热水和冷水,那个结冰更快?这群人为此吵了60年
前言
长久以来,一直流传着热水比冷水结冰更快的言论,甚至也有许多人用生活经验、实验证实了这一结论。此现象被称为姆潘巴效应,源自 1963 年坦桑尼亚的一位重新发现这一现象的中学生姆潘巴。而关于这一效应最早有记录的观察可以追溯至亚里士多德时代。然而,基本的姆潘巴效应是违反热力学第一定律的,那么又是什么原因让人们观察到了这种神奇的现象?从系统研究这一现象开始,已经过去 60 年,至今仍无完美答案。
姆潘巴和奥斯本1969年在《物理教育》上发表的论文中的一幅图,提供了热水比冷水结冰更快的证据。图片来源:参考文献[6]
姆潘巴效应及其基本原理
布朗里奇的实验
热传导(Conduction):发生在固体材料内部,其中分子的位置固定;这就是热茶水中的茶匙变热的道理。
细节和复现
后记
本文发表于 2023 年 6 月。作者在结尾处引用了伯利奇和林登 2016 年文章中的句子作为结语:“(伯利奇和林登)文章的标题很好地概括了问题:‘质疑姆潘巴效应:热水并不比冷水更快冷却。’”似乎认为学界关于姆潘巴效应的讨论至此(2016 年)应该尘埃落定了。然而,在 2016 年伯利奇和林登的文章之后,每年仍有相当数量的关于姆潘巴效应的文章出现,(按时间顺序)仅举几例,作为对正文的补充(上下滑动查看更多):
所以,关于姆潘巴效应的结论似乎仍是悬而未决。有关该效应的其他科普介绍,读者可参考 Quantum Magazine 2022年的科普文章《Does Hot Water Freeze Faster Than Cold? Physicists Keep Asking. | Quanta Magazine》。进一步相关的研究细节可参考以上所列论文以及其中所引文献。
参考文献
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