兩杯純水冷水和熱水哪個先結冰

A. 熱水和冷水誰先結冰

1．冷卻的快慢不是由液體的平均溫度決定的，而是由液體上表面與底部的溫度差決定的，熱水急劇冷卻時，這種溫度差較大，而且在整個凍結前的降溫過程中，熱水的溫度差一直大於冷水的溫度差。
2．上表面的溫度愈高，從上表面散發的熱量就愈多，因而降溫就愈快。
基於以上兩方面的理由，熱牛奶以更高的速度冷卻著，這便是熱水先凍結的秘密。

B. 一杯熱水和一杯涼水哪個先結冰

你該說清楚點吧，你是指放在哪裡啊？

到了0攝示度，該哪個先結冰，就是哪個。

主要是你沒說清楚，我們怎麼回答啊。

C. 涼水和熱水誰先結冰

熱水先結冰。
冷卻主要取決於液體表面，冷卻速率決定於液體表面的溫度而不是它整體的平均溫度，液體內部的對流使液面溫度維持得比體內溫度高，即使兩杯液體冷卻到相同的平均溫度,原來熱的系統其熱量仍要比原來冷的系統損失得多。
從兩個方面詳細解釋，過程比較復雜.
1、物理原因
從物理方面來說,致冷有四種並存的機制：輻射、傳導、汽化、對流.通過實驗觀察並對結果進行比較,發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導、汽化、對流三者相互作用的綜合效果.如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析其原因就更能說明問題了：
盛有初溫4℃冷水的杯,結冰要很長時間,因為水和玻璃都是熱傳導不良的材料,液體內部的熱量很難依靠傳導而有效地傳遞到表面.杯子里的水由於溫度下降,體積膨脹,密度變小,集結在表面.所
以水在表面處最先結冰,其次是向底部和四周延伸,進而形成了一個密閉的「冰殼」.這時,內層的水與外界的空氣隔絕,只能依靠傳導和輻射來散熱,所以冷卻的速率很小,阻止或延緩了內層水溫
繼續下降的正常進行.另外由於水結冰時體積要膨脹,已經形成的「冰殼」也對進一步結冰起著某種約束或抑製作用.
盛有初溫100℃熱水的杯,冷凍的時間相對來說要少得多,看到的現象是表面的冰層總不能連成冰蓋,看不到「冰殼」形成的現象,只是沿冰水的界面向液體內生長出針狀的冰晶（在初溫低於12℃時,看不到這種現象）.隨著時間的流逝,冰晶由細變粗,這是因為初溫高的熱水,上層水冷卻後密度變大向下流動,形成了液體內部的對流,使水分子圍繞著各自的「結晶中心」結成冰.初溫越高,這種對流越劇烈,能量的損耗也越大,正是這種對流,使上層的水不易結成冰蓋.由於熱傳遞和相變潛熱,在單位時間內的內能損耗較大,冷卻速率較大.當水面溫度降到0℃以下並有足夠的低溫時,
水面就開始出現冰晶.初溫較高的水,生長冰晶的速度較大,這是由於冰蓋未形成和對流劇烈的緣故,最後可以觀察到冰蓋還是形成了,冷卻速率變小了一些,但由於水內部冰晶已經生長而且粗大,
具有較大的表面能,冰晶的生長速率與單位表面能成正比,所以生長速度仍然要比初溫低的水快得多。
2、生物原因
同雨滴的形成需要「凝結核」一樣,水要結成冰,需要水中有許許多多的「結晶中心」.生物實驗發現,水中的微生物往往是結晶中心.某些微生物在熱水（水溫在100℃以下一點）中繁殖比冷水中快,這樣一來,熱水中的「結晶中心」就要比冷水中的「結晶中心」多得多,加速了熱水結冰的協同作用。
圍繞「結晶中心」生長出子晶,子晶是外延結晶的晶核.對流又使各種取向的分子流過子晶,依靠晶體表面的分子力,抓住合適取向的水分子,外延生長出分子作有序排列的許多晶粒,懸浮在水中.結晶釋放的能量則通過對流放出,而各相鄰的冰粒又連結成冰,直到水全部凍結為止.

D. 一杯熱水和一杯冷水在同樣的情況下是熱水先結冰還是冷水

當姆潘巴還是一名小學生時，老師帶著他們做水的結冰實驗，姆潘巴把一杯冷水和一杯熱水同時置於冰箱冷凍室中，奇怪！熱水先結冰，老師以為他搞錯了杯子，把杯子作好記號再做，還是熱水先結冰。他們把這一問題寄往有關科學雜志，這一問題也引起了科學界的困惑，於是就有了這有名的姆潘巴之謎。
在姆潘巴問題中，有一個物質運動慣性的問題，一個價和電子的運動慣性是微不足道的，但是整體物質的價和電子的運動慣性卻是不可忽視的。大家都知道0℃的水與0℃ 的冰並存，把冷水緩慢地降溫到0℃ ，水還是水，並不結冰，即水的價和電仍然維持著原來的運動方式。把水降溫到0℃以下，當水開始了結冰，再回到0℃,這時的水會都結成冰。這就是說水經過過冷之後，盡管是部分價和電子的運轉由立交進入到平面，然而這種運動方式一旦開始，所有的價和電子都將按這個趨勢進入新的運動狀態。
在水中，分子之間的結構元是成鏈、成團，時接時分的。溫度降低時，水分子的二個價和運轉由立交的扭轉，轉變成二個垂直的平面運轉，如圖5--1，結構元之間電磁力方向由紊亂變得穩定，結構元連成連續穩固的架體結構，水就結成冰。
置於冰箱中的冷水與外界溫差較小，核外電子向外界輕微地輻射出電磁波，同時緩慢地降低自身的價和運轉速率。因為溫差不大，這種輻射和降溫一般在物質的表面，整體物質降溫還有一個從內向外的傳遞過程，需較長時間才能使整體的價和電子的運轉由立交逐步地歸順到有序的平面運轉，使水結冰。
而冰箱中的熱水與外界溫差大，降溫幅度很大，物質表面和內部的核外電子向外界迅速地輻射出電磁波，很快地降低自身的價和運轉速率，先冷部分價和電子的運動線路立即由扭轉歸於平面運轉，使得電磁力的方向由扭動轉為穩定。穩定有序的電磁力使得周圍扭動的電磁力迅速歸順，較快地形成固定對位的連續架體，熱水也就較快地結成了冰。

當然，這是特殊情況，如果環境條件完全一致，而且都是純水的話，還應該是冷水先凍冰的。

E. 純凈水冷水熱水哪個先結冰

事實上，在一般實驗條件下，熱水會比冷水更快結冰。這種現象違反直覺，甚至連很多科學家也感到驚訝。但它的確是真的，曾在很多實驗觀察和研究過。雖然在經過亞里斯多德、培根，和笛卡兒 [1- 3] 三人的介紹後，此現象已被發現了幾個世紀，但卻一直沒有被引入現代科學。直至1969年，才由坦尚尼亞的一間中學的一個名叫 Mpemba 的學生引入現代科學。這個效應早期發現史，和後期 Mpemba 再發現的故事－－尤其是後者，都是充滿戲劇性的寓言。寓意人們在判斷什麼是不可能時，別過於倉促。這一點，下面會說到。
熱水比冷水更快結冰的現象通常叫「Mpemba 效應」。無疑地，很多讀者對這一點很懷疑，因此，有必要先明確地指出，什麼是 Mpemba 效應。有兩個形狀一樣的杯，裝著相同體積的水，唯一的分別是水的溫度。現在將兩杯水在相同的環境下冷卻。在某些條件下，初溫較高的水會先結冰，但並不是在任何情況下，都會這樣。例如，99.9° C 的熱水和 0.01° C 的冷水，這樣，冷水會先結冰。Mpemba 效應並不是在任何的初始溫度、容器形狀、和冷卻條件下，都可看到。
這似乎是不可能的，不少敏銳的讀者可能已經想出一個方法，去證明它不可能。這種證明通常是這樣的： 30° C 的水降溫至結冰要花 10 分鍾， 70° C 的水必須先花一段時間，降至 30° C，然之後再花 10 分鍾降溫至結冰。由於冷水必須做過的事，熱水也必須做，所以熱水結冰較慢。這種證明有錯嗎？
這種證明錯在，它暗中假設了水的結冰只受平均溫度影響。但事實上，除了平均溫度，其它因素也很重要。一杯初始溫度均勻，70° C 的水，冷卻到平均溫度為 30° C 的水，水已發生了改變，不同於那杯初始溫度均勻，30° C 的水。前者有較少質量，溶解氣體和對流，造成溫度分布不均。這些因素亦會改變冰箱內，容器周圍的環境。下面會分別考慮這四個因素。所以前面的那種證明是行不通的，事實上，Mpemba 效應已在很多受控實驗中觀察到 [5,7-14]。
這種現象的發生機制，仍然沒有得確切的了解。雖然有很多可能的解釋已被提出過，但到目前為止，還沒有一個實驗可以清晰地顯示它的機制。如果有的話，這實驗就十分重要了。你可能會聽到有人很自信地說，X 是 Mpemba 效應的原因。這些說法通常都是基於猜測，或只看著小量文獻的證據，而忽略其它。當然，有根據地猜測，和選擇你信賴的實驗結果，是沒錯的。問題是，對於什麼是 X，不同的人提出不同的說法。

F. 一杯冷水和一杯熱水同時放冰箱，哪杯先結冰為什麼

(1). 物理原因

從物理方面來說，致冷有四種並存的機制：輻射、傳導、汽化、對流。通過實驗觀察並對結果進行比較，發現引起熱水比冷水先結冰的原因主要是傳導、汽化、對流三者相互作用的綜合效果。如果把熱水和冷水結冰的過程敘述出來並分析其原因就更能說明問題了：

盛有初溫4℃冷水的杯，結冰要很長時間，因為水和玻璃都是熱傳導不良的材料，液體內部的熱量很難依靠傳導而有效地傳遞到表面。杯子里的水由於溫度下降，體積膨脹，密度變小，集結在表面。所以水在表面處最先結冰，其次是向底部和四周延伸，進而形成了一個密閉的「冰殼」。這時，內層的水與外界的空氣隔絕，只能依靠傳導和輻射來散熱，所以冷卻的速率很小，阻止或延緩了內層水溫繼續下降的正常進行。另外由於水結冰時體積要膨脹，已經形成的「冰殼」也對進一步結冰起著某種約束或抑製作用。

盛有初溫100℃熱水的杯，冷凍的時間相對來說要少得多，看到的現象是表面的冰層總不能連成冰蓋，看不到「冰殼」形成的現象，只是沿冰水的界面向液體內生長出針狀的冰晶（在初溫低於12℃時，看不到這種現象）。隨著時間的流逝，冰晶由細變粗，這是因為初溫高的熱水，上層水冷卻後密度變大向下流動，形成了液體內部的對流，使水分子圍繞著各自的「結晶中心」結成冰。初溫越高，這種對流越劇烈，能量的損耗也越大，正是這種對流，使上層的水不易結成冰蓋。由於熱傳遞和相變潛熱，在單位時間內的內能損耗較大，冷卻速率較大。當水面溫度降到0℃以下並有足夠的低溫時，水面就開始出現冰晶。初溫較高的水，生長冰晶的速度較大，這是由於冰蓋未形成和對流劇烈的緣故，最後可以觀察到冰蓋還是形成了，冷卻速率變小了一些，但由於水內部冰晶已經生長而且粗大，具有較大的表面能，冰晶的生長速率與單位表面能成正比，所以生長速度仍然要比初溫低的水快得多。

(2). 生物原因

同雨滴的形成需要「凝結核」一樣，水要結成冰，需要水中有許許多多的「結晶中心」。生物實驗發現，水中的微生物往往是結晶中心。某些微生物在熱水（水溫在100℃以下一點）中繁殖比冷水中快，這樣一來，熱水中的「結晶中心」就要比冷水中的「結晶中心」多得多，加速了熱水結冰的協同作用：

圍繞「結晶中心」生長出子晶，子晶是外延結晶的晶核。對流又使各種取向的分子流過子晶，依靠晶體表面的分子力，抓住合適取向的水分子，外延生長出分子作有序排列的許多晶粒，懸浮在水中。結晶釋放的能量則通過對流放出，而各相鄰的冰粒又連結成冰，直到水全部凍結為止。

G. 一杯溫水和一杯涼水哪個先結冰

熱水。

一、姆佩巴效應
人們通常都會認為，一杯冷水和一杯熱水同時放入冰箱時，冷水結冰快。事實並非如此。1963年的一天，在地處非洲熱帶的坦尚尼亞一所中學里，一群學生想做一點冰凍食品降溫。一個名叫埃拉斯托·姆佩巴的學生在熱牛奶里加了糖後，准備放進冰箱里做冰淇淋。他想，如果等熱牛奶涼後放入冰箱，那麼別的同學將會把冰箱占滿，於是就將熱牛奶放進了冰箱。過了不久，他打開冰箱一看，令人驚奇的是，自己的那杯冰淇淋已經變成了一杯可口的冰淇淋，而其他同學用冷水做的冰淇淋還沒有結冰。他的這一發現並沒有引起老師和同學們的注意，相反在為他們的笑料。姆佩巴把這特殊現象告訴了達累薩拉姆大學的物理學教授奧斯博爾內博士。奧斯博爾內聽了姆佩巴的敘述後也感到有點驚奇，但他相信姆佩巴講的一定是事實。尊重科學的奧斯博爾內又進行了實驗，其結果也姆佩巴的敘述完全相符。這就確切地肯定了在低溫環境中，熱水比冷水結冰快。此後，世界上許多科學雜志載文介紹了這種自然現象，還將這種現象命名為"姆佩巴效應"（MpembaEffect）。

二、姆佩巴效應的歷史
熱水比冷水更快結冰的事實已被知道了很多個世紀。最早提到並記載此一現象的數據，可追溯到公元前300年的亞里斯多德，他寫道：
"先前被加熱過的水，有助於它更快地結冰。因此當人們想去冷卻熱水，他們會先放它在太陽下..."
但在20世紀前，此現象只被視為民間傳說。直到1969年，才由Mpemba再次在科學界提出。自此之後，很多實驗證實了Mpemba效應的存在，但沒有一個唯一的解釋。
大約在1461年，物理學家GiovanniMarliani在一個關於物體怎樣冷卻的辯論上，說他已經證實了熱水比冷水更快結冰。他說他用了四盎司沸水，和四盎司未加熱過的水，分別放在兩個小容器內，置於一個寒冷冬天的屋外，發現沸水首先結冰。但他沒能力解釋此一現象。
到了十七世紀初，此現象似乎成為一種常識。1620年培根寫道"水輕微加熱後，比冷水更容易結冰。"不久之後，笛卡兒說"經驗顯示，放在火上一段時間的水，比其它水更快地結冰。"
直至1969年，那已是Marliani實驗500年之後，坦尚尼亞中學的一個命叫Mpemba的中學生再發現此現象的故事，被刊登在《新科家》（NewScientist）雜志。這個故事告訴科學家和老師們，不要忽視非科學家的觀察，和不要過早下判斷。
1963年，Mpemba正在學校造雪糕，他混合沸騰的牛奶和糖。本來，他應該先等牛奶冷卻，之後再放入冰箱。但由於冰箱空間不足，他不等牛奶冷卻，就直接放入去。結果令他很驚訝，他發現他的熱牛奶竟然比其同學的更早凝固成冰。他問他的物理老師為什麼，但老師說，他一定是和其它同學的雪糕混淆了，因為他的觀察是不可能的。
當時Mpemba相信他老師的說法。但那一年後期，他遇見他的一個朋友，他那朋友在Tanga鎮製造和售賣雪糕。他告訴Mpemba，當他製造雪糕時，他會放那些熱液體入冰箱，令他們更快結冰。Mpemba發覺，在Tanga鎮的其它雪糕銷售者也有相同的實踐經驗。
後來，Mpemba學到牛頓冷卻定律，它描述熱的物體怎樣變冷（在某些簡化了的假設下）。Mpemba問他的老師為什麼熱牛奶比冷牛奶先結冰。這位老師同樣回答是一定Mpemba混淆了。當Mpemba繼續爭辯時，這位老師說："所有我能夠說的是，這是你Mpemba的物理，而不是普遍的物理。"從那以後，這位老師和其它同學就用"那是Mpemba的數學"或"那是Mpemba的物理"來批評他的錯誤。但後來，當Mpemba在學校的生物實驗室，嘗試用熱水和冷水做實驗時，他再一次發現：熱水首先結冰。
更早時，有一位物理教授Osborne博士訪問Mpemba的那間中學。Mpemba問他這個問題。Osborne博士說他想不到任何解釋，但他遲些會嘗試做這個實驗。當他回到他的實驗室，便叫一個年輕的技術員去測試Mpemba的實驗。這位技術員之後報告說，是熱水首先結冰，又說："但我們將會繼續重復這個實驗，直至得出正確的結果。"然而，實驗報告給出同樣的結果。在1969年，Mpemba和Osborne報導他們的結果。
同一年，科學上很常見的巧合之一，Kell博士獨立地寫了一篇文章，是關於熱水比冷水先結冰的。Kell顯示，如果假設了水最初是透過蒸發冷卻，和維持均勻的溫度，這樣，熱水就會失去足的質量而首先結冰。Kell因此表明這種現象是真的（當時，這現象在加拿大城市是一個傳聞。），而且能夠用蒸發來解釋。然而，他不知道Osborne的實驗。Osborne測量那失去的質量，發現蒸發不足以解釋此現象。後來的實驗採用密封的容器，排除了蒸發的影響，仍然發現熱水首先結冰。

三、對姆佩巴效應的各種解釋
什麼是Mpemba效應？有兩個形狀一樣的杯，裝著相同體積的水，唯一的分別是水的溫度。現在將兩杯水在相同的環境下冷卻。在某些條件下，初溫較高的水會先結冰，但並不是在任何情況下，都會這樣。例如，99.9℃的熱水和0.01℃的冷水，這樣，冷水會先結冰。Mpemba效應並不是在任何的初始溫度、容器形狀、和冷卻條件下，都可看到。
一般人會認為這似乎是不可能的，還有人會試圖去證明它不可能。這種證明通常是這樣的：30℃的水降溫至結冰要花10分鍾，70℃的水必須先花一段時間，降至30℃，然後再花10分鍾降溫至結冰。由於冷水必須做過的事，熱水也必須做，所以熱水結冰慢。這種證明有錯嗎？
這種證明錯在，它暗中假設了水的結冰只受平均溫度影響。但事實上，除了平均溫度，其它因素也很重要。一杯初始溫度均勻，70℃的水，冷卻到平均溫度為30℃的水，水已發生了改變，不同於那杯初始溫度均勻，30℃的水。前者有較少質量，溶解氣體和對流，造成溫度分布不均。這些因素會改變冰箱內，容器周圍的環境。下面會分別考慮這四個因素。
1.蒸發——在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中，熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少，令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰，但冰量較少。如果我們假設水只透過蒸發去失熱，理論計算能顯示蒸發能解釋Mpemba效應。這個解釋是可信的和很直覺的，蒸發的確是很重要的一個因素。然而，這不是唯一的機制。蒸發不能解釋在一個封閉容器內做的實驗，在封閉的容器，沒有水蒸氣能離開。很多科學家聲稱，單是蒸發，不足以解釋他們所做的實驗。
2.溶解氣體——熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體，隨著沸騰，大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流（因而較易冷卻），或減少單位質量的水結冰所需的熱量，或者改變沸點。有一些實驗支持這種解釋，但沒有理論計算的支持。
3.對流——由於冷卻，水會形成對流，和不均勻的溫度分布。溫度上升，水的密度就會下降，所以水的表面比水底部熱—叫"熱頂"。如果水主要透過表面失熱，那麼，"熱頂"的水失熱會比溫度均勻的快。當熱水冷卻到冷水的初溫時，它會有一熱頂，因此與平均溫度相同，但溫度均勻的水相比，它的冷卻速率會較快。雖然在實驗中，能看到熱頂和相關的對流，但對流能否解釋Mpemba效應，仍是未知。
4.周圍的事物——兩杯水的最後的一個分別，與它們自己無關，而與它們周圍的環境有關。初溫較高的水可能會以復雜的方式，改變它周圍的環境，從而影響到冷卻過程。例如，如果這杯水是放在一層霜上面，霜的導熱性能很差。熱水可能會熔化這層霜，從而為自己創立了一個較好的冷卻系統。明顯地，這樣的解釋不夠一般性，很多實驗都不會將容器放在霜層上。
最後，過冷在此效應上，可能是重要的。過冷現象是水在低於0℃時才結冰的現象。有一個實驗發現，熱水比冷水較少會過冷。這意味著熱水會先結冰，因為它在較高的溫度下結冰。但這也不能完成解釋Mpemba效應，因為我們仍需解釋為什麼熱水較少會過冷。
在很多情況下，熱水較冷水先結冰，但並不是在所有實驗中都能觀察到這種現象。而且，盡管有很多解釋，但仍沒有一種完美的解釋。所以，姆佩巴效應仍然是一個謎。

H. 將熱水和冷水放到冰箱里那個先結冰

熱水先結冰。

在低溫環境中，熱水比冷水結冰快，這種自然現象被命名為"姆佩巴效應"（MpembaEffect）。

1963年的一天，在地處非洲熱帶的坦尚尼亞一所中學里，一個名叫埃拉斯托·姆佩巴的學生在熱牛奶里加了糖後，准備放進冰箱里做冰淇淋。

過了不久，他打開冰箱一看，那杯冰淇淋已經變成了一杯可口的冰淇淋，而其他同學用冷水做的冰淇淋還沒有結冰。

姆佩巴把這特殊現象告訴了達累薩拉姆大學的物理學教授奧斯博爾內博士。尊重科學的奧斯博爾內又進行了實驗，其結果也姆佩巴的敘述完全相符。

這就確切地肯定了在低溫環境中，熱水比冷水結冰快。此後，世界上許多科學雜志載文介紹了這種自然現象，還將這種現象命名為"姆佩巴效應"（MpembaEffect）。

(8)兩杯純水冷水和熱水哪個先結冰擴展閱讀：

1、在熱水冷卻到冷水的初溫的過程中，熱水由於蒸發會失去一部分水。質量較少，令水較容易冷卻和結冰。這樣熱水就可能較冷水早結冰，但冰量較少。

2、熱水比冷水能夠留住較少溶解氣體，隨著沸騰，大量氣體會逃出水面。溶解氣體會改變水的性質。或者令它較易形成對流（因而較易冷卻），或減少單位質量的水結冰所需的熱量，或者改變沸點。