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熱水和冷水哪個更容易結冰?

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在基本等量的溫水與冷水放在相同溫度的低溫下,溫水比涼水更容易結冰。因爲溫水溫差大,溫度下降速度也快一些,同時溫度高的蒸發的快一些。當溫水下降過程中,冷水溫度也會同時下降,但速度會下降慢一些。當二者在某一時刻相同時,原來溫度高的水已經比原來溫度低的水要少一些,所以此時其所容納的熱量更少一些,所以其先會先凍冰。

熱水和冷水哪個更容易結冰?

熱水更容易結冰

效應的一個解釋是,熱水冷卻的過程中,會因蒸發而失去質量。質量較少,則液體失去較少的熱就冷卻,也就冷卻得較快。用這個解釋,熱水就會首先結冰,只是因爲它將較少的水結成冰。如果水只是透過蒸發來冷卻,和溫度分佈維持均勻,那麼,熱水會先結冰。

另一個解釋是,認爲熱水中的溶解氣體被逐出,改變了水的一些性質,這些改變能解釋此效應。溶解氣體的缺乏可能會改變水的.傳熱能力,或改變令單位質量的水結冰所需的熱量,又或改變凝固點。熱水比冷水留住較少溶解氣體是對的,沸水趕走了大部分的溶解氣體。

水冷卻時,會形成溫度梯度和對流。在大部分溫度下,水的密度會隨着溫度的上升而減少。隨着水的冷卻,會形成水的表面比平均水溫或底部的水熱。如果水主要透過表面失熱,那麼有形成熱頂的水失熱,比假設溫度均勻的預期失熱速度快。對於一定的平均溫度,溫度分佈越不均勻(即是頂底溫差越大),則失熱就越快。

熱水會迅速地冷卻,和很快地形成對流,所以從頂到底,水溫變化很大。另一方面,冷水冷卻得較慢,因而較遲形成重要的對流。因此,比較熱水和冷水,熱水會有較大的對流,從而有較快的冷卻速率。

熱水可能改變周圍環境,從而令它以後較快地冷卻。有個實驗報稱,實驗數據會跟隨冰箱大小的變化而變化。所以,可以相信不只是水,水周圍的環境也很重要。