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- 为啥热水比冷水容易结冰
- 为什么热水结冰快
- 为什么热水比冷水更容易结冰
- 为什么热水结冰比冷水结冰快
- 开水总在冬天结冰
因为热水有不断挥发的水分子在上升。上升过程中遇到冷空气就结冰了。而冷水一动不动，结冰的慢些。
因为通过加热，水分子之间的氢键就会被拉长，拉长也就意味着它会存储更多的能量，就像是弹簧一样，拉的越长劲儿越大，你就越费力，那温水就相当于弹簧，我就只是轻轻一拉，储存的能量就不高。
现在把这两杯水都放进冰箱里，这就意味着分子间要收缩了，就相当于你把刚才的两根弹簧松开了，正是更高能量的氢键使水加速了冷却的过程。这就是为什么热水比冷水先结冰的原因。
热水比冷水结冰快的原理是因为热水中的分子动能较高，热水的温度下降速度较快，导致结冰速度更快。此外，热水也有助于形成更均匀的冰层，进一步促进结冰速度。
从物理方面来说,致冷有四种并存的机制：辐射、传导、汽化、对流.
通过实验观察并对结果进行比较,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效果.如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析其原因就更能说明问题了：
盛有初温4℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面.杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面.所以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”.
这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了内层水温继续下降的正常进行.
另外由于水结冰时体积要膨胀,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用.
盛有初温100℃热水的杯,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”形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶（在初温低于12℃时,看不到这种现象）.
随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰.
初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大,正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖.由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大.当水面温度降到0℃以下并有足够的低温时,水面就开始出现冰晶.
初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后可以观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比初温低的水快得多.
为什么热水结冰快热水确实结冰快热水结冰快的原因是物理现象，因为冷空气和热水中的热量容易造成加速交汇现象，加速交汇会更迅速的带走热水中的热量，传递冷气。
如此往复，自然比热水放凉之后，再放入冰箱冷冻的速度更快。因为凉水放入冰箱和冷空气交换速度会慢很多。
为什么热水比冷水更容易结冰热水的分子动能较高。热水中的分子动能比冷水中的分子活跃，使得热水中的温度下降速度更快。
热水的对流较强。在热水中，水会不断向上升，形成对流，使得水中的温度更加均匀，进一步促进结冰速度。
为什么热水结冰比冷水结冰快热水结冰比冷水快是因为热水的分子运动比冷水更加活跃,导致热水分子间的结合力比冷水更加松散,从而使得热水更容易结冰。
当热水被冷却时,分子会开始运动,这些分子之间的结合力会随着时间的推移而逐渐减弱。当温度降低到结冰点以下时,这些分子就开始排列成一定的结构,形成冰晶体。由于热水分子比冷水更加活跃,它们在冷却过程中更快地移动和排列,这使得热水分子之间的结合力比冷水更加松散,从而使得热水更容易结冰。
相比之下,冷水分子的运动相对缓慢,它们的结合力相对稳定,因此结冰速度相对较慢。
温度梯度：冷水的起始温度较低，与冰箱或冷空气接触时会形成更大的温度梯度。这导致更快地从液态转变为固态。
导热性：冷水比热水具有更好的导热性。当水温较高时，内部分子的热运动会增加，导致热量难以迅速传递到水的表面。相比之下，冷水的分子热运动较少，热量可以更快地传导到水的表面，促进结冰过程。
密度：冷水比热水密度更高。当水冷却时，其密度增加，使得冷水分子更容易聚集和形成冰晶
开水总在冬天结冰四个因素:
蒸发——在热水冷却到冷水的初温的过程中，热水由于蒸发会失去一部分水。质量较少，令水较容易冷却和结冰。这样热水就可能较冷水早结冰，但冰量较少。如果我们假设水只透过蒸发去失热，理论计算能显示蒸发能解释Mpemba效应。这个解释是可信的和很直觉的，蒸发的确是很重要的一个因素。然而，这不是唯一的机制。蒸发不能解释在一个封闭容器内做的实验，在封闭的容器，没有水蒸气能离开。很多科学家声称，单是蒸发，不足以解释他们所做的实验。
溶解气体——热水比冷水能够留住较少溶解气体，随着沸腾，大量气体会逃出水面。溶解气体会改变水的性质。或者令它较易形成对流（因而较易冷却），或减少单位质量的水结冰所需的热量，或者改变沸点。有一些实验支持这种解释，但没有理论计算的支持。
对流——由于冷却，水会形成对流，和不均匀的温度分布。温度上升，水的密度就会下降，所以水的表面比水底部热—叫"热顶"。如果水主要透过表面失热，那么，"热顶"的水失热会比温度均匀的快。当热水冷却到冷水的初温时，它会有一热顶，因此与平均温度相同，但温度均匀的水相比，它的冷却速率会较快。虽然在实验中，能看到热顶和相关的对流，但对流能否解释Mpemba效应，仍是未知。
周围的事物——两杯水的最后的一个分别，与它们自己无关，而与它们周围的环境有关。初温较高的水可能会以复杂的方式，改变它周围的环境，从而影响到冷却过程。例如，如果这杯水是放在一层霜上面，霜的导热性能很差。热水可能会熔化这层霜，从而为自己创立了一个较好的冷却系统。明显地，这样的解释不够一般性，很多实验都不会将容器放在霜层上。
最后，过冷在此效应上，可能是重要的。过冷现象是水在低于0℃时才结冰的现象。有一个实验发现，热水比冷水较少会过冷。这意味着热水会先结冰，因为它在较高的温度下结冰。