冷水和热水同时放进冰箱,为什么热水冻得快

冷水和热水同时放进冰箱,为什么热水冻得快

1．冷却的快慢不是由液体的平均温度决定的，而是由液体上表面与底部的温度差决定的，热水急剧冷却时，这种温度差较大，而且在整个冻结前的降温过程中，热水的温度差一直大于冷水的温度差。
　　2．上表面的温度愈高，从上表面散发的热量就愈多，因而降温就愈快。
　　基于以上两方面的理由，热水以更高的速度冷却着，这便是热水先冻结的秘密。

可以从一下两方面来解释：
　　1. 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。
　　2. 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。

满意答案热心问友2012-07-08温差理论，即冬天温水比冷水冻得快，是因为温水与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差，温差大温水中水分子的能量会很快散发到周围环境中。当然，这个理论仍然遭到许多科学家的质疑。因为按照这个理论，冷水与周围环境之间的温差小，冷水分子能量失去较慢，那么出现的问题是，温水终究要变成冷水，它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。因此，考虑到把温水冷却成冷水时耗费的时间，应该得出结论，即无论怎样冷水都应比温水冷冻得快。所热水冻得更快追问：
不是出现了不同方式的热对流吗回答：这个不太清楚,不好意思

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