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”。