为什么热水比冷水更容易结冰？

热水比冷水先结冰！

事实上，在一般实验条件下，热水会比冷水结冰更快。这种现象是违反直觉的，甚至许多科学家都感到惊讶。但这是真的，并且在许多实验中被观察和研究过。尽管在亚里士多德、培根和笛卡尔之后

他写这段话，是为了支持他的一个错误观点，这个观点叫做“对仗”。反蠕动被定义为“一个特征的增加，因为它被另一个相反的特征所包围。”例如，当周围环境突然变冷时，温暖的身体会变热。」 。最有力的反驳是Wojciechowski做的实验发现，在没有质量损失的密闭容器中，仍然观察到Mpemba效应。

溶解气体

另一种解释是热水中溶解的气体被排出，改变了水的一些性质，这些变化可以解释这种效应。溶解气体的缺乏可能会改变水的传热能力，或者改变单位质量水结冰所需的热量，或者改变冰点。热水比冷水保留的溶解气体少是对的，开水赶走了大部分溶解气体。问题是能否在相当程度上影响Mpemba效应。据我所知，没有任何理论著作支持这种解释。

有一个实验间接支持了这个解释。当用含有气体的水做实验时，可以看到Mpemba效应，而除去含有气体的水后就看不到了，但它对Mpemba效应的意义还不完全清楚。

需要注意的是，水的密度在4℃时达到最小值，所以在4℃以下，水的密度会因温度的降低而降低，形成“热顶”。这使情况变得复杂。

周围环境

热水可能会改变周围的环境，这样以后会很快降温。一个实验报道，实验数据会随着冰箱尺寸的变化而变化[7]。因此，可以认为不仅是水，水周围的环境也很重要。

比如盛水的容器放在一层薄薄的霜上，装热水的容器会融化霜，直接碰到冰箱底部，而装冷水的容器会继续坐在冷霜上。因此，热水与冷却系统具有良好的热交换。如果融化的霜再次冻结，成为冰箱和容器之间的冰桥，热交换可能会更好。

显然，即使这个论点是真的，它的应用也是相当有限的，因为大多数科学家在做实验时都会非常小心，不会把容器放在霜上，而是放在热绝缘体上或冷却盆上。所以这个解释可能适用于家庭实验，但对于大多数已发表的实验结果并不合适。

过度冷却

最后，[过冷]可能对Mpemba效应很重要。过冷发生在水不在0℃时，而是在更低的温度下冻结。过冷之所以发生，是因为“水在0℃结冰”是一种关于水的最低能量状态的说法——在0℃以下，水分子“想要”排列成冰晶。这意味着它们应该停止像在液态时那样随机移动，代之以有序的固体晶格。但是，它们不知道如何排列，而是需要少量的不规则物体或成核位置来通知它们。有时候水降到0℃以下，就看不到成核位置了。此时水低于0℃不结冰。这种现象并不少见。有一次实验发现，热水只是轻微过冷(约-2℃)，冷水过冷更多(约-8℃)[12]。如果是真的，这就可以解释Mpemba效应，因为冷水要做更多的功——也就是温度要更低才能结冰。

但是，这不能被认为是“那个”的唯一解释。首先，据我所知，这个结果还没有得到独立证实。上面的实验【12】只有少数实验，所以这个发现可能是统计学上的侥幸。

第二，即使这个结果是真的，也不能完全解释这个效应，只是把问题转移到了另一个地方。为什么过冷热水少了？毕竟，一旦水冷却到更低的温度，一般预计水不会记得它习惯于什么温度。一种解释是热水溶解气体少，气体会影响过冷现象。问题是人们会预期，因为热水的气体少，也就是成核点少，所以应该是过冷多，而不是少。另一种解释是，当热水温度降至0℃或以下时，其温度分布与冷水相比变化很大。因为温度切变导致结冰[26]，热水过冷少，所以先结冰。

第三，这个解释并不能在所有实验中都行得通，因为有很多实验测量的是水温达到0℃的时间[7，10，13](或者水面形成薄冰的时间[17])。有些文献说“真正的姆彭巴效应”是热水一开始完全结冰，但其他文献有不同的定义。由于过冷的严格时间本身是不可预测的(见[26]中的例子)，很多实验选择不测量样品冻结的时间，而是测量样品顶部达到0℃的时间[7，10，13]。过冷不能应用于这些实验。