姆佩巴效应（姆佩姆巴效应）
姆佩巴效应（姆佩姆巴效应）
一、姆佩巴效应
人们通常都会认为，一杯冷水和一杯热水同时放入冰箱时，冷水结冰快。事实并非如此。1963年的一天，在地处非洲热带的坦桑尼亚一所中学里，一群学生想做一点冰冻食品降温。一个名叫埃拉斯托·姆佩巴的学生在热牛奶里加了糖后，准备放进冰箱里做冰淇淋。他想，如果等热牛奶凉后放入冰箱，那么别的同学将会把冰箱占满，于是就将热牛奶放进了冰箱。过了不久，他打开冰箱一看，令人惊奇的是，自己的那杯冰淇淋已经变成了一杯可口的冰淇淋，而其他同学用冷水做的冰淇淋还没有结冰。他的这一发现并没有引起老师和同学们的注意，相反在为他们的笑料。姆佩巴把这特殊现象告诉了达累萨拉姆大学的物理学教授奥斯博尔内博士。奥斯博尔内听了姆佩巴的叙述后也感到有点惊奇，但他相信姆佩巴讲的一定是事实。尊重科学的奥斯博尔内又进行了实验，其结果也姆佩巴的叙述完全相符。这就确切地肯定了在低温环境中，热水比冷水结冰快。此后，世界上许多科学杂志载文介绍了这种自然现象，还将这种现象命名为姆佩巴效应（Mpemba Effect）。
二、姆佩巴效应的历史
热水比冷水更快结冰的事实已被知道了很多个世纪。最早提到并记载此一现象的数据，可追溯到公元前300年的亚里斯多德，他写道：
先前被加热过的水，有助于它更快地结冰。因此当人们想去冷却热水，他们会先放它在太阳下...
但在 20 世纪前，此现象只被视为民间传说。直到1969年，才由Mpemba再次在科学界提出。自此之后，很多实验证实了 Mpemba 效应的存在，但没有一个唯一的解释。
大约在1461年，物理学家 Giovanni Marliani 在一个关于物体怎样冷却的辩论上，说他已经证实了热水比冷水更快结冰。他说他用了四盎司沸水，和四盎司未加热过的水，分别放在两个小容器内，置于一个寒冷冬天的屋外，发现沸水首先结冰。但他没能力解释此一现象。
到了十七世纪初，此现象似乎成为一种常识。1620年培根写道水轻微加热后，比冷水更容易结冰。不久之后，笛卡儿说经验显示，放在火上一段时间的水，比其它水更快地结冰。
直至1969年，那已是Marliani实验500年之后，坦桑尼亚中学的一个命叫Mpemba的中学生再发现此现象的故事，被刊登在《新科家》（New Scientist）杂志。这个故事告诉科学家和老师们，不要忽视非科学家的观察，和不要过早下判断。
1963年，Mpemba 正在学校造雪糕，他混合沸腾的牛奶和糖。本来，他应该先等牛奶冷却，之后再放入冰箱。但由于冰箱空间不足，他不等牛奶冷却，就直接放入去。结果令他很惊讶，他发现他的热牛奶竟然比其同学的更早凝固成冰。他问他的物理老师为什么，但老师说，他一定是和其它同学的雪糕混淆了，因为他的观察是不可能的。
当时Mpemba 相信他老师的说法。但那一年后期，他遇见他的一个朋友，他那朋友在 Tanga 镇制造和售卖雪糕。他告诉Mpemba，当他制造雪糕时，他会放那些热液体入冰箱，令他们更快结冰。Mpemba发觉，在Tanga镇的其它雪糕销售者也有相同的实践经验。
后来，Mpemba学到牛顿冷却定律，它描述热的物体怎样变冷（在某些简化了的假设下）。Mpemba 问他的老师为什么热牛奶比冷牛奶先结冰。这位老师同样回答是一定Mpemba混淆了。当Mpemba继续争辩时，这位老师说：所有我能够说的是，这是你Mpemba的物理，而不是普遍的物理。从那以后，这位老师和其它同学就用那是Mpemba的数学或那是Mpemba的物理来批评他的错误。但后来，当Mpemba在学校的生物实验室，尝试用热水和冷水做实验时，他再一次发现：热水首先结冰。
更早时，有一位物理教授O *** orne博士访问Mpemba的那间中学。Mpemba问他这个问题。O *** orne博士说他想不到任何解释，但他迟些会尝试做这个实验。当他回到他的实验室，便叫一个年轻的技术员去测试Mpemba的实验。这位技术员之后报告说，是热水首先结冰，又说：但我们将会继续重复这个实验，直至得出正确的结果。然而，实验报告给出同样的结果。在1969年，Mpemba和O *** orne报导他们的结果。
同一年，科学上很常见的巧合之一，Kell博士独立地写了一篇文章，是关于热水比冷水先结冰的。Kell 显示，如果假设了水最初是透过蒸发冷却，和维持均匀的温度，这样，热水就会失去足的质量而首先结冰。Kell因此表明这种现象是真的（当时，这现象在加拿大城市是一个传闻。），而且能够用蒸发来解释。然而，他不知道O *** orne的实验。O *** orne测量那失去的质量，发现蒸发不足以解释此现象。后来的实验采用密封的容器，排除了蒸发的影响，仍然发现热水首先结冰。
三、对姆佩巴效应的各种解释
什么是Mpemba效应？有两个形状一样的杯，装着相同体积的水，唯一的分别是水的温度。现在将两杯水在相同的环境下冷却。在某些条件下，初温较高的水会先结冰，但并不是在任何情况下，都会这样。例如，99.9℃的热水和0.01℃的冷水，这样，冷水会先结冰。Mpemba效应并不是在任何的初始温度、容器形状、和冷却条件下，都可看到。
一般人会认为这似乎是不可能的，还有人会试图去证明它不可能。这种证明通常是这样的：30℃的水降温至结冰要花10分钟，70℃的水必须先花一段时间，降至30℃，然后再花 10分钟降温至结冰。由于冷水必须做过的事，热水也必须做，所以热水结冰慢。这种证明有错吗？
这种证明错在，它暗中假设了水的结冰只受平均温度影响。但事实上，除了平均温度，其它因素也很重要。一杯初始温度均匀，70℃的水，冷却到平均温度为30℃的水，水已发生了改变，不同于那杯初始温度均匀，30℃的水。前者有较少质量，溶解气体和对流，造成温度分布不均。这些因素会改变冰箱内，容器周围的环境。下面会分别考虑这四个因素。
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。但这也不能完成解释Mpemba效应，因为我们仍需解释为什么热水较少会过冷。
在很多情况下，热水较冷水先结冰，但并不是在所有实验中都能观察到这种现象。而且，尽管有很多解释，但仍没有一种完美的解释。所以，姆佩巴效应仍然是一个谜。
但是已证明这是错的了！！！
姆潘巴效应原理：在同等质量和同等冷却环境下，温度略高的液体在其与该冷却环境直接接触的分子将比温度略低的温度下降的快。
若其冷却环境能始终维持一致（温度不变）的冷却能力，则温度高的液体将先降至冷却环境温度，若温度低于该液体冰点则高温液体先结冰。
液体降温速度的快慢不是由液体的平均温度决定，而是由液体温度梯度决定的，当热的液体冷却时，梯度较大，而且在冻结前的降温过程中，热的液体的温度差一直大于冷的液体的温度差。这种情况是由于上表面的温度愈高，从上表面散发的热量就愈多，因而降温就愈快。
扩展资料：
实验验证
2012年，英国皇家化学学会举办比赛，解释姆潘巴现象。超过22000人参加，最后Erasto Mpemba本人宣布Nikola Bregovivic为获胜者。
Bregović提出了造成这种影响的两个原因——较冷的样品过冷而不是冻结，较温暖的样品中的增强对流通过保持容器壁上的热梯度而加速冷却。
参考资料：百度百科-姆潘巴现象
这种问题太多了，我来说一个比较接近生活的问题——“姆佩巴效应”，虽然关于姆佩巴效应还有许多争议，但是我们依然可以先来了解一下它。
什么是姆佩巴效应
姆巴佩效应（也称为姆佩巴现象）是指，把相同体积的液体放置到同样的冷却环境中时，温度略高的液体会先结冰。
1963年夏天，艾拉斯托·姆佩巴和朋友们突然想吃冰淇淋了，于是他用牛奶糖水等原料自制冰淇淋，在 *** 这种冰淇淋前，需要先把牛奶煮沸再使糖充分溶解，最后才可以放到冰箱冷冻，可是这一次由于冰箱内 *** 冰淇淋的冰格模具所剩无几， 所以姆佩巴急急忙忙将还是滚烫的冰淇淋原料倒入了模具中，过了一段时间之后，姆佩巴迫不及待的打开冰箱，准备吃刚才 *** 的冰淇淋时发现，自己放进去的热冰淇淋原料已经结冰了，而几乎同时放进去的放凉后的冰淇淋原料在冰箱中依然还处于粘稠状态， 这种神奇的现象被姆佩巴牢牢记在心里，一直到1969年发表了一篇关于此现象的论文，才引起科学界的广泛关注。
姆佩巴效应其实在日常生活中很常见，但是不留心一般也注意不到，比如由于凉水相对来说结冰较慢，在冬季许多司机喜欢用冷水洗车。
对姆佩巴效应的解释
科学界对姆佩巴效应的研究距今已有半个世纪，出现过的解释理论超过上万种，但是依然没有定论。
下面简单说两个：
1、杂质影响；这种解释认为， 液体中包含的一些离子等杂质随着液体温度的升高会逐渐析出，就像水垢一样，温度较高的液体析出杂质后会变得较为纯净，其冰点也会升高，因此温度较高的液体更容易结冰。但研究发现如果用纯净水做这个实验也会产生姆佩巴现象，只是结冰速度更为接近了。
2、温差原理；科学研究表明， 温差越大时，水中热量的流失速度越快，因此温水会更迅速的结冰。但是这无法解释温水在结冰前会经历和凉水一样的温度这种情况。
2012年，英国皇家化学学会针对姆佩巴效应发出1000英镑的悬赏，一名叫尼古拉·布勒格维克的化学研究员赢得了冠军，其认为液体中的对流效应会导致液体降温更快。关于对流效应相关的情况我了解了一下，简单理解就是一杯水在降温过程中，其外部比中心降温的速度要快，此时这杯水内部会形成温差， 并由此产生对流效果，这种效果可以看做是热能转化为动能，即使热水的温度已经降到和凉水一样了，但是其内部依然有这种动能存在，这会促进热量更快的释放，因此会更快的结冰。 曾经和姆佩巴一起发表关于姆佩巴效应文章的丹尼斯·奥斯伯恩博士认为，姆佩巴效应可能是多个不同机制共同作用的结果。
总结
姆佩巴效应提出已经半个世纪，但是依然没有统一的科学解释，对于我来说这种发生在日常生活中的姆佩巴效应算是非常违反常识的常识了，正如题目介绍的情况，姆佩巴效应确实存在问题，这种问题虽然违反常识，但是又不得不承认它的存在。
这个嘛，其实还是决定于自身的常识积累和对世界的认识。很多被证明是真实的科学理论，有人会选择相信，有人会选择拒绝，而有人直接选择盲从。 这都跟我们自身的知识积累和三观等有一定的联系。咱们可以来举一举例子。
1、冬虫夏草
国家药监局已经明确其没有所谓的药用价值，多食用甚至易引起中毒。 但还是有很多人会觉得这是胡说八道，为什么，因为电视上、广告上、生活中到处有它作为“神药”的广告。这其实就是一种盲从。类似这样的，还有诸如鸿茅药酒等等各种被神吹的中草药物。
2、上帝
在科学的世界里不可能存在上帝，但仍然有很多人去信奉它。 在宗教环境下，信奉上帝本身是一件好事，至少它教导信徒从善做人。类似于此的，就是各种神神鬼鬼的东西。这不可能是真的，但就是有很多人坚信世上有鬼神。
3、进化论、转基因
这些都是科学发展的产物，但在其发展过程中受到了各方面的歪曲、曲解，最后以讹传讹。 人们再跟着盲从，就发展到了如今的局面。总是有人不相信这些东西，其实他们本身连什么是进化论，什么是转基因都不知道，但他们就是要反对。想想真的是可笑又无奈。
人类由猿猴进化而来，这个理论我一直半信半疑， 六千多万年前地球上的生物在一颗陨石的撞击下几乎消失的无影无踪，随后在短短的一段时间内古人类出现并得到迅速的发展， 不论是智商还是生存能力，人类好像开挂了一样发展的无比顺利，但问题也随之而来。
1、地球出现了约46亿年，在六千多万年之前生活在地球上的只有我们熟知的恐龙？ 假设一下，有没有可能在此之前和恐龙同时出现的还有一种智商非常高的生物，他们在地球上发展了数十亿年，很有可能早已拥有移民去其他星球的能力，在得知地球即将被撞击后，他们全部移民去往其他星球，撞击结束后他们再次返回创造了玛雅文明帮助古人类迅速发展。
2、猩猩等灵长类动物为何没有与人类同步发展？偏偏只是人类一路开挂一样成为地球的"霸主"，如果说这一切都是巧合，那么为何人猿的毛发和尾巴统统褪去， 物种的进化是需要环境的，其他动物的变化却非常小，在寒冷地带的北极熊身上依旧披着厚厚的毛，可以穿过沙漠忍耐炎热的骆驼也同样没有褪去身上的毛，偏偏只有人类，不论生活在炎热的非洲还是寒冷的地区， 白人也好黑人也罢，都没有其他动物那样的一身毛，除非人类的祖先一开始就没有毛，否则这一切如果也说是巧合就说不过去了吧？
