今天来给大家分享一下关于热水为什么比冷水结冰快的问题,以下是对此问题的归纳整理,让我们一起来看看吧。
为什么热水比冷水更容易结冰?
第一,因为热水的分子比冷水的分子活跃得多,所以热水的分子在做分子间的活动时更活跃。所以热水被冷冻住的时候,距离可能会更长,但是很明显水分子的速度比冷水快。
第二,是因为热水中的水团比冷水中的水团要小得多,而水要想从液态变成固态,首先必须把所有的水团凝聚在一起,它们之间的空隙会缩小,这样才能凝聚成冰。
1.无论是水团里的大的还是水团里的小的,都要装进同一个体积,所以在这个过程中,水团里的小的在结冰的时候更有优势。
2.按照生活中的常识,相对于小物件,同等重量的大物件要装成同样的哭容,小物件更容易做到。因此,热水中的水团比冷水中的分子团凝结需要更少的时间。
热水比冷水更容易结冰。原理是什么?
同步冷却现象:在相同质量、相同冷却条件下,温度略高的液体分子会与温度略低的冷却环境温度直接接触并迅速下降。如果冷却环境能始终保持一致(恒温)的冷却能力,液体的高温冷却温度就会下降到。如果温度低于冰点,高温液体就会结冰。这是因为在没有对流的封闭的干/冷空室内,干空气体的导热性能差,而冷水对其上方空气体的加热作用小,无法形成对流,传热主要是辐射热。
不同的热源对上层空气体的加热作用不同,可以形成对流;其蒸发作用强,加湿上层空气体,增加空气体的导热系数,大大提高其对外散热能力,散热速度快,所以此时热水比冷水冰快。其实正常情况下,冷水比热水结冰快!冷水有临界点,热水有沸腾的青蛙过渡!热水如悬崖,瞬息万变!这种现象叫做mpemba,意思是在同样的体积,同样的质量,同样的冷却环境下,液体在更高的温度结冰,液体在更低的温度结冰!
液体的冷却速度不是由液体的平均温度决定的,而是由液体表面和底部的温差决定的!所以热水的温度变化很大。表面温度越高,表面散发的热量越多,所以冷却得越快!所以这并不是说热水会比冷水先结冰,这取决于两者的温差。如果相差很大,冷水还是会先结冰!有实验者做过实验。在气温为-36摄氏度的黑龙江省,他们把一杯10摄氏度的水泼向天空空,水没有结冰一半空。然后,实验者把水扔进空气体中,温度为37摄氏度。空气体中有水蒸气,但没有那么惊人的冰效果。最后,实验者将90℃的热水倒入空,奇迹出现了。
热水被拉成弧形,形成完美的“倒水成冰”效果。实验者查看了下落的地面,发现“把水倒进冰里”的效果落到了地上。其实是水,不是冰,但是因为地面温度低,水很快就变成了冰。