顛覆常識，一個討論50年的現象被證實，熱水真的比冷水更快凍結
2020-08-22 歆琳科普在科學發展中，我們已經無數次的感受到了大自然的神奇，天下之大無奇不有！人類的有些認知是通過對事物簡單的現象總結得出來的科學理論。
而有些科學理論可不是這樣的，因為很多真理都隱藏在表象之後，且與我們的直覺相違背。如果我問你，一杯70攝氏度的水和一杯30攝氏度的水，把它們同時放到冰箱，哪個能更快的凍結？
根據我們以往的常識，這可能就是一句廢話，肯定是30攝氏度的水最快結冰。原因很簡單，把溫度的下降過程比作路徑，70攝氏度距離冰點肯定路程更長，因此更慢的結冰。
可是大自然要是這麼純粹就好了，也不至於很多神奇的現象背後總是隱藏著讓人類瞠目結舌的真理。
關於這個看似不是問題的問題，其實人類很早就研究過，而且發現了一些不尋常的事。最早關於冷熱水誰冷卻更快的記載可以追溯到古希臘的亞里斯多德。
它在公元前4世紀的時候就發現熱水比冷水結冰更快，在這之後的的哲學家、物理學家像弗朗西斯·培根和勒內·笛卡爾也發現了這種反常的現象。
但以當時人們對事物的理解根本無法解釋這種現象，更無法做出具有說服力的實驗，所以說這件事只有一些傳言和記載，並沒有得到當時科學界的重視。
而這件事重新回到人們視野、被科學家開始討論的時候已經來到了1963年，而且起因是一個13歲的中學生上課時無意中的發現。
它叫埃拉斯託·姆潘巴，來自坦尚尼亞，在一節課上老師讓學生們自己動手製作冰淇淋，由於姆潘巴擔心冰箱的位置被其他學生佔滿，來不及等待熱牛奶冷卻就將最好的模具放進了冰箱。
當他過了一段時間再次檢查自己的冰淇淋時，卻意外的發現自己的冰淇淋竟然比其他同學的冷卻的光快，率先被凍結。
這一現象當時老師是無法給出解釋的，再一次物理學家丹尼斯·奧斯本訪問該校並讓學生提問的時候姆潘巴就藉機會問了教授。
丹尼斯·奧斯本給出的答覆是，我們發現過這種現象，具體情況不清楚，等我返回實驗室會親自做這個實驗。
同年他們兩人就此現象共同發表了一篇論文。這個反常的現象就再次被人們熟知，也引起了科學家的興趣。
但是問題是很多科學家有些能夠重複出這個實驗，有些不能，因此這個現象就成為了一個被討論至今的懸案。
到底存不存在這種現象一直沒有定論，因為科學界認為這個實驗的很多細節無法把控，例如水中的雜質會影響水結冰的速度，而且還會影響水的冰點。
最重要的是結冰這個最終結果如何去界定，到底是誰先達到0攝氏度，還是誰先開始凍結，還是誰先完全凍結？
這些不確定因素導致了很多人得出來的結論不一致，實驗結果帶有很強的人為偏見。所以科學家一致認為姆潘巴效應在實驗上無法得到很好的證實。
不過最近，也就是8月5日，一篇發表在《自然》雜誌上的論文《在膠體系統中更快的指數冷卻》解決了這個討論了近50年的問題。
實驗研究人員最開始是想知道和水分子大小的相近的玻璃珠（1.5微米）在水中是如何運動的，他們將不同溫度的玻璃珠放在水中，用雷射照射在玻璃珠上來跟著玻璃珠在水中的運動情況，並且測量其溫度。
實驗結果發現，溫度更高的玻璃珠在水中冷卻速度更快，並且是指數級的那種下降速度。在進行了1000次實驗中，科學家觀察了不同溫度的玻璃珠，以及不同的水，實驗結果都是一致的。
通常情況下熱一點的珠子冷卻的時間大約為2毫秒就可以得到環境溫度，但是溫度稍低的珠子要想達到環境溫度必須花費10倍的時間。
科學家認為這很好的證實了姆潘巴效應，而且不僅僅是水和玻璃珠，在其他的材料上也會看到這種現象。而且在大自然中這種現象也應該十分普遍。
實驗也說明了跟以往我們的想法不一致的是，從高溫到低溫的冷卻過程可能存在不同的路徑，而高溫物體往往會走捷徑，能夠快速的達到環境溫度。
這次實驗能夠證實姆潘巴效應的原因在於，通過對玻璃珠溫度的直接測定，排除了測量水凍結這個充滿不確定性的因素。因此很好的證明了這個現象的存在。
這個發現被證實，以後可以指導冰淇淋工廠，加快生產速度！先加熱再冷凍....
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熱水比冷水冷卻得更快嗎？
來源 | 原理 撰文 | 小 雨 1 大約在2300多年前，亞里斯多德就觀察到這樣一個現象儘管在過去的成百上千年裡，時常有人會提到這樣一種有悖直覺的現象，但直到20世紀60年代，它才被作為一種科學結果發表。 1963年，坦尚尼亞的一個名叫埃拉斯託·姆潘巴（Erasto Mpemba）的男孩在製作冰淇淋時，將水加熱到高溫給設備消毒。有一次在他進行這一步驟時，他注意到熱水比溫水凍結得更快。 -
熱水比冷水冷卻得更快嗎？| 新知
撰文 | 小 雨1大約在2300多年前，亞里斯多德就觀察到這樣一個現象：要想讓水快速地降溫，一開始就要把水放在陽光下。儘管在過去的成百上千年裡，時常有人會提到這樣一種有悖直覺的現象，但直到20世紀60年代，它才被作為一種科學結果發表。1963年，坦尚尼亞的一個名叫埃拉斯託·姆潘巴（Erasto Mpemba）的男孩在製作冰淇淋時，將水加熱到高溫給設備消毒。有一次在他進行這一步驟時，他注意到熱水比溫水凍結得更快。 -
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