【長知識】溫度較高的水 較快結冰？

這個問題看似簡單，卻讓科學家困擾了2300多年。

那就是，溫度較高的水結冰的速度比低溫水快，但為什麼呢？早在公元前4世紀時，亞里士多德就問過這個問題，其後如培根、笛卡耳等科學家也想要找到合理又能被廣大學界接受的答案，都不得其果。

這個現象直被1968年才被命名為彭巴效應（Mpemba effect），指的是在同體積、同質量和同樣冷卻環境下，溫度略高的液體比溫度略低的液體先結冰的現象。

彭巴（Erasto Mpemba）當年還是個坦尚尼亞的中學生，他在做冰淇淋時發現，熱牛奶會比冷牛奶先結冰，他問老師，老師先是說他搞錯了，但後來老師自己做了實驗，發現彭巴的觀察是正確的。1968年彭巴和一位學者共同寫了一篇相關的論文，文章在1969年刊登，從此該現象便名為彭巴效應。

但那之後又過了40多年，彭巴效應的形成因仍莫衷一是。前一陣子，英國皇家化學學會終於受不了。宣布以1000英鎊獎金，對全世界徵求最好、最有創意的解釋。

這次的徵件期限是7月底，英國皇家化學學會在倫敦奧運開幕一周後，也就是本周，在倫敦召開Hermes 2012學術研討會，屆時會由來自各國的專家一起評選挑戰彭巴效應原理的作品。彭巴效應的原理常見的解釋包括：

蒸發：熱水冷卻過程因蒸發失去較多的質量質量較少，所以需要被移除的熱較少，溫度冷卻得較快。

對流：液體降溫速度不是由液體的平均溫度決定，而是由表面與底部的溫度差決定，溫差大時，從上表面散發的熱量就愈多，因而降溫就愈快。另外，還有人認為氣體溶解度或過冷現象都有可能。

彭巴效應並不是說熱水一定會比冷水先結冰，若兩者的溫差太大，冷水還是會先結冰。

資料來源／英國皇家化學學會網站