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技术:科学解释姆潘巴现象 热水结冰为何快于冷水

来源:国际科技时报作者:何鸿宝更新时间:2020-12-19 20:04:01阅读:

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新华网伦敦6月1日电(记者葛秋芳)古希腊哲学家亚里士多德最初记载了在同等低温条件下,温度高的水冻结速度比冷水快的奇怪现象。 坦桑尼亚学生姆潘巴在1969年开始更了解这一现象,发现加糖的牛奶加热后冻结速度比未加热的牛奶快。 这种现象也被称为“姆潘巴现象”。 但是理由是什么呢?

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据6月3日出版的英国《新科学家》杂志报道,美国华盛顿大学的乔纳森·卡茨对“姆潘巴现象”进行了深入研究,结果认为这种现象实际上与水中的溶解物有关。 水在加热过程中,一般是把水变成“硬”的溶解物,主要是碳酸钙和碳酸镁等碳酸盐通过“赶出”形成固体沉淀,附着在日常生活中常见的水壶内壁上的水垢。

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卡茨说,未加热的水中还含有这些溶解物,随着水冻结的过程中冰晶的形成,还未冻结的水中这些物质的浓度进一步上升,达到正常水平的50倍。 这种情况会降低水的冰点,冷水的结冰速度也变慢。 这个原理就像下雪在路面撒盐防止结冰。

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卡茨认为,姆潘巴在牛奶中加入糖实际上是使水“变得更硬”,从而进一步扩大了只含有少量碳酸盐的热牛奶和含有丰富碳酸盐的冷牛奶之间的冻结速度差。

美国加利福尼亚大学伯克利分校的理查德·穆勒认为,卡茨对“姆潘巴现象”的分析迄今为止对该现象进行了最深入、最严密的说明,卡茨找到了“简单但聪明”的方法来处理这个问题。

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