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热水冷水哪个先结冰?

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发表于 2015-1-6 11:28:03 | 显示全部楼层 |阅读模式
姆潘巴的物理问题
坦桑尼亚的马干巴中学三年级曾有一位名叫姆潘巴的学生,在学校他经常与同学一起做冰淇淋吃。他们的做法是这样的:先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后再倒入冰格中,然后放进冰箱的冷冻室内冷冻。因为学校里的同学很多,所以冷冻室放冰格的位置一直供不应求。一九六三年的一天,当姆潘巴来做冰淇淋时,冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几了。一位同学为了抢在他前面,竟把生牛奶加糖后立即抢先放在冰格中送进了冰箱的冷冻室。而姆潘巴只好急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不得冷却,立即把滚烫的牛奶倒入冰格,送入冰箱的冷冻室里。奇迹发生了,过了一个半小时后,姆潘巴发现他的热牛奶已经冻结了,而其他同的冷牛奶却还是粘稠的液体,并没有结冰,这个现象使姆潘巴惊愕不已!
嘲笑和回答 姆潘巴百思不得其解,就去请教物理老师:为什么热牛奶反而比冷牛奶先冻结?老师的回答是·······
1.png   我的观点在这里,你是怎样理解的呢?

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发表于 2015-1-6 18:55:21 | 显示全部楼层
这里面两个不同点就是冷跟热,一个温差的问题,个人臆测(没做过实验),热水会有蒸发带走大量的热量,会导致热牛奶表面有一层冰晶!还有一个温差势能,这里面是不是有个什么熵的定义的吧!(搞忘了,没好好上学),期待高工们的答案!
永不言败,是成功者的最佳品格。
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 楼主| 发表于 2015-1-6 20:34:34 | 显示全部楼层
fjg 发表于 2015-1-6 18:55
这里面两个不同点就是冷跟热,一个温差的问题,个人臆测(没做过实验),热水会有蒸发带走大量的热量,会导 ...

逆淬火也使用到了这个概念,本来就是身边的事情,只是大家不去注意罢了。
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发表于 2015-1-6 22:06:29 | 显示全部楼层
shaod 发表于 2015-1-6 20:34
逆淬火也使用到了这个概念,本来就是身边的事情,只是大家不去注意罢了。 ...

高工能否给我一份逆淬火的资料呢?学习学习!
永不言败,是成功者的最佳品格。
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 楼主| 发表于 2015-1-7 01:05:10 | 显示全部楼层
fjg 发表于 2015-1-6 22:06
高工能否给我一份逆淬火的资料呢?学习学习!

资料就一份,暂时没法复印,实在抱歉了,但你可以去体会,什么时候可以复印大脑了估计也就不需要我们再学习这些了。
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发表于 2015-1-7 12:30:30 | 显示全部楼层
结晶的过冷度问题。
能付出爱心就是福,能消除烦恼就是慧。
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发表于 2015-1-7 12:40:15 | 显示全部楼层
fjg 发表于 2015-1-6 18:55
这里面两个不同点就是冷跟热,一个温差的问题,个人臆测(没做过实验),热水会有蒸发带走大量的热量,会导 ...

        熵(S)  在化学热力学中,熵定义为:
                                      ds≡δqr/T  
       式中δqr为可逆过程中体系在温度T下所吸收的无限小热量。
       从统计物理角度上讲,体系的熵取决于体系内质点的排列和质点内能量量子(Enereg  Quanta)排列。换言之,熵所反映的是体系内质点的无序程度。体系的熵(S)与他的热力学几率ω之间的关系为:
                                             S=KB•lnω
        KB—玻尔兹曼常数;ω—体系的热力学几率,且等于体系内微观状态数。所以,实际熵上所反映的是体系的无序程度。

      根据这一定义,似乎与熵扯不上干系
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发表于 2015-1-7 12:46:27 | 显示全部楼层
fjg 发表于 2015-1-6 22:06
高工能否给我一份逆淬火的资料呢?学习学习!

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发表于 2015-1-7 14:02:55 | 显示全部楼层

谢谢前辈了!
永不言败,是成功者的最佳品格。
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[LV.Master]伴坛终老

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发表于 2015-1-7 15:56:12 | 显示全部楼层
过冷度、热惯性
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发表于 2015-1-7 20:11:40 | 显示全部楼层
热水先结冰,过冷度大
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发表于 2015-1-8 16:09:34 | 显示全部楼层
热水过冷度大,具体的原因和道理我也说不好。谁能说的详细点,学习学习~~!
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 楼主| 发表于 2015-1-11 14:25:34 | 显示全部楼层
与你同乐 发表于 2015-1-7 20:11
热水先结冰,过冷度大

过冷度大就是先结冰的理由么?
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发表于 2015-1-11 17:18:13 | 显示全部楼层
本帖最后由 qibao9891 于 2015-1-11 17:19 编辑

这个问题影响的因素很多。

第一,溶液体系中杂质的影响。
水溶液中有些杂质会降低水溶液的冰点,比如糖、盐类。有些会提高溶液的冰点,比如淀粉、细菌。
冰激凌中由于配方不同,个人认为,姆潘巴的早期的冰激凌实验不具有科学性。
比如冷水中含有矿物质,而热水经过加热,其中的矿物质成为水垢脱除了。这使得冷水的冰点更低,难以凝固;而热水冰点更高,容易凝固。这可以解释一部分实验现象。

第二,冷冻环境和设备条件。
在很多的实验中,采用冰箱作为冷冻设备。但是冰箱并非是一个恒功率的设备。冰箱启动和冰箱保温时的两个时间段,其冷冻功率相差很大。
冷水放入冰箱,冰箱也许会很长时间才会启动。而热水放入冰箱,由于热水蒸汽和冰箱传感器之间存在“热超导现象”,所以冰箱会很快启动。同理,由于冰箱实际上是变功率运转,而且内部各处存在温差,用冰箱得出的实验结果,其科学性需要进一步的探讨。

第三,迄今为止,这个实验中的冷热水,各自的温度范围尚没有进行界定。

现在见到的实验,对以上的因素的排除并不好。有些实验甚至根本没有考虑到这些因素。
所以现在可以看到一个很混乱的局面:在很多的实验中,热水先凝固;而在另外很多的实验中,冷水先凝固。

个人认为,如果满足以下条件:1.排除杂质影响,2.排除冷却时设备内温度差和制冷功率差别,3.冷热水有足够大的温差,4.冷热水之间的“热超导”路径完全阻断
那么,一定是冷水先凝固。---这也是央视的科学节目的实验结果。


现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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 楼主| 发表于 2015-1-11 18:16:01 | 显示全部楼层
qibao9891 发表于 2015-1-11 17:18
这个问题影响的因素很多。

第一,溶液体系中杂质的影响。

终于等到你来了,近来可好?

具体什么情况我们没有兴趣去探索,感兴趣的是它给我们带来的启示,在我们行业中有很多类似的情况,大家善于利用的话就会有惊喜带给你。这就是好重的一块转啊~
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发表于 2015-1-12 22:35:32 | 显示全部楼层
shaod 发表于 2015-1-11 18:16
终于等到你来了,近来可好?

具体什么情况我们没有兴趣去探索,感兴趣的是它给我们带来的启示,在我们行 ...

唉,别提了老娘去世,我也大病一场......

是砖,是金砖。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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 楼主| 发表于 2015-1-12 22:39:37 | 显示全部楼层
qibao9891 发表于 2015-1-12 22:35
唉,别提了老娘去世,我也大病一场......

是砖,是金砖。

节哀吧,兄弟,愿老娘安息。

时间方便的话过来散散心吧,放松一下,节哀吧。
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发表于 2015-1-12 23:10:28 | 显示全部楼层
shaod 发表于 2015-1-12 22:39
节哀吧,兄弟,愿老娘安息。

时间方便的话过来散散心吧,放松一下,节哀吧。 ...

谢谢。
年前看来主要任务是养病了。
现在站在什么地方不重要,重要的是你往什么方向移动。
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