穆宾巴效应

2009-06-24 09:21
物理教学探讨·初中学生版 2009年2期
关键词:艾拉斯托温差

有经验的汽车驾驶员都知道,冬天洗车最好用冷水而不用温水,温水一沾到车厢便会马上结成冰。温水的温度比冷水高,难道温水会比冷水结冰快?迄今为止,连科学家也没有搞清楚这个问题。看似很平常的现象,却包含着自然之谜。

古希腊人曾发现了这个有意思的自然现象,但没有找到答案。1969年,一名坦桑尼亚大学生艾拉斯托·穆宾巴正式向全世界提出这个问题——为什么冬天温水比冷水冻得快?从那以后,这个问题才被全世界的科学家关注。

1969年盛夏的一天,艾拉斯托·穆宾巴想亲手制作冰激凌,他把一杯由牛奶和糖水等物质混合而成的温热液体放进了冰箱冷冻室。结果,他惊讶地发现:这次液体凝固得比以往任何一次都快,他很快就吃到了自己亲手制作的冰激凌,这个有趣的发现激发了他深入研究的欲望。从那以后,艾拉斯托·穆宾巴相继做了很多温水冷冻实验,写了很多研究报告。由于艾拉斯托·穆宾巴的突出贡献,这个神奇的自然现象被科学界称为“穆宾巴效应”。

目前,科学家普通用温差理论来解释穆宾巴效应: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,温差大使温水中水分子的能量很快散发到周围环境中。然而,这种解释仍然受到许多科学家的质疑。按照这种解释,冷水与周围环境之间的温差小,冷水分子的能量失去较慢。问题是,温水终究要变成冷水,它变成冷水后凝固速度应该与冷水直接冷冻一样。因此,考虑到把温水变成冷水需要耗费的时间,应该得出结论:无论怎样,冷水都应比温水冷冻得快。看来,这个“温差理论”也经不起推敲,温水在冷冻过程中肯定还有一个至今未被人们认知的机理。不久的将来,科学家也许会为我们解开这个谜团。

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