热水比凉水更快结冰（热水比冷水结冰更快）

你认为一杯冷水和一杯热水哪个结冰更快呢？相信不少人都会潜意识地认为，一定是冷水结冰快。但其实这个问题可困扰了科学家们半个世纪。答案并没有那么简单哦。

在上世纪60年代，一位叫姆潘巴的小伙在一本期刊上讲述了自己的生活经历。有一次他在烹饪课上做冰淇淋，其中一个步骤是把牛奶煮沸加糖，然后冷却，再放进冰箱。由于冰箱位置有限，他为了抢占冰箱的位置，煮完牛奶还没有变凉就放进了冰箱。

出乎意料的是，等他过一会打开冰箱，发现自己直接放入冰箱的热奶竟然比同学们的凉奶先结了冰，这使他疑惑万分。随后他找到了物理教授，用水再进行了一次实验，结果也是热水比冷水先结冰，为什么会出现这样的现象吗？

由于这位小伙的发现。物理学界的"姆潘巴效应"，这一名词也应运而生。众所周知水要结冰，水的温度要满足0℃以下这一条件。热水要结冰，理论上应该是先降到冷水的温度再降到零度，再结冰。

可姆潘巴的实验表明在同样的环境里，热水竟然比冷水更早地降到0℃以下并结冰，就有点违背常理了。关于这个现象，科学家们开始研究讨论想要破解这一现象背后的谜团。但看似简单的现象其中包含的问题要复杂得多。

首先就是问题的定义不清晰。我们只知道它的前提条件是"条件相同的前提下，热水比冷水结冰更快"，但是这个热水没有具体的温度，也没有具体的容器说明，水的质量也没有硬性规定，对结冰程度的判断标准也没有。可以说前提条件实在模糊，这就导致在实验过程中无法控制变量，这对实验结果存在一定的误判。

所以科学家们也难以普遍重现姆潘巴的实验结果。比如，芬兰某大学的一位老师，在姆潘巴文章发表不久后，也发表了一篇文章。她在实验中使用的水是蒸馏水，主要是防止空气对水的影响，而且她把水分成了5份，这5份水温度各不相同。从22.85℃-88.85℃。

所设置冰箱的温度是零下23℃。随后她将五个，不同温度的水放入冰箱。发现温度最高的热水结冰克数最少，只有7克。而初始温度最低的水结冰克数却有26克。在她的实验中，"姆潘巴现象"就没有出现。

在2016年，有两名英国科学家发表文章认为"姆潘巴现象"的出现其实和选择测量的方式有很大的关联性。他们的实验把水温降到零度来判断结冰，其实就是观察冰的水温降到零度的速度。这两名科学家发现，如果比较相同高度的两杯水的温度，就是冷水先达到零摄氏度，也就见不到姆潘巴现象。

但如果温度计的高度有偏差，哪怕是仅仅的一厘米，姆潘巴现象也可能会出现。其实有关的类似还有很多。按照严谨的规范进行验证，其实姆潘巴现象就是不固定存在的一种现象。

"姆潘巴现象"其实早在希腊时期就有人发现。亚里士多德在《天象论》中就记载过，有一个古国叫做本都。他们居民在冬季捕猎时会用芦苇在冰上进行搭帐篷，为了让帐篷能够更加稳定，还会在芦苇上浇温开水，之后芦苇很快就会结冰形成冰帐篷。亚里士多德认为加热过的水结冰起来比凉水快。

在文艺复兴时期，培根和笛卡尔在自己的著作中也记载了类似的实验。从上世纪到现在，姆潘巴文章发表后的五十年里，科学家们在不同的实验条件下对这一现象进行研究，也只能认为这一现象是不固定的。对此一些人还做出了很多解释。

比如说蒸发。有人认为热水结冰更快，是因为在冷却的过程中有一部分水分蒸发而导致杯中的水丧失了一部分的有机质，这才导致水结冰更快。

还有人认为是溶解。水温越低，水里溶解的气体越多，从而导致水的冰点下降，所以冷水要比热水结冰慢。还有对流。由于外层水温比中间部分要低，这就导致外层水下沉，中间水上升，从而产生对流。一杯热水因为与冰箱所处的环境温差更大，对流也就会越多越快，所以降温速度也就越快。

最后一种猜想是过冷。水结冰需要降温到零度，但是水到零度也不一定就会结冰。因为结冰需要有结晶体。这个虽然结晶体不是固定的，有可能是水中的杂质或者是气泡，但它的作用是十分重要的，有了它才能会引起结冰现象。不然水温到了零度也会保持液态。

所以有人认为，冷水结冰慢可能是因为没结晶体导致的。这些猜想对不同的实验现象都可以进行解释。但这些解释没有一个能用来解释所有出现过的姆潘巴现象。所以这些解释也在不断的实验过程中被逐一推翻。

在2012年，英国还举办过一次有关姆潘巴现象解答的比赛。光主办方收到的答案就有超过2万份。最终是一位俄罗斯的化学家用过冷效应解释赢得悬赏，但这也仅仅是目前最靠谱的答案，有很多科学家质疑实验的严谨性。还没有一个答案能让所有人臣服。这个问题的复杂性可想而知，除了上文中所说的定义不清晰，还有就是这个问题并不属于平衡系统问题。

平衡系统问题主要满足热力学三大定律，而与之相对的就是非平衡系统，但也可以通过变量进行描述。所以把水放进冰箱，它的温度、密度就会随着环境变化，此时也就处于非平衡系统之中。但由于科学家对这个领域研究比较少。关于这一问题还是无解，还是需要研究人员们继续研究。