熱牛奶結(jié)冰的“逆生長”？

冬天的北方是一個冰雪世界，水在低溫下結(jié)冰是一種自然規(guī)律。但同學(xué)們有沒有想過是熱水結(jié)冰速度快，還是冷水結(jié)冰速度快呢？大多數(shù)人可能都會猜測冷水結(jié)冰的速度會比熱水結(jié)冰的速度快吧。

其實，早在1963年坦桑尼亞的馬干巴中學(xué)三年級的學(xué)生姆潘巴和同學(xué)用牛奶做冰激凌的時候就發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象：熱牛奶放進冰箱里，反而比之前放進去的冷牛奶更容易結(jié)冰。姆潘巴后來進入達累斯薩拉姆大學(xué)物理系學(xué)習(xí)，同系主任奧斯波恩博士一起研究了這個奇特現(xiàn)象的原理并發(fā)表了論文。自此，這個奇特的物理現(xiàn)象就被命名為“姆潘巴現(xiàn)象”。

下面，我們請張慧文同學(xué)來嘗試做一下這個“姆潘巴現(xiàn)象”的實驗。

實驗原理

姆潘巴現(xiàn)象

實驗器材

一個冰柜或冰箱（冰柜或冰箱的溫度需調(diào)至最低）、一個加熱裝置（可選用微波爐）、1升牛奶、較大量的糖、一把勺子、兩個容量相同的紙杯、一個計時器。

在“姆潘巴現(xiàn)象”的實驗中，由于牛奶含糖量不同，或糖沒有溶解，或做冰激凌的液體中含有較多淀粉等非液體成分時，“姆潘巴現(xiàn)象”才會出現(xiàn)。所以請參與實驗的朋友們在沒有觀察到姆潘巴現(xiàn)象情況時不要灰心，可能需要重復(fù)實驗才能成功。

實驗步驟

1制作同質(zhì)量的冷、熱牛奶各一份

取出兩個容量相同的紙杯，分別倒入同等質(zhì)量的牛奶，并加入同樣質(zhì)量的糖，然后用勺子充分攪拌（注意：加入的糖的分量越大，姆潘巴現(xiàn)象越容易實現(xiàn)）。在紙杯上標記1和2的字樣，將1號紙杯內(nèi)牛奶定義為冷牛奶，2號紙杯內(nèi)牛奶定義為熱牛奶。將2號紙杯內(nèi)的牛奶用加熱裝置加熱到沸騰（請小實驗員們一定注意安全，此步驟一定要在成年人的幫助下完成）。

2將牛奶放入冰柜冷凍

將放好牛奶的1號紙杯和2號紙杯同時放入到大冰柜里面，關(guān)上冰柜蓋子，用計時器設(shè)置存放時間為三分鐘。

3觀察實驗結(jié)果

三分鐘后，將冰柜內(nèi)的1號紙杯和2號紙杯取出，觀察牛奶呈現(xiàn)的狀態(tài)。

實驗結(jié)論

在此次實驗中，2號紙杯內(nèi)熱牛奶已經(jīng)結(jié)冰，而1號紙杯內(nèi)冷牛奶還是很黏稠的液體。我們觀察到了明顯的“姆潘巴現(xiàn)象”。