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为什么热水结冰比冷水快 ?

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为什么热水结冰比冷水快 ?

为什么热水结冰比冷水快 ?

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  • 2019-03-20 12:33:51
      水要结冰,必须将自身温度下降到0度,并继续将自身热量(相当熔解热)释放出去,才能结冰。
    物体温度下降,必须将自身热量交换到温度较低的物质,这个交换需要时间,即热交换过程有一定时间,单位时间能将高温物质较多热量传递给低温物质,使低温物质温度升高较快,是热交换速度越高;进行热交换的途径有三个:相互接触时热量从高温向低温传递、流动介质将热量带走到温度较低处以及热辐射,两物质间温差越大,交换速度越高、散热面积(高、低温物质接触面积)越大,交换速度越高,需要交换的热量越多,交换过程就越长;
    显然,同样质量的水,温度越高,所含热量越多,容器内热水越多,冷得越慢;同样环境下,温度相同的热水,放在浅盘内与放在杯子内的情况比较,浅盘内的温度下降要快一点,若是加上搅拌(加强对流),散热更快,这样的经验很多人都知道;两同样的容器分别放入同样质量的热水和冷水,谁都知道热水需要时间才能降到冷水同样的温度,在热水降到冷水的温度前,“热水”总比“冷水”热,更不可能比冷水温度更低;这比较需要其他条件。
       该问题没有其他决定热交换条件的表达,就没有确定的解释。 此问题要成立,只有从“急转弯”解释: 一滴开水与一杯冷水同时放入同一正常冰箱冷冻室内冷冻时,那滴开水结冰快; 一大杯热水,与同样多一杯冷水,热水放在正常冰箱冷冻室,冷水放同一冰箱冷藏室,热水结冰而冷水不会; 北京冬天放室外的热水结冰比夏天放室内的(可不是冰箱内啊)冷水结成冰要快。
       ……。

    张***

    2019-03-20 12:33:51

其他答案

    2019-03-20 12:58:04
  • 因为热水之上的水蒸汽(小水珠)会迅速被冰冻,所以比冷水结冰快。

    姜***

    2019-03-20 12:58:04

  • 2019-03-20 12:57:30
  •   从物理方面来说,致冷有四种并存的机制:辐射、传导、汽化、对流,通过实验观察,对结果进行比较,发现引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合结果,如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析原因就更能说明问题了:盛有4℃冷水的结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热的不良导体,液体内部的热量很难依靠传导有效地传递到表面,杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面,所以在水表面处最先结冰,其次是底部和四周,形成了一个密闭的“冰壳”,这时内层的水与空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止内层水温继续下降的正常进行,另外由于水结冰时体积要膨胀,“冰壳”起着一种抑制作用。
      盛有100℃热水那一杯冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”的现象,沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于12℃时,看不到这种现象)。随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成液体内部的对流,使水分子围绕各自的结晶中心结成冰,初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大。
      正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖,由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大,当水面温度降到0℃以下并有足够的低温,水面就开始出现冰晶。初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后我们观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比较初温低的水快得多。
       从生物作用方面来看,水要结成冰,水中需要许多结晶的中心,生物实验发现,水中的微生物往往是“结晶中心”。
      而某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”比冷水中的多得多,加速了热水结冰的协同作用,围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核,对流使各种取向的分子都流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中,结晶释放的能量通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部结冰为止。

    徐***

    2019-03-20 12:57:30

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