聞到為什麼熱水比冰箱裡的冷水結冰得更快

冷卻速度不是由液體的平均溫度決定的，而是由液體上表面和底部的溫差決定的。 當熱水的溫度與冷水的溫度相同時，由於能量[質量]大，慣性大，熱水傳熱速度的值保持不變，因此熱水在冰箱中的結冰速度比冷水快。

因為熱量被冰箱吸走，所以很快就會結冰。

四個因素：

1.蒸發 – 在將熱水冷卻到冷水初始溫度的過程中，熱水會因蒸發而失去一些水分。 質量越小，水越容易冷卻和結冰。

這樣，熱水可能比冷水更早結冰，但冰量更少。 如果我們假設水只通過蒸發失去熱量，理論計算表明蒸發解釋了MPEMBA效應。 這種解釋是合理和直觀的，蒸發確實是乙個重要因素。

然而，這並不是唯一的機制。 蒸發不能用在密閉容器中進行的實驗來解釋，因為密閉容器沒有水蒸氣可以離開。 許多科學家聲稱，僅靠蒸發不足以解釋他們所做的實驗。

2.溶解氣體 – 熱水比冷水保留更少的溶解氣體，當它沸騰時，大量氣體從水中逸出。 溶解的氣體可以改變水的性質。

要麼更容易形成對流（因此更冷），要麼減少每單位質量水凍結所需的熱量，或者改變沸點。 有一些實驗支援這種解釋，但不是理論計算。

3.對流 – 由於冷卻，水會形成對流和不均勻的溫度分布。 隨著溫度的公升高，水的密度降低，因此水面比水底更熱"熱頂"。

如果水主要通過表面散失熱量，那麼，"熱頂"水的散熱速度快於溫度均勻的速度。 當熱水冷卻到冷水的初始溫度時，它會有乙個熱頂部，因此與平均溫度相比，它會冷卻得更快，但水的溫度均勻。 雖然在實驗中可以看到熱帽和相關的對流，但對流是否可以解釋MPEMBA效應仍然未知。

4.周圍的事物——兩杯水中的最後一杯——與自己無關，而是與周圍環境有關。 初始溫度較高的水可能會以複雜的方式改變其周圍環境，從而影響冷卻過程。

例如，如果將這杯水放在一層霜上，霜的導熱性很差。 熱水可以融化這層霜，為自己創造乙個更好的冷卻系統。 顯然，這種解釋不是籠統的，許多實驗都沒有將容器放在霜層上。

最後，過冷對於這種效果可能很重要。 過冷是水在低於 0 時結冰的現象。 有一項實驗發現，熱水比冷水更不可能過冷。 這意味著熱水會首先結冰，因為它在較高溫度下會結冰。

在物理上，有四種冷卻機制並存：輻射、傳導、汽化和對流。 通過實驗觀察和結果對比，發現熱水結冰的主要原因是傳導、汽化和對流的綜合作用。

如果描述熱水和冷水凍結的過程並分析原因，那就更清楚了

乙個裝有4個冷水的杯子在初始溫度下會長時間結冰，因為水和玻璃是導熱性差的材料，液體內部的熱量很難通過傳導有效地傳遞到表面。 由於溫度的下降，杯子中的水體積膨脹，密度降低，並聚集在表面上。 因此，水首先在表面結冰，然後延伸到底部和周圍，從而形成乙個封閉的“冰殼”。

此時，內層水與外界空氣隔絕，只能依靠傳導和輻射散熱，因此冷卻速度很小，從而阻止或延緩了內層水溫持續下降的正常過程。 此外，由於水的體積在結冰時會膨脹，因此已經形成的“冰殼”在限制或抑制進一步凍結方面也起到了一定的作用。

初始溫度下裝有100熱水的杯子，凍結時間相對較短，看到的現象是表面的冰層無法連線形成冰蓋，形成“冰殼”的現象不可見，而是沿著冰水的介面向液體中生長出針狀冰晶（初始溫度低於12時，這種現象是不可見的）。 隨著時間的流逝，冰晶由細變粗，因為初始溫度高的熱水在上層水冷卻後變得緻密並向動，在液體內部形成對流，導致水分子在各自的“晶體中心”周圍凍結。 初始溫度越高，這種對流越強烈，能量損失越大，正是這種對流使上層水難以形成冰蓋。

由於相變的傳熱和潛熱，單位時間內能量損失大，冷卻速度大。 當表面溫度降至0以下並且有足夠的低溫時，冰晶開始出現在水面上。 初始溫度較高的水，冰晶的生長速度較大，這是由於冰蓋沒有形成，對流劇烈，最後可以觀察到冰蓋仍然形成，冷卻速度變小，但是由於水內的冰晶已經生長並且粗糙， 在表面能較大的情況下，冰晶的生長速率與單位表面能成正比，因此生長速率仍然比初始溫度低的水快得多。

一方面，由於沸水比另一瓶銀瓶中的冷水蒸發得更快，並且另一瓶冷水吸收的冷水發出的熱溫也公升高，最終結果是冷水由於溫度過高而變得比沸水大（吸收沸水的蒸汽）， 但冷卻變慢了。

2：熱核銀水在冷卻過程中蒸發損失的水分比冷水多，因此初溫高的水的最終水質必須小於初溫低的水，熱水的冷卻速度必須始終快於冷水的冷卻速度。