一杯冷水和热水冬天放在室外,为什么热水先结冰?

Question

一杯冷水和热水冬天放在室外,为什么热水先结冰?

Answer 1

首先,应当明确一杯热水和一杯凉水取自同一水源,该水源可以是自然界的地表水或地下水,如河水、湖水、井水,也可以是自来水,但绝不是无离子水（纯净水、超纯水）.
河水、湖水、井水、自来水中含有水溶性的盐类,其中有水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁,碳酸氢钙、碳酸氢镁在加热时会分解成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁及二氧化碳和水.
热水中 含有大量因加热生成的细小的不溶于水的碳酸钙、碳酸镁,当水相变成冰时,即水结晶的过程,这些细小的不溶于水的碳酸钙、碳酸镁成为水结晶的晶核,大量的晶核有加速结晶,促进水结晶变成冰的作用.
冷水中 含有比热水更多的水溶性盐类,比热水多出未被分解的水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁.水溶性的盐可以降低水的凝固点,因此冷水冰点比热水冰点要低.同时,冷水比热水中少很多水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁分解形成的大量细小的不溶于水的碳酸钙、碳酸镁晶核.因此在结冰时较热水结冰慢,由于缺乏晶核极易形成过冷,消耗更多的制冷量并且使结冰时间延长.
综合效果是：取自自然界的地表水或地下水或自来水,一杯热水和一杯凉水同时放入冰箱里,热水会先结冰.
如果使用无离子水（纯净水、超纯水）,情况就会完全相反,冷水比热水先结冰.