徐州中小学学区划分:凉水和热水谁先结冰??

来源:百度文库 编辑:神马品牌网 时间:2024/04/29 10:38:29
一杯热水和一杯凉水 等量 装在同样的杯子里
同时放在冬季的窗外
哪个先结冰??
为什么 格言上说热水先结并冰呢??

热水先结冰。
  冷却主要取决于液体表面,冷却速率决定于液体表面的温度而不是它整体的平均温度,液体内部的对流使液面温度维持得比体内温度高,即使两杯液体冷却到相同的平均温度,原来热的系统其热量仍要比原来冷的系统损失得多。
  从两个方面详细解释,过程比较复杂.
  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。
2、生物原因
同雨滴的形成需要“凝结核”一样,水要结成冰,需要水中有许许多多的“结晶中心”.生物实验发现,水中的微生物往往是结晶中心.某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”就要比冷水中的“结晶中心”多得多,加速了热水结冰的协同作用。
  围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核.对流又使各种取向的分子流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延生长出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中.结晶释放的能量则通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部冻结为止.

我认为凉水先结冰,虽然姆潘巴现象证明热水先结冰,但是通过实验表明热水并没有先结冰,网友亲自做实验就能知道。(水里不能放任何东西),这就是我的回答。

凉水和热水谁先结冰??

“热水先结冰”是误解。我们先要弄清楚:这里的“凉水和热水”是完全相同的水吗?

我们做一个实验:将接到的雨水分成相同体积的2杯,将其中的1杯先放进冰箱(注意监视温度)。当温度下降0.1℃后,放进第二杯水。第二杯水肯定不会先结冰!

我们再做一个实验:将接到的雨水分成2杯,将其中的1杯煮沸,然后冷却到比雨水高0.1℃的温度,再称量这两杯水,使其质量相同(比如:倒掉一些接到的雨水)。尽管称量需要时间,但在称量后,两杯水的温度还是有差别的。然后,将两杯水同时放进冰箱。你大约有90%的机会看到:第二杯水先结冰!

此时的第2杯水与第1杯水相比,不是相同的水!第二杯水在煮沸时被纯化——水中的杂质和气体都已经排出。而第1杯水含有这些杂质。含有杂质的水,具有比纯水更低的凝固点,而且,结冰的过冷度也比纯水大。

这就造成了“热水先结冰”的误解。

热水,热水里微小的没有气泡。
如果是与凉水(烧开后的,放凉的)比较,则凉水块。
以前认为是热水,原因可能是因为水中的喜热细菌的问题
温度越高,向往辐射热量越快,所以同样质量的热水和冷水,热水先结冰。

热水先结冰!
原因是“姆佩姆巴效应”!
液态的水在加热过程中,水中的气体气泡会慢慢的消失,在正常温度下的水中,气体气泡是有的。这样在热传递中,热水能更快的将热量释放出去,所以热水会先结冰!