热水在冰箱里比冷水先结冰的科学小实验(图文)

 魔术铺   2022-12-28 12:48:02   0 人阅读  0 条评论

水在冰点以下会结冰,但影响水结冰的因素有哪些呢?这次我们就来对其中一种因素做一个实验:同样质量的两杯水,一杯热水一杯冷水,把它们放进冰箱,哪一杯水会先结冰?根据常识,应该是冷水先结冰。但事实真的是这样吗?让实验来告诉我们答案。

热水在冰箱里比冷水结冰快的实验

材料:1杯100mL冷水、1杯100mL热水

热水在冰箱里比冷水先结冰的实验步骤

热水在冰箱里比冷水先结冰的科学小实验(图文)1

1、两杯水搅拌相同的时间。

热水在冰箱里比冷水先结冰的科学小实验(图文)2

2、再把两杯水放进冰箱内。

热水在冰箱里比冷水先结冰的科学小实验(图文)3

3、每隔5分钟检查一次,看哪杯水先结冰。结果是热水先结冰。

热水在冰箱里比冷水先结冰的科学小实验(图文)4

这是为什么?

关于热水有时会比冷水结冰快的问题,50多年来科学家先后进行了大量的研究,试着从不同的角度解释其中的原因。目前比较能被接受的原因有:

一、水汽蒸发说

有些学者认为热水温度比较高会导致水蒸发的速度快,这是造成热水先结冰的首要原因。因为蒸发使水分子减少,需要冻结的水分子也相应变少,因此加速了热水结冰的速度。不过,一些科学家通过对结冰前后的水的质量进行了检测,发现前后的质量差从未超过3%,因此蒸发后的水虽然减少了,但这3%的水分子并无法显著影响水结冰所需的时间。另外,水汽蒸发过程中消耗的热量也不容忽视,但可惜的是,对于热量消耗的对比试验并不容易实现,因为它需要测量在开放容器和密闭容器里的数据,但在密闭环境下,水汽的蒸发和热量传导都受到阻碍,无法测到单一变量所造成的影响。

二、可溶解气体说

因为温度越高气体在水中的溶解度越小,因此热水溶解的气体少于冷水。又因为水溶解气体后凝固点会降低,而热水气体含量更低,因此凝固点相应就变高了,这是热水结冰比较快的一个原因。

注意:热水结冰快于冷水,只是“有时候”才会出现的情况,也就是说它不是一个必然会出现的现象。

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