热水和冷水哪个先结冰

同样体积的冷水跟热水一起放冰箱里，哪个更容易结冰？

你可能会觉得，肯定是冷水，因为要结冰，热水得先变成冷水才可以。但其实，热水反而会先结冰。这个反直觉的情况，在生活里并不难见到。

比如，你可能就看到过泼水成冰的图片。要泼水成冰，天气得足够冷，而且泼出去的得是热水。如果泼一瓢冷水，那你可能会把自己浇成落汤鸡，或者泼别人一脑袋水。

这背后一个很重要的原因是，热水挥发会形成大量水蒸气和小液滴，和冷空气接触面积大，能够快速冻成冰块，另外还有一个你可能想不到的影响因素，那就是热水本身就比冷水更容易结冰。

这个现象，早在两千多年前就被人发现了。

最早把它记录下来的人是亚里士多德。他发现，烧热的水更容易结冰。弗朗西斯·培根也记录过：“有点温热的水比冷水更容易结冰。”笛卡尔在他的《方法论》里面同样提到了类似的现象。笛卡尔还给出了一个解释：有一些阻止水结冰的小粒子在加热的时候就蒸发掉了，所以热水更容易结冰。

但是当时，人们并没有深入研究这个现象。一方面是因为当时人们对微觀世界的了解还不够，另一方面，可能大家也不觉得这是什么了不起的现象。

终于在1963年的时候，一位坦桑尼亚的中学生再次注意到了这个现象，还跟它死磕了下去，并发表了一篇论文。

发现这个现象的学生，名叫姆潘巴。

当时，他正在跟同学们一起做牛奶冰淇淋。老师叮嘱他们，牛奶必须得凉了之后才能放进冰箱，不然可能会把冰箱搞坏。要知道在当时的坦桑尼亚，冰箱可不像现在这么常见，而且也不便宜，老师自然会把冰箱看作“高级设备”了。

但是，姆潘巴班上做冰淇淋的人太多了，而冰箱里的空间是有限的。眼看着冰箱的位置一点一点被占据，姆潘巴就豁出去了，直接把热牛奶放进了冰箱里。过了一个半小时之后，他打开冰箱一看，不但冰箱没坏，而且他的牛奶也已经冻成冰了。但跟他同时放进来的冷牛奶却没有结冰，这个现象很反直觉。

姆潘巴就跑去问物理老师。物理老师想都没想，就告诉他：“这不可能，一定是你自己搞错了。”听老师这么说，姆潘巴也就没再追问，也认为可能是自己弄错了。

这事本来就这么过去了。但很快，姆潘巴在跟朋友聊天时，又听到了类似的现象。朋友告诉他，自己的哥哥是一家冰淇淋店铺的“制冰达人”，做冰淇淋比别人都快。他的秘诀就是把热牛奶放进冰箱里。后来，在和另一位卖冰淇淋的朋友聊天时，姆潘巴听他也提到了这个现象。

这时候，姆潘巴就想，说不定是初中物理老师搞错了呢？

于是，在进入高中之后，姆潘巴又向高中物理老师提出了这个问题。他得到的答案还是一样的：“你搞错了，这是不可能的。”后来，他跑去找学校厨房的负责人，借了冰箱的一个星期使用权，还拉上几个小伙伴一起做实验。实验结果也证实了姆潘巴说的。

这件事越闹越大，最后校长也知道了。校长非常负责，他专门去请教了一位物理学博士丹尼斯·奥斯本。奥斯本听完当然是不信的，但是他也非常有责任心，亲自做了实验，测了不同水温下水的结冰时间，结果发现，还真是这样。这可是个有意思的现象，于是1969年，奥斯本拉着姆潘巴一起发表了一篇论文，描述这个现象。

这个现象，后来也被称作姆潘巴现象。那姆潘巴现象到底是怎么回事呢？

其实直到今天，科学家们也没有得出一个统一的结论，但有许许多多猜测。有人认为，这跟冷水里的溶解气体比热水里的多有关；有人认为，加热之后的水，氢键能量变高了，有利于冰块的形成；还有些科学家认为，在冷冻时候，热水的对流比冷水的剧烈，所以整体降温更快。

想找到真正的答案，可能还需要很长一段时间。但姆潘巴现象说明，即便在今天，我们身边依然有很多神奇的未被破解的现象，科学探索的道路也远远没有到尽头。如果你也发现了什么反直觉的现象，多多留心，说不定，你就是下一个姆潘巴。

（选自2022年12月17日“科普中国”学习强国号，本刊有删改）