姆潘巴现象

姆潘巴现象是世界物理界知名度很高的一道疑题.

1963年，坦桑尼亚的马干巴中学三年级的学生姆潘巴经常与同学们一起做冰淇淋吃。他们总是先把生牛奶煮沸，加入糖，等冷却后倒入冰格中放进冰箱冷冻。有一天，当姆潘巴做冰淇淋时，冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几，一位同学为了抢在他前面，竟把生牛奶放入糖后立即放在冰格中送进了冰箱。姆潘巴只得急急忙忙把牛奶煮沸，放入糖，等不及冷却，立即把滚烫的牛奶倒入冰格送入冰箱。一个半小时后，姆潘巴发现热牛奶已经结成冰，而冷牛奶还是很稠的液体。

后经达累斯萨拉姆大学物理系主任奥斯波恩博士实验证明，姆潘巴发现的现象属实。四十多年来，许多论文与实验试图阐明这个现象背后的原理，但由于缺乏科学实验数据以及定量分析，至今没有定论。

目前有人认为，只有当冰箱有温差、牛奶含糖量不同或糖没有溶解、含有较多淀粉等非液体成分时，姆潘巴现象才有可能发生。

姆潘巴现象之所以产生的3种可能情况：

1.冰箱温度并不均匀，如果姆潘巴将其冰盒正巧放在冷却管附近，甚至与冷却管相接触，完全有可能热牛奶比冷牛奶先结冰；

2.如果姆潘巴不喜欢吃甜，在冰淇淋中少放了糖，或者因为匆忙没来得及搅拌、糖粒沉在盒底形成固体，实验证明可先结冰；

3.姆潘巴自制的冰淇淋中不仅牛奶加糖，还加入了淀粉类物质，在其少放糖、少放牛奶时会先结冰。

姆潘巴效应原理？

装有80度热水的先结冰。这是有一个故事的：

1969年盛夏，艾拉斯托·穆宾巴想亲手制作冰激凌，他把一杯由牛奶和糖水等物质相混合的、还没有放凉的温热液体放进了冰箱冷冻室，结果他惊讶地发现，这次液体结晶得比以往任何一次都快，他很快就吃到了自己亲手制作的冰激凌。这个有趣的发现激发他深入研究的欲望。从那以后，艾拉斯托·穆宾巴相继做了很多温水冷冻实验，写了很多篇研究报告。由于艾拉斯托·穆宾巴的突出贡献，这个神奇的自然现象现在被科学界称为“穆宾巴效应”。

现在，在许多解释中最为普遍的理论为：温差理论，即冬天温水比冷水冻得快，是因为温水与周围环境之间的温差大于冷水与周围环境之间的温差，温差大温水中水分子的能量会很快散发到周围环境中。当然，这个理论仍然遭到许多科学家的质疑。因为按照这个理论，冷水与周围环境之间的温差小，冷水分子能量失去较慢，那么出现的问题是，温水终究要变成冷水，它变成冷水后结晶速度应该与冷水直接冷冻一样。因此，考虑到把温水冷却成冷水时耗费的时间，应该得出结论，即无论怎样冷水都应比温水冷冻得快。看来，这个“温差理论”也不值得推敲。 报道称，那么，温水到底缘何比冷水冷冻得快呢？温水在冷冻过程中肯定还有一个至今未被人们认知的机理。也许不久的将来，科学家会解开藏在我们身边的这个谜团。

姆潘巴效应原理：在同等质量和同等冷却环境下，温度略高的液体在其与该冷却环境直接接触的分子将比温度略低的温度下降的快。

若其冷却环境能始终维持一致（温度不变）的冷却能力，则温度高的液体将先降至冷却环境温度，若温度低于该液体冰点则高温液体先结冰。

液体降温速度的快慢不是由液体的平均温度决定，而是由液体温度梯度决定的，当热的液体冷却时，梯度较大，而且在冻结前的降温过程中，热的液体的温度差一直大于冷的液体的温度差。这种情况是由于上表面的温度愈高，从上表面散发的热量就愈多，因而降温就愈快。

扩展资料：

实验验证

2012年，英国皇家化学学会举办比赛，解释姆潘巴现象。超过22000人参加，最后Erasto Mpemba本人宣布Nikola Bregovivic为获胜者。

Bregovi?提出了造成这种影响的两个原因——较冷的样品过冷而不是冻结，较温暖的样品中的增强对流通过保持容器壁上的热梯度而加速冷却。

参考资料：