熱水定凍水會結冰先？

相信當大家聽到呢條問題之後一定會係度諗，究竟點解平時聰明(咳)嘅小編會問埋呢啲問題。但係又諗深一層，又會覺得有啲唔對路，無理由真係凍水嘅。結果係上星期story嘅調查裏面，就有大約六成嘅讀者都覺得會係熱水，如果大家都係估嘅，唔洗驚唔洗急，其實到而家科學界都對呢條問題未有定論。唔明？等小編慢慢解䆁比你聽啦！

其實根據Mpemba Effect，的確係熱水會結冰先嘅。呢個現象係由一位名為Mpemba嘅小學生係1963年整雪糕嗰陣時發現，佢為咗可以霸到個雪櫃嘅靚位，所以喺混合物未攤凍嘅時候，同其他攤凍咗嘅混合物一齊放入雪櫃。隔咗個半鐘之後，佢去打開雪櫃睇，發現其他人嘅雪糕未凝固，但係自己嗰個就已經預備好。Mpemba覺得好奇怪，就聯絡物理學教授Denis Osborn研究呢個現象，係之後更加發更咗一篇論文，並名為Mpemba Effect。

但係其實呢個現象，Mpember並唔係第一個人發現，早喺古希臘時代亞里士多德已經發現類似嘅現象，其後喺每一個時代當中都會有一兩個科學家發現熱水先結冰嘅奇怪結果，所以其實呢一個現象有好長嘅歷史，並唔係近排先引起注意。咁但係點解會有Mpemba Effect嘅現象呢？科學界有無數嘅意見，今日小編就拎4個原因出黎講。

1.溶霜！

當熱水放入雪櫃之後，水杯嘅熱力將溶咗杯接觸住嘅霜結晶(Frost)，成為一層水圍繞着個杯面，熱力就更加容易經過杯面嘅水流失，令冷凍嘅效果增加，更快結冰。但係有研究團隊，聲稱成功利用隔熱嘅材料圍住實驗容器，都有發現有Mpemba Effect嘅現象出現，可以睇得出溶霜應該唔係主要原因之一。

2. 溶解氣+超冷凍！

凍水比熱水有更加多嘅溶解氣體(Dissolve Gas)，當熱水變冷嘅時候，更加多嘅氣體會溶解係水裏面，雖然溶解氣體係一個製熱(Exothermic)嘅現象，會令冷凍速度減慢，但係溶解咗嘅氣體對超冷凍有效果。超冷凍(Supercoolling)係當水低過攝氏零度但係未結冰嘅狀態，係普遍冷凍嘅時候都會出現，超冷凍底下嘅水會依附喺水裏面嘅雜質，從而開始結冰。而當我哋嘅熱水喺雪櫃冷凍緊嘅時候，急速嘅溫度變化令更多嘅氣體溶解喺水入面，當水進入超冷凍嘅狀態之後，水分子就更加容易開始結冰。

不過當其他研究團隊嘗試研究呢個理論，首先佢哋冇辦法完全解釋超冷凍嘅現象，其次之後更加多嘅實驗都非常不一致，並且無辦法複製出有效嘅結果。而且結冰呢個現象本身係一個唔穩定嘅過程，水入面嘅一粒塵埃或者一粒雜質，都可以令結冰速度有唔同嘅結果，所以大多數研究都繞着將高溫度嘅水變成零度嘅速度。

3. 蒸發！

如果淨係比較水由唔同溫度變成零度嘅速度，水係高溫嘅時候當然會蒸發杯入面嘅水，令降溫嘅時候因為要冷卻更加少水，所以會更加快變成零度。不過當然又有研究團體跳出來反駁，佢哋有兩個原因，首先蒸發出嚟嘅水只係會佔總容量3%，唔足以構成極大嘅影響；其次更加有研究團隊利用密封嘅容器都聲稱可以達到Mpemba Effect。

4. 對流！

嚟到最後一個原因，眾所周知熱水裏面比凍水會有較強嘅對流，當原本杯熱水冷卻嘅時候，水裏面嘅對流依然會存在，令熱力可以更容易帶離杯嘅中心，整杯水嘅平均溫度會下降得更加快。

係2012年皇家化學學會舉行咗一個比賽，即係要選出最能夠解釋Mpemba effect嘅答案，佢哋收到大約22000份參賽文章，但係依然對於現象本身冇一個統一嘅解釋。小編覺得Mpemba Effect非常有趣，係因為聽落咁簡單嘅問題，科學界竟然勞師動眾都冇辦法搵出一個真正嘅答案，突顯左我哋人類其實對好多嘢都未清楚，不過咁樣反而激發一眾科學家探索嘅慾望。

文中所提及到嘅知識黎自以下學科:

#熱學

如果想知道更多，可以不妨搜尋下以下字眼：

#MpembaEffect

Reference:

Burridge, H., Linden, P. Questioning the Mpemba effect: hot water does not cool more quickly than cold. Sci Rep 6, 37665 (2016). https://doi.org/10.1038/srep37665