题目
(常识)一杯热水和一杯冷水同时放进冰箱____先结冰。A. 冷水B. 热水C. 同时D. 不确定
(常识)一杯热水和一杯冷水同时放进冰箱____先结冰。
A. 冷水
B. 热水
C. 同时
D. 不确定
题目解答
答案
B. 热水
解析
考查要点:本题主要考查学生对热传导和姆佩巴效应的理解,以及结合生活现象分析问题的能力。
解题核心思路:
- 直觉误区:通常认为冷水温度低,更容易结冰,但实际可能并非如此。
- 关键现象:热水在特定条件下(如冰箱环境中)可能因蒸发散热、对流加速冷却或溶解气体释放等因素,比冷水更快达到冰点。
- 科学依据:需联系姆佩巴效应(热水在某些情况下比冷水更快结冰)进行解释。
破题关键点:
- 冰箱环境特点:温度恒定,但放入热水会释放更多热量,可能改变局部微环境。
- 蒸发与散热:热水蒸发更快,蒸发会吸收热量,加速整体冷却。
- 溶解气体影响:热水冷却时溶解气体逸出,可能降低过冷却风险,促进结冰。
常识背景与科学原理
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姆佩巴效应:
1969年,坦桑尼亚学生姆佩巴发现热牛奶比冷牛奶更快结冰。后续研究表明,这可能与以下因素有关:- 蒸发散热:热水蒸发更快,蒸发会吸收大量热量,加速降温。
- 对流加速冷却:热水释放的热量可能形成对流,促进热量快速散失。
- 溶解气体释放:热水冷却时,溶解的气体(如空气)逸出,减少过冷却可能性,使水更快达到冰点。
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冰箱环境特点:
- 冰箱内部温度恒定,但放入热水会短暂提升局部温度,可能加速周围冷空气对流。
- 冷水初始温度接近冰点,但可能因过冷却现象延迟结冰。
选项分析
- A. 冷水:直觉上合理,但未考虑蒸发和对流的加速作用。
- B. 热水:符合姆佩巴效应,热水通过蒸发和对流更快降温至冰点。
- C. 同时:忽略物理现象的复杂性。
- D. 不确定:虽存在个体差异,但题目隐含标准答案。