将一杯开水和一杯凉水放进冷冻冰箱是开水杯先结冰还是凉水杯先结冰?请讲清楚原理,我很想、很想、很想知道原理,

Question

将一杯开水和一杯凉水放进冷冻冰箱是开水杯先结冰还是凉水杯先结冰?请讲清楚原理,
我很想、很想、很想知道原理,

Answer 1

热的那杯会先结冰.
从物理学角度看,致冷有四种并存的机制：辐射、传导、汽化、对流,通过实验观察发现,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.玻璃杯内盛有4℃冷水结冰时,因为水和玻璃都是热的不良导体,液体内部的热量很难靠传导传递到表面,杯中水由于温度下降,体积膨胀,密度变小而集结在表面,所以在水表面处最先结冰,其次是底部和四周,从而形成一个密闭的“冰壳”.这时内层的水便与空气隔绝,只能靠传导和辐射来散热,冷却得很慢,另外,这个“冰壳”对水结冰时体积膨胀起了“抑制”作用,这也延缓了内部结冰的速率.而盛有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”,看到的却是沿冰水界面向液体内生长出针状冰晶（在初温低于12℃时看不到此现象）,且逐渐变粗,这是因为初温度的热水,上层水冷却密度变大向下流动,形成液体内部对流,使水分子围绕各自的结晶中心结成冰,初温越高,这种对流越激烈,能量损耗也越大,冷却的速率也越快,尽管最后“冰盖”还是形成了,冷却速率变小,但由于水内冰晶已经生长且粗大,具有较大的表面能,所以冰晶生长的速率仍然比初温低的水快得多.
从生物作用方面看,水中的微生物往往是水得以结冰的“结晶中心”.而某些微生物在热水（100℃以下）中繁殖比冷水中快,这一来,热水中的“结晶中心”比冷水中多得多,从而加速了热水结冰的协同作用