个先结冰，以及他们分别的温度变化过程
首先介绍一下实验用具
从左到右分别是：很普通的玻璃杯一个、iPod Touch一台（用于计时）和电子温度计一个

详细说明一下这个电子温度计：他由这个主体和一个由电线连接的感应器组成（注意看主体后面那根线）

这就是那个感应器的大图

其中感应点就在那个铜线的最前端

接下来是试验的进行方法，需要说明的是以下照片仅仅是偶为了再现当时的试验场景而拍摄的，并非偶在试验的时候拍摄的照片
首先是将杯子里面装水到一个特定的高度，不论是开水还是冷水均可，因为只有一台温度计所以本人只能开水的场合和冷水的场合分开试验
将温度计的感应器深入到水中，可以看到现在的水温

连着杯子带水当然还有这个感应器一起，将它们放入冰箱的冷冻室

用手托住感应器的电线，让其不脱离杯子里面的水，并小心关上冰箱门，只需要电线露出来即可

接着利用iPod Touch计时，并随时观察旁边的温度计指示，从正式开始计时开始记录水温变化，每分钟准时抄下当时的水温

计时开始之后80分钟，被子里面的水已经开始结冰一段时间之后将杯子取出来，可以看到结冰结到一半的冰水是这样的

特别是从这张照片可以看到，里面还能看到气泡

同时，实验结果如同下图

从这张图可以看出来，水在4度左右的时候会有一段时间水温保持不变甚至稍微升高一点——关于这一点，偶后来一次测试实验的时候证实，这是因为这一点开始水正式开始结冰，因此可以推论是水开始结冰而放出的热量导致水温会保持一定的时间，而已经开始结冰的缘故，个人推断可能是因为表面水温已经降至0度左右的缘故（因为感应器是置于水的相对深层的位置）
只是过了这一段时间之后，水也会降温，直到冰点

从这张图可以明显看出来，的确是冷水先结冰，而不是网上关于姆潘巴现象说明的那样一样开水先结冰

为了证实是否是因为网上说明姆潘巴现象的时候是两个杯子一起放入冰箱因此有相互的温度影响的缘故，偶做了另一个试验——同样的小水杯，放入同样多的水，其中左边是冷水，右边是开水

然后将两杯水同时放入冰箱

约半个小时之后，将水杯拿出来，发现的确是左边的冷水水杯已经结冰了，而右边开水的水杯还没结冰

这是从上面照的照片，可以看到左边的水杯里面有气泡存在

这就是左边的水杯的表面已经开始结成的冰块

因为这样的结果，本人再次详细搜索了一下姆潘巴现象，得到以下的答案：

The Mpemba effect is the observation that, in certain specific circumstances, warmer water freezes faster than colder water.（姆潘巴现象，是指在特定的条件下高温的水并低温的水在更短的时间内结冰的现象）

（以上文字来源于Wikipedia）

因此，本实验证明了，并非任何时候开水都比冷水结冰快，要达到这个效果需要满足非常特定的条件，因而网上流传的各类关于姆潘巴现象的并非全是真实的
最后，放上接下来三个月的挂历图案，以纪念某谁谁谁说的：实践是检验真理的唯一标准（好像和挂历没有任何关系