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熱水比冷水更易結冰

熱水比冷水更容易凍成冰,此效應的一個解釋是,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,只是因為它將較少的水結成冰。如果水只是透過蒸發來冷卻,和溫度分布維持均勻,那麼,熱水會先結冰。

另一個解釋是,認為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,水的密度會隨著溫度的上升而減少。隨著水的冷卻,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,溫度分布越不均勻(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。


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