[精讚] [會員登入]
1577

[溫度與熱]彭巴效應(Mpemba Effect)與相關影片

網路上找的非常有趣的結冰現象~ 拿來當課堂話題討論與補充。

分享此文連結 //n.sfs.tw/13488

分享連結 [溫度與熱]彭巴效應(Mpemba Effect)與相關影片@zfangの科學小玩意
(文章歡迎轉載,務必尊重版權註明連結來源)
2019-10-19 10:36:45 最後編修
2019-09-27 13:47:44 By zfang
 

1.零下40度發射裝滿沸水的水槍,水柱噴出的模樣會如何? 產生一條冰柱?你確定?

 

2.零下40度,在高樓對窗外灑熱水,又會如何? (記得,不是零下40度的時候,千萬不可這麼做喔~)

這是「彭巴效應」(Mpemba Effect)。是由1968年一位坦尚尼亞學生彭巴(Erasto Mpemba)在製作冰淇淋時發現而為名,他發現:熱牛奶經常比冷牛奶先結冰。

為什麼熱水結冰比冷水更快?2012年英國皇家化學學會(The Royal Society of Chemistry)曾祭出1000英鎊(約台幣4萬6千多元)的解答金,希望有人能以影片、短片,或是任何有創意的答覆破解這個難題。用關鍵字 Mpemba Effect 在youtube去找影片,可以找到很多人製作的實驗與解答。(也難怪近幾年,它與它的過冷現象常是科展的熱門題目。) 這是其中一個影片:

目前有很多解釋,包括溶解的氣體蒸發,對流和傳導

  1. 氣體溶解度:熱水中的氣體溶解被逐出,改變了水傳熱能力、比熱或改變熔點。或者,另一個說法認為,一度接近沸騰的熱水,水中的空氣會以氣泡方式溜走,由於空氣本身是隔熱,所以熱水中少了空氣,可能會有利冷卻,更快結冰。
  2. 蒸發:熱水冷卻的過程中,會因蒸發而失去較多的質量。另外,蒸發過程也吸熱~ 冷卻得較快。
  3. 對流液體降溫速度的快慢由液體上表面與底部的溫度差決定。凍結前的降溫過程中,熱液體會引發比較大的對流,令熱量散失更快,提高結冰的效率。此外,熱液體的溫度差一直大於冷液體的溫度差,也就降溫就愈快。(熱頂效應)
  4. 傳導:冷凍庫的地面有一層霜,而霜的導熱效果不好,熱水比冷水更易熔化霜,使得熱水與冷卻器有較佳的接觸,因此熱水降溫較快。

誰對?至今仍無定論。在參考資料1看到的:新加坡南洋理工大學認為與水分子的氫鍵有關。『……氫鍵(hydrogen bonds)在水溫高時較長,以延展儲蓄能量;遭遇低溫時迅速縮短,釋出能量冷卻。……』

-------

彭巴效應(Mpemba effect),指在同等體積、同等質量和同等冷卻環境下,溫度略高的液體比溫度略低的液體先結冰的現象。並不是指熱水一定會比冷水先結冰,兩者的溫度如果有較大差異,那麼冷水還是會先結冰。

 

參考資料:
1.影片相關報導:http://www.ettoday.net/news/20131104/290628.htm
2.這裡有相關討論,包含彭巴發現的故事,物理教學示範實驗室:
   http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=19867
3.高瞻自然科學教學平台:彭巴效應(Mpemba Effect)

 

END

你可能感興趣的文章

熱脹冷縮~讓凹陷的乒乓球復『圓』 簡單的科學實驗,儘管早就知道觀念,但如果沒有親自做過,很難相信效果真的可以這麼明顯。

從一盞鳥燈開始~閒話保暖 誰需溫暖?不管是哪一種生物,找尋陽光、找尋溫暖~都需要。

從愛情溫度計談『安瓶與封管』 『因為過程中要將玻璃管填充液體,又要造成密閉效果,所以就要經過封管的過程,上方的尖尖的部分是封管後的結果……』

[溫度與熱]彭巴效應(Mpemba Effect)與相關影片 網路上找的非常有趣的結冰現象~ 拿來當課堂話題討論與補充。

掀保溫杯的底! 『有誰真正看過~保溫瓶夾層內的構造嗎?』少之又少~ 於是這堂課就由宗翰差點被K到開始談起,拿出差點肇禍的兇器。 由被拆開的保溫瓶底部,果然見到其中玄機。

隨處遇科學~水壺裡頭冰水有多少? 旅遊用餐時,看到餐廳準備的二瓶水。 「這是冰水還是熱水?」另外,「要怎麼知道裡頭的冰水有多少呢?」文章為簡單親子對話。

我有話要說

>>

限制:留言最高字數1000字。 限制:未登入訪客,每則留言間隔需超過10分鐘,每日最多5則留言。

訪客留言

[無留言]

隨機好文

2012日偏食~ 利用電鍋蒸盤針孔成像觀察日偏食 記錄2012/5/21在家帶小孩做的日偏食觀測

跟光玩遊戲~魔術骰子 乍看之下,它只是一個像骰子的鑰匙圈,再一看原來有一面是鏡子……然後呢?

哇!好驚人的發散 實驗中學生閒的無聊,就把眼鏡摘下放在光源前...

附放大鏡的指甲剪 指甲剪加放大鏡,簡單的創意!但~我總是擔心:在陽光下剪著剪著,會不會就發熱起來了?

看廣告學科學~ 化學騙術?神奇去汙劑 去汙霸一噴或一撒,再用水一沖,好幾年洗不掉的污垢霉斑瞬間清潔溜溜,像新的一樣,相當神奇