财经社区女性社区汽车社区军事社区文学社区社会社区娱乐社区游戏社区个人空间
上一主题:推荐:“发表还是发臭——大科学... 下一主题:热水结冰比冷水快为何不得其解
英悬赏1000英镑求解:为何热水结冰比冷水快
[楼主] 作者:jiuguang  发表时间:2012/06/28 13:54
点击:6022次

  新浪科技讯 北京时间6月28日消息,据国外媒体报道,你知道吗?事实上,温度较高的水冻结的速度要快于温度较低的水。这一反常的现象被称作“姆潘巴现象”。

  这个问题看似简单,但就是这样一个问题却已经至少困扰了世界上最聪明的科学家们至少长达2300年之久:公元前4世纪,亚里士多德曾试图解开这一谜团却无果而终,令他苦恼不已。到了13世纪,罗杰·贝肯(Roger Bacon)曾经在他的《大著作》(Opus Majus)一书中引用这一现象来作为自己支持科学方法的论据。

  而另一位贝肯(Francis Bacon),他在1620年出版的著作《新工具》(Novum Organum)中这样写道:“那些温度稍高的水比那些低温的水更加容易结冰。”这个问题还曾经让17世纪大名鼎鼎的数学家和物理学家笛卡尔败下阵来。甚至20世纪和21世纪的科学家们面对这样一个“简单”的问题仍旧是束手无策。

  现在英国皇家化学学会终于坐不住了,他们近日发布公告,悬赏1000英镑,奖励给任何能够对这一现象给出最佳解释的个人或团体。评审委员将会对这些提交上来的方案进行审核。除了常规要求之外,提交上来的解答还应当是那种充满创新性的,吸引眼球的。你可以以任何方式或媒介来提交自己的方案,你可以写成文字报告,做成演示文稿甚至拍录像。提交的方案可以是基于或引用现有的研究结果。最终胜出的方案首先应当在科学上是可靠的,并且还具备能够吸引人的呈现方式。

  公众还有4周的时间来赢取奖金,4周之后,一项名为“Hermes 2012”的特别科学交流会议将在伦敦举行,届时全世界最聪明的年轻人将齐聚这里接受这项挑战,这是整个交流会议活动的一部分。英国皇家化学学会将会对所有经过严格挑选的青年科学家的英国之行给予资助,他们将在英国伦敦的温莎公园集合。Hermes 2012会议将在伦敦帝国学院举办,与会者来自世界各地。

  温莎公园的活动中有一项是让各个小组制作视频并借以演示各种不同的科学现象,其中就会包括姆潘巴现象。皇家化学学会主席大卫·菲利普斯(David Phillips)教授表示:“现代的科学家仍然被这个看似简单的问题困扰。”

  他说:“冰激凌制作者和酒吧服务员们在他们每天的日常工作中都会用到热水冷冻比冷水更快这一现象。这个问题已经成为世纪悬案,像亚里士多德和笛卡尔这样的哲学家都曾深入思考过这一问题。在1968年,这一问题被再次引入现代科学界的视野之中。这是一位年轻的坦桑尼亚学生的成就,他在一次实验课上指出了这一问题。”

  菲利普斯教授指出:“这就是艾拉斯托·姆潘巴(Erasto Mpemba)。他向他的老师提问,为何煮沸的冰激凌结冰的速度会更快,但他的老师立即告诉他他一定是弄错了,或者只是在脑子里瞎想出来的。直到这位教师亲自做了这个实验,他才终于注意到这一反常现象。自从这一现象被发现之后,科学家们便一直在努力试图找出其背后的深层次原因,但是对于这一问题的答案究竟是什么仍然存在分歧。看起来这一问题似乎有很多种可能性,我们目前还没有统一的答案。”

  他说:“前来参与此次会议的年轻科学家们可以说是科学界最杰出的一群人。现在我们想知道,在他们最终解决这一问题之前,在其他人中间是否有人能够给出一个令人信服的解决方案?”让我们拭目以待。不过请注意,参赛方案的提交时间截止日期是2012年的7月30日。(晨风)

本帖地址:http://club.xilu.com/hongbin/msgview-950451-270925.html[复制地址]
上一主题:推荐:“发表还是发臭——大科学... 下一主题:热水结冰比冷水快为何不得其解
 [2楼]  作者:杨发成  发表时间: 2012/06/28 16:25 

真的还是假的,五分钟把它搞定,怎么样!
 [3楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/28 18:50 

 

温度较高的水蒸汽压亦较高,所以就形成了定向蒸汽流,从温度较高的液面源源不断地蒸发出水蒸气 被温度较低的液面所吸收,温度较高的液面由于损失了蒸发热,所以导致液面温度降低,密度提高而下沉 发生上下对流,极易冷却,而温度较低杯子里的液面温度由于吸收了水蒸气所以不断地产生相变潜热,导致其液面温度升高,当然密度变小不会下沉一直漂浮于上层,所以形成了上高下低的温度梯度,温度较低的杯子里的奶茶很难发生上下层的对流, 难以冷却 而温度较高的杯子里的奶茶一直在发生上下层的对流,所以 人们 为了使热汤迅速冷下来便于不烫嘴,就用调羹搅动热汤,促进热汤上下层进行对流,而不对流的热汤的冷却都依靠热传导来扩散热量 我们在日常生活中为了使体内的热量快速散失,都采用摇蒲扇引起空气流动的方法来促进散热......所以那一个杯子的里的液体在对流,哪一个杯子就容易进行热量转移


为了验证我的阐论 我分别做了两个对比试验: 一个是将热奶杯子与冷奶杯子并列在一起加上罩子进行观察,另一个实验则将 热奶茶与冷奶茶 分别罩在 两个远离的独立罩子内进行观察 当然是冷奶茶更早地结冰,

热奶茶比冷奶茶更早结冰,这属于小儿科的思考题,即"对流"比"热传导"更容易散热,将热、冷奶茶各自远离孤立封闭冷却当然是冷的早结冰

 [4楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2012/06/28 19:34 

曾经不是说姆潘巴现象只是一个虚构的科学笑话吗,难道是真的?

如果是真,就必然有科学解释,不可能如此简单的事件要延续到今天还值得来炒作。

※※※※※※
牛 东
 [5楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/28 22:51 

现在真的没有东西可以研究了吗,这种弱智游戏也玩?同温水结冰速度相同,没有人会有意见吧?现在问高温水降低到低温水的时间是否为负值?同意的继续玩

※※※※※※
空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。
 [6楼]  作者:贾洞  发表时间: 2012/06/28 23:08 
 [7楼]  作者:541218  发表时间: 2012/06/28 23:25 
 [8楼]  作者:贾洞  发表时间: 2012/06/29 00:18 

①大钢条震动幅度衰减为低幅度时(和小刚条的起始平等幅度),左远端的箱震动却延时性还在高幅度。
②因为震动的传递关系,箱的高幅度震动正在回传给低幅度钢锯条的过程。
③箱高幅度震动最后完全返回传递给钢锯条(最右端),而使钢锯条重新出现高幅度震动,(大于小钢条的起始幅度)而形成跨节点性高震动幅度。
这个问题也可以说明,1鼓的体积要一定程度的大,以便可以制造回波的时差性共震反跳。2对钢条的拨动程度要有一定的要求,以便可以完美的形成共震,并完成这些过程。
我们在做实验的时候,会有个声音突然增高,震动最大的过程,这个过程对震动能量的消耗最巨大,并且只有在这个过程以后,才可能明显的出现大震动突然衰减更快的现象。
现在,再来看冷热水的问题,就容易解决了。放在冷环境中的水,实际上也可以是一个大的钢据条,冷水一定要通过周围的空气等、以波动或者共振波动的性质,来将热量传递出去,这样,一个冰箱的环境空气就与水形成了一个波动整体,这就成了钢据条和鼓的关系,水是钢条,冰箱里的空气是大鼓,冰箱冷却管是大鼓的周围空气,水的温度越高,其传播能量的速率就越大,水的温度越低,其传播能量的速率就越小,当高温水到达低温水节点的时候,由于冰箱范围空气的波动性传递回波时差问题,和水体积性的波体积问题,使高温水跨过节点后,又马上获得了一个回波共震波幅度增量,这使高温水跨过节点后,还是以大于低温水最大传递波幅的速率来继续性的耗散能量,当这个跨越性的节点波幅的增量总体速效一定大于低温水的总体速效的时候,总体时间里,高温水的总能量耗散超过低温水的一个合理数值的时候,那么,高温水就一定要快于地温水而先结冰了!!!这就是为什么热水比冷水会更快地结冰的基本原理!高温引起的整体耗散速率更大,和节点跨越增幅,是这个问题的决定性核心因素。
其可能和钢条存在的不同之处为:1整个液体的体积本身就会形成一套完整的脉动性能量交换体系,所以水的体积相对越大,形成能量交换速率差的程度就越大。产生节点跳越的程度和可能性也越大。2水里面的杂质曲路性越复杂,交换速率差和形成的的程度就越大。3不可以人为的制造能量交换屏蔽外层,就是说,尽量用传递热波动更好的材料来盛冷、热水。比如说铁杯一定会好于纸杯等条件。
 [9楼]  作者:贾洞  发表时间: 2012/06/29 00:18 

摘要:本文通过比较钢条简谐振动的方法,提出了共振过程中的节点跨越问题,而确定了高温引起的整体耗散速率更大,和节点跨越增幅,是这个问题的决定性核心因素。
关键词:弹性势能;传递耗散;跨越增幅;波动整体;
正文:为什么热水比冷水会更快地结冰呢?这是一个疑问了几千年的问题,最早记载此现象的是亚里斯多德,他写道:「先前被加热过的水,有助于它更快地结冰。因此当人们想去冷却热水,他们会先放它在太阳下...」而后培根,和笛卡儿等也介绍过这个现象。直至1969年,才由坦桑尼亚一间中学一个名叫 Mpemba 的学生引入现代科学。当前对这个现象的解释有1. 蒸发说2溶解气体说3. 对流说等观点,但都不能令人信服。那么,热水比冷水会更快结冰的根本原因是什么呢?为了解决这个问题,我现在给大家介绍一个很有趣的实验。
现在拿两根完整的钢据条,分别将其一端压在一个箱体上,(比如洗衣机等,但最好压在鼓上)另一面悬空,这时,同时去拨拉钢据条。一个钢据条用全力去拉,另一个用半力去拉,然后将两个储备了不同弹性势能的钢据条突然同时放开,让其自由的震动,那么到最后,那一个钢据条会最先停止呢?很多人可能会说,当然用力小,而弹性势能小,震动幅度小的最先停止震动。而用力拉,弹性势能大,震动幅度大的最晚停止震动。但问题恰恰不是这样,它们停止震动的时间经常很难判断,更有甚者,在一些情况下,用力拉,弹性势能大的钢条竟会最先停止震动,为什么会这样呢?我们可以发现,当把压在鼓上的钢据条突然放开,而使其快速震动的时候,被压在鼓面一端的钢条会同时将前端钢条的震动传递给鼓,而使鼓发生强烈的共振。让鼓喔哦的响起来,弹性势能大的钢条引起的鼓鸣声非常大,而弹性势能小的钢条引起的鼓鸣声相对小的多。现在,我们就可以分析,弹性势能大的钢条因为引起的鼓鸣声非常大,而使鼓可以迅速的、更大比效,份效的,将大弹性势能钢条的能量、动量更大份量的传递出去,而使大弹性势能钢条的能量、动量以更快速度的衰减,之后也会使钢锯条更快速度的停止震动。反之,弹性势能小的钢条因为引起的鼓鸣声非常小,这使鼓传递钢条弹性势能的比效、份效很小,而使小弹性势能钢条的能量、动量传递衰减速度很慢,这就使小弹性势能钢条会更以更慢的速度停止震动。由上面的分析我们可以看出,钢条弹性势能的衰减速度与传递耗散的速度成正比,与原始弹性势能的量成反比。这样,当传递耗散的速度份效比不是等比量增减的时候,就会发生虽然钢条弹性势能大,但却会更快的将总能量耗尽而更快的停止震动的情况。以上的情况也可以用下图来说明:(11)
波的传播总伴随着能量的传输,机械波传输机械能,单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的能量称为波的能流密度,用来描述波的强度,能流密度与振幅的平方成正比。其中的关系可用以下函数关系来说明:W(T0)=W-(W;∕T)×T
但是,很多人可能会发现,这里面存在一个重要的问题,就是,大能量的钢据条在能量、动量衰减的过程中,总有个和小能量钢据条的能量、动量,并且震幅都完全相同的瞬间点,在那个瞬间点的时刻,是不是又会同小能量钢据条具备同样的起步条件了吗?前面的时间不就是多运行的时间吗?在冷水、热水的问题中,这也是个最不可让人理解的同点过程问题?现在问题的最大结点就在这里,包括水问题的最大结点也在这里!怎样解决这个问题呢?我们现在来看,由于鼓端震荡和钢条端震荡之间存在一个能量传播距离,这两个波动端点之间会形成波动程差,而造成波动时差震荡,而钢锯条存在震动的先发性,鼓的震动存在后发性,这使波在鼓和钢条之间往复震荡传播过程中,因后发性,由鼓外围空间大气震荡共振而使鼓产生的震动幅度,在同时点一定大于钢条的震动幅度,这样,在钢据条的能量、动量衰减并震幅衰减都正好达到节点的时候,鼓的震动幅度由于以上关系却一定在高于节点,这样,在鼓端高于节点的回波跨过节点,回传到钢锯条发动端的时候,马上又会加大钢据条的震动耗散幅度,这就使钢据条的耗散波幅迅速加高性夸过节点,而形成新的一定大于节点耗散的跨越性钢条耗散震幅,而形成再次震荡回波,这样,由于共震波的动荡往复传播关系,虽然存在节点问题,但大能量钢据条的耗散幅度量在跨过节点后,(到达小钢条的起始振幅),其能量耗散频率份还是大于小能量钢据条的最大耗散点的,并且这个过程在跨越后,会一直持续节点性的再次和多次跨越性的保持下去。而使大能量钢锯条的衰减幅度,一直节点比较性的大于小钢锯条,而形成整体衰减高幅度的至始至终保持性,以完成大能量钢锯条比小能量钢锯条最先耗尽能量而停止震动的情况。这是由于回波的时差性,所引起的共振反跳引起的。(10)



 [10楼]  作者:否定相对论  发表时间: 2012/06/29 12:31 

水的结冰速度取决于水的降温速度。热水与环境的温差大,内部对流强度也大,降温速度就快,在这种条件下冰的原子排布更有序,有序的原子排布更有利于热的传递。所以,热水结冰比冷水快。
 [11楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2012/06/29 21:12 

恭喜:这里已经有三位先生可以去领奖了!还差一位,等到齐之后就把这奖金一同给分了吧,还有哪位上?

※※※※※※
牛 东
 [12楼]  作者:宇观系统论  发表时间: 2012/06/30 10:46 

1000英镑?我认为是给叫花子的,不是学术奖励

※※※※※※
黄氏时空由光频多普勒红移定义可变时间单位秒t'=tsquart[(C-V)/(C+V)].时间秒的变化导致了可变光速C'=Csquart[(C-V)/(C+V)].光速的变化导致了可变距离单位米l'=lsquart[(C-V)/(C+V)].黄氏自旋衰变相互作用模型:引力=动量时间变化率,电磁力=角动量时空变化率.超光速C=2ZM/r
 [13楼]  作者:屋里学大师  发表时间: 2012/06/30 13:05 

4个人分正好啊,别嫌太少。这“姆佩巴效应”连百度百科也上了,相信没谁会怀疑,但为什么“刘武青效应”就

没这么出名?只是,只是......这百科要是把4.1的日期标上就好了,其实,脑残“物理学家”简直多得数不清!

※※※※※※
牛 东
 [14楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/30 19:44 

我敢打赌,如果现在悬赏1000万美金,证明冷水比热水更快结冰,楼上几位高人立即可以提供相反的论据,而且一样绝对正确,绝对分脏。

※※※※※※
空间本无物理性质,具有以太的空间才有了局部静止系、惯性,运动才可以自身测量。
 [15楼]  作者:王飞cn  发表时间: 2012/06/30 19:44 
[楼主]  [16楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/08/24 13:54 

这不过是一个古老的问题,并不能称之为现象。如果热水结冰快是真的,在电冰箱如此普及的今天,很多人都可以验证这一现象,并给出出现这一现象的条件。然后就可以给出“科学”解释了。可惜似乎还没有人看到这一现象,对此现象的解释,也就是无的放矢了。
 [17楼]  作者:snofox  发表时间: 2012/09/07 23:32 

结冰是形核长大的过程,热水乍冷,内部不均匀度大,易形成晶核。相反冷水经过了考验,均匀度大,不易形核,故难以结冰。
[楼主]  [18楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/09/07 23:58 

不知道这个古老的问题是否得到了验证?在何种条件下热水先结冰。好像记得电视上,有些中学生在老师的指导下做过这样的实验。结果如何没记住,好像不怎么成功。
 [19楼]  作者:caozhongyin  发表时间: 2012/09/08 08:44 

一个没落的帝国。
一个群星璀灿的帝国,一个产生牛顿、达尔文、麦克斯韦这样伟大人物的国度,如今只能抬出霍金这样的残废人(脑残),悲哀
 [20楼]  作者:徐列明  发表时间: 2012/09/08 16:56 

在冷源不是很充足的条件下,水温的下降是靠热水分子主动交换能量来完成的,你可以假设当冷水分子还没有碰到冷气,热水分子因为动能大频率高早已通过碰撞交换降低了温度,这时虽然热水中心温度很高,但仍然通过这样的竞赛方式先得到冷气,就这样热水通过由由表及里快速传递达到了比冷水先冰冻结果;但是如果冷源很强大,也就是冰箱制冷速度很大,这时的热量交换速度不是由热水分子运动快慢决定的,而是由冷气速度来决定的,那么这时由于冷水毕竟耗用冷气少,就应该是冷水先冰冻。
[楼主]  [21楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/09/12 06:47 

问题是热水真的先结冰吗?如果不是真的,则解释的再好也没用。即使真的是热水先结冰,那肯定也是需要很多条件的,要了解这些条件,然后才有可能给出正确解释。
否则更象是漫无目的的空想。
 [22楼]  作者:徐列明  发表时间: 2012/09/16 22:14 

对【21楼】说:
热水确实先结冰,而你的自以为是才是真正空想。
[楼主]  [23楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/09/19 23:13 

[22楼] 作者:徐列明
有实验证据吗?有的话,请提供证据。
 [24楼]  作者:徐列明  发表时间: 2012/09/20 12:20 

对【23楼】说:
很遗憾,我没有做过这方面试验,我也是纯理论推论猜想。但这并不妨碍我们判断这一现象的真实性,你好好地看看这些帖子就知道,确实有很多人做过这方面试验,并且这一现象古已有之,希腊古哲学家亚里士多德时代就发现了这一现象,并且明确告诉你,太阳晒过的水容易结冰,如果仍然质疑并且有兴趣的话,冰箱试验一下不就知道了吗?自然界很多现象与我们常识是相悖的,例如蒸蛋糕,在同样温度时间条件下冷水相对于热水反而先凝聚容易老化,热水蛋糕反而鲜嫩。这是我做饭无意间发现的现象。
[楼主]  [25楼]  作者:jiuguang  发表时间: 2012/09/26 11:32 

没有实验数据不足以令人信服。仅凭古人的一句话就可以令众人信吗?那不是科学。

精彩推荐>>

  简捷回复 [点此进入编辑器回帖页]  文明上网 理性发言
 推荐到西陆名言:
签  名:
作  者:
密  码:
游客来访 
注册用户 提 交
西陆网(www.xilu.com )版权所有 点击拥有西陆免费论坛  联系西陆小精灵

0.23402500152588