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第四十四章 完美回答

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    “咳咳,我说让你再读一次题目,我刚刚没听清楚”李木林讪讪的答道。

    “一个国外的初中生发现了一个奇怪的现象,他把两倍容量相同的牛奶同时放入冰箱,其中一杯20度,另一杯60度。结果让人大吃一惊:60度的那杯牛奶反而先结冰。请解释为什么!”杨霓荭语气生硬的重复了一遍之前的问题。说完刮了李木林一眼,道:“你到底能不能回答,不能回答我可就要宣布考官打分了”

    李木林脸上带着淡淡的笑意道:“其实这道题很简单,你是想要听简单的回答,还是复杂的回答?”

    “当然是仔细的回答了!”王凯不屑道。

    “其实这一现象在物理上被称为姆潘巴现象,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。通过实验观察并对结果进行比较,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效果盛有初温4℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面。杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面。所以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”。这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了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,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用。盛有初温100℃热水的杯,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” 形成的现象,只是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,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“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时,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,最后可以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初温低的水快得多。”

    “停停停!!!”王凯被李木林一翻长篇大论弄得头大如斗,什么制冷机制,什么冷却速率,他完全一窍不通,于是他毫不客气的打断了李木林的回答。

    “你还是简单的回答吧”王凯擦了擦额头的汗水,再让李木林讲下去,他多半就要疯掉了。

    李木林从裤兜里拿出手,摊了摊手道:“我已经讲完了”

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