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化冰省，想起多吉，会在山下凿一大块冰背到营地。一样容器90度的水和20度的水一起放到冰箱，90度的先结冰。
这是姆潘巴问题
当姆潘巴还是一名小学生时，老师带着他们做水的结冰实验，姆潘巴把一杯冷水和一杯热水同时置于冰箱冷冻室中，奇怪！热水先结冰，老师以为他搞错了杯子，把杯子作好记号再做，还是热水先结冰。他们把这一问题寄往有关科学杂志，这一问题也引起了科学界的困惑，于是就有了这有名的姆潘巴之谜。
在姆潘巴问题中，有一个物质运动惯性的问题，一个价和电子的运动惯性是微不足道的，但是整体物质的价和电子的运动惯性却是不可忽视的。大家都知道0℃的水与0℃ 的冰并存，把冷水缓慢地降温到0℃ ，水还是水，并不结冰，即水的价和电仍然维持着原来的运动方式。把水降温到0℃以下，当水开始了结冰，再回到0℃,这时的水会都结成冰。这就是说水经过过冷之后，尽管是部分价和电子的运转由立交进入到平面，然而这种运动方式一旦开始，所有的价和电子都将按这个趋势进入新的运动状态。
在水中，分子之间的结构元是成链、成团，时接时分的。温度降低时，水分子的二个价和运转由立交的扭转，转变成二个垂直的平面运转，结构元之间电磁力方向由紊乱变得稳定，结构元连成连续稳固的架体结构，水就结成冰。
置于冰箱中的冷水与外界温差较小，核外电子向外界轻微地辐射出电磁波，同时缓慢地降低自身的价和运转速率。因为温差不大，这种辐射和降温一般在物质的表面，整体物质降温还有一个从内向外的传递过程，需较长时间才能使整体的价和电子的运转由立交逐步地归顺到有序的平面运转，使水结冰。
而冰箱中的热水与外界温差大，降温幅度很大，物质表面和内部的核外电子向外界迅速地辐射出电磁波，很快地降低自身的价和运转速率，先冷部分价和电子的运动线路立即由扭转归于平面运转，使得电磁力的方向由扭动转为稳定。稳定有序的电磁力使得周围扭动的电磁力迅速归顺，较快地形成固定对位的连续架体，热水也就较快地结成了冰。
以上摘自：http://www.yych.com/wz7.htm
其实这个问题不但涉及到物理上的原因，而且还涉及到作为结晶中心的微生物的作用，是一个地地道道的“多变量问题”。
(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制作用。
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。
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发表于 2010-7-9 22:23:41
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发表于 2010-7-12 01:01:47
