彭巴效應找到解答 「氫鍵」讓熱水比冷水更易結冰!

國際中心綜合報導

俄國男子陽臺潑出一盆熱水,漫天水滴瞬間化爲冰瀑景象令人印象深刻,其實科學界一直以來也不斷探討「熱水結冰冰水快」的原因。最近,新加坡南洋理工大學宣稱他們成功解開此現象之謎關鍵就在於讓分子聚合的「氫鍵」。

熱水結冰比較快的現象名爲「彭巴效應」(Mpemba Effect),是由1968年一位坦尚尼亞學生彭巴(Erasto Mpemba)所提出,他當時問老師說「爲甚麼做冰淇淋,用滾水做得比較快?」

如今南洋理工大學終於找到答案,認爲氫鍵給了水分子諸多特殊性質,如沸點較其他類似組成的液體高,即是因爲氫鍵雖然比共價鍵弱,卻比分子間的作用力凡德瓦力」強,使水分子能夠聚合得更牢固。

彭巴效應也可由此解釋,研究團隊指出,氫鍵將水分子拉近,卻也觸發它們之間的排斥力,這時氫鍵便會藉由伸展來儲存能量。當液體溫度上升時,水分子距離增大、氫鍵透過延展儲蓄能量;而溫度下降時,氫鍵隨之萎縮,迅速釋出能量冷卻下來。

▼氫鍵(hydrogen bonds)在水溫高時較長,以延展儲蓄能量;遭遇低溫時迅速縮短,釋出能量冷卻。(圖/取自《每日郵報》)