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内容姆潘巴的问题——开水比凉水先结冰的奥秘

如果向你提问:“同样多的开水和冷水一同放进冰箱里,哪个先结冰?”,你很可能带着讥笑回答:“当然是冷水了!”错啦!

1. 姆潘巴的物理问题

坦桑尼亚的马干巴中学三年级曾有一位名叫姆潘巴的学生,在学校他经常与同学一起做冰淇淋吃。他们的做法是这样的:先把生牛奶煮沸,加入糖,等冷却后再倒入冰格中,然后放进冰箱的冷冻室内冷冻。因为学校里的同学很多,所以冷冻室放冰格的位置一直供不应求。

一九六三年的一天,当姆潘巴来做冰淇淋时,冰箱冷冻室内放冰格的空位已经所剩无几了。一位同学为了抢在他前面,竟把生牛奶加糖后立即抢先放在冰格中送进了冰箱的冷冻室。而姆潘巴只好急急忙忙把牛奶煮沸,放入糖,等不得冷却,立即把滚烫的牛奶倒入冰格,送入冰箱的冷冻室里。奇迹发生了,过了一个半小时后,姆潘巴发现他的热牛奶已经冻结了,而其他同的冷牛奶却还是粘稠的液,并没有结冰,这个现象使姆潘巴惊愕不已!

2. 嘲笑和回答

姆潘巴百思不得其解,就去请教物理老师:为什么热牛奶反而比冷牛奶先冻结?老师的回答是:“你一定弄错了,这样的事是不可能发生的。”姆潘巴并没有就此罢休,他牢牢地记下了这个不同寻常
的现象,常陷入深思之中……

姆潘巴后来升入了伊林加的姆克瓦高中,他并没有忘记这个问题,又向高中的物理老师请教:“为什么热牛奶和冷牛奶同时放进冰箱,热牛奶先冻结?”他没想到老师却这样嘲笑说:“我所能给你的回
答是:你肯定错了。”当他继续提出疑问与老师辩论时,老师又讥讽他:“这是姆潘巴的物理问。”姆潘巴想不通,不满意,但又不敢顶撞教师。

3. 博士的答卷

终于,一个极好的机会来到了,达累斯萨拉姆大学物理系主任奥斯玻恩博士访问姆克瓦高中。奥斯玻恩博士给学生作完了学术报告,接下去是回答同学的问题。姆潘巴经过充分的酝酿,鼓足勇气向他
提出了那个多年思虑的问题:

如果你取两个相似的容器,放入等容积的水,一个处于35℃,另一个处于100℃,把它们同时放进冰箱,100℃的水先结冰,为什么?

奥斯玻恩博士在小姆潘巴面前接到了一份严肃认真的“考卷”,他还是第一次听说到这个不同寻常的现象。感到为难和迷惑的博士并不掩饰什么,而是实事求是地回答道:“这个,我不知道,不过我
保证在我回到达累斯萨拉姆之后亲自做这个实验。”回去后,他立即和他的助手做了这个实验。结果证明,姆潘巴说的那个现象是一个实实在在的事实!这究竟是怎么一回事?为什么会这样呢?

一九六九年,由姆潘巴和奥斯玻恩两人撰写的一篇文章发表在英国《物理教师》杂志上,文章对“姆潘巴的物理问题”做了详细的实验记录,并对问题的原因作了第一次尝试性的解释。

他们做了一系列的实验。实验用品是直径4.5厘米,容积100毫升的硼硅酸玻璃烧杯,内放70毫升沸腾过的各种不同温度的水。通过对实验结果的定量分析得出了这样的结论:

冷却主要取决于液体表面;
冷却速率决定于液体表面的温度而不是它整体的平均温度;
液体内部的对流使液面温度维持得比体内温度高(假定温度高于4℃);
即使两杯液体冷却到相同的平均温度,原来热的系统其热量仍要比原来冷的系统损失得多;
液体在冻结之前必然经过一系列的过渡温度,所以用单一的温度来描述系统的状态显然是不够的,还要取决于初始条件的温度梯度。
奥斯玻恩博士虽然没有最终解决姆潘巴的物理问题,但面对科学和事实,他给了小姆潘巴和我们一份科学求实的答卷。

4. 问题远比想象的要复杂

后来许多人也在这方面做了大量的实验和研究,人们发现,这个看来似乎简单的问题实际上要比我们的设想复杂得多,它不但涉及到物理上的原因,而且还涉及到作为结晶中心的微生物的作用,是一
个地地道道的“多变量问题”。

(1). 物理原因

从物理方面来说,致冷有四种并存的机制:辐射、传导、汽化、对流。通过实验观察并对结果进行比较,发现引起热水比冷水先结冰的原因主要是传导、汽化、对流三者相互作用的综合效果。如果把热水和冷水结冰的过程叙述出来并分析其原因就更能说明问题了:

盛有初温4℃冷水的杯,结冰要很长时间,因为水和玻璃都是热传导不良的材料,液体内部的热量很难依靠传导而有效地传递到表面。杯子里的水由于温度下降,体积膨胀,密度变小,集结在表面。所
以水在表面处最先结冰,其次是向底部和四周延伸,进而形成了一个密闭的“冰壳”。这时,内层的水与外界的空气隔绝,只能依靠传导和辐射来散热,所以冷却的速率很小,阻止或延缓了内层水温
继续下降的正常进行。另外由于水结冰时体积要膨胀,已经形成的“冰壳”也对进一步结冰起着某种约束或抑制作用。

盛有初温100℃热水的杯,冷冻的时间相对来说要少得多,看到的现象是表面的冰层总不能连成冰盖,看不到“冰壳”形成的现象,只是沿冰水的界面向液体内生长出针状的冰晶(在初温低于12℃时,看不到这种现象)。随着时间的流逝,冰晶由细变粗,这是因为初温高的热水,上层水冷却后密度变大向下流动,形成了液体内部的对流,使水分子围绕着各自的“结晶中心”结成冰。初温越高,这种对流越剧烈,能量的损耗也越大,正是这种对流,使上层的水不易结成冰盖。由于热传递和相变潜热,在单位时间内的内能损耗较大,冷却速率较大。当水面温度降到0℃以下并有足够的低温时,
水面就开始出现冰晶。初温较高的水,生长冰晶的速度较大,这是由于冰盖未形成和对流剧烈的缘故,最后可以观察到冰盖还是形成了,冷却速率变小了一些,但由于水内部冰晶已经生长而且粗大,
具有较大的表面能,冰晶的生长速率与单位表面能成正比,所以生长速度仍然要比初温低的水快得多。

(2). 生物原因

同雨滴的形成需要“凝结核”一样,水要结成冰,需要水中有许许多多的“结晶中心”。生物实验发现,水中的微生物往往是结晶中心。某些微生物在热水(水温在100℃以下一点)中繁殖比冷水中快,这样一来,热水中的“结晶中心”就要比冷水中的“结晶中心”多得多,加速了热水结冰的协同作用:

围绕“结晶中心”生长出子晶,子晶是外延结晶的晶核。对流又使各种取向的分子流过子晶,依靠晶体表面的分子力,抓住合适取向的水分子,外延生长出分子作有序排列的许多晶粒,悬浮在水中。结晶释放的能量则通过对流放出,而各相邻的冰粒又连结成冰,直到水全部冻结为止。

以上是科学家对观察到的现象进行综合分析所得出的一些结论和提出的一些解释。但要真正解开“姆潘巴问题”的谜,对其做出全面定量而令人满意的结论,还有待于进一步的探索。现在有的学者提
出用高锰酸钾作液体示踪剂,用双层通电玻璃观察窗来进一步观察,有兴趣的读者不妨一试,或许揭开这个历时二十多年奥秘的人将是你。
内容与同事到外地出差,当地的同事热情好客,当晚便在一特色酒店的包间设宴接风。男男女女十几个人落座后便不停的聊天,只有一个人在点菜。点好了,征求大伙儿意见:“菜点好了,有没有要加的?”
  这种情况,我们在北京一般是让小姐把点过的菜名儿报一遍。于是一位北京的哥们儿说:“小姐,报报。”
  小姐看了他一眼,没动静。
  “小姐,报一下!”哥们儿有点儿急了。
  小姐脸涨得通红,还是没动静。
  “怎么着?让你报一下没听见?”哥们儿真急了。
  一位女同事赶紧打圆场:“小姐,你就赶紧挨个儿报一下吧,啊。”
  小姐嗫嚅着问:“那,那……就抱女的,不抱男的行吗?”
  “噗!”边上一位女同事刚喝的一大口茶全喷前边人身上了。十几个人笑做一团,小姐更是不知所措。
  上菜了,先上一个拌拉皮儿。一大盘拉皮儿端上来,接着是几碟儿配料、酱汁儿什么的。小姐上菜的时候没留神,一滴酱汁儿洒在一位哥们儿的裤子上了。那哥们儿也是成心逗闷子,假装阴沉着脸问小姐:“怎么办呀?”
  小姐很冷静地说:“怎么办都行。”
  “那你说怎么办?”
  “您想怎么办就怎么办?”
  “那你们这儿一般是怎么办的?”
  “要不俺帮您办?”
  “好呀。”
  只见小姐麻利的把几碟儿配料、酱汁儿一股脑倒在拉皮儿上,一手拿筷子,一手拿
  勺子,刷刷几下就拌好了。然后对那哥们儿说:“先生,拌好了,可以吃了。”
  哥们儿努着眼珠子瞪着那盘子拉皮儿半天没说话,另一位同事替他跟小姐说了声“谢谢”。
  上主菜了——烧羊腿,一大盘肉骨头,一碟子椒盐儿。一位北京哥们儿酷爱这口儿,
  毫不客气的抓起一羊腿,咔嚓就是一口,呱唧呱唧的大吃起来。小姐一见,说道:
  “先生,这个要蘸着吃。”
  哥们儿将信将疑的看了看小姐,又看了看当地的同事。当地的同事说:“蘸着吃好吃一些。”
  哥们儿于是拿着羊腿站起来,咔嚓又是一口。
  小姐赶紧过来问:“先生,您有什么需要吗?”
  “啊?没有啊。”
  “那请您坐下来吃。”
  哥们儿嘀咕着坐下来,看了看大伙儿,茫然若失。小心翼翼的把羊腿拿到嘴边,小心翼翼的咬了一口。
  小姐又说:“先生,这个要蘸着吃。”
  哥们儿腾地一下站起来,挥舞着羊腿怒气冲冲的嚷:“又要站着吃,又要坐着吃,到底怎么吃!?”
  酒菜满席,领导跚跚而来。
  满座起身相迎,一片寒喧之声。
  旁边侍宴的小姐甚美,新来,经验不丰,颇有些紧张。
  众人落座,有人招呼:“小姐,茶!”
  小姐忙近前用手指点:“1、2、3、4、5、6、7,共七位!”
  众人哂笑,领导补充曰:“倒茶!”
  小姐忙又“倒查”了一遍:“7、6、5、4、3、2、1,还是七位。”
  有人发问:“你数什么呢?”
  小姐犹豫了一下小声答道:“我属狗。”
  众人怒,急呼:“叫你们经理来!”,经理入,垂手讪笑,问:“诸位,传我何事?”
  领导曰:“别多问,去查查这位小姐年龄属相。”
  经理纳闷,依命而行,旋来回复:“18岁,属狗!”
  领导大笑,众人大笑。领导海量不做追究,众人雅量不便追究。
  小姐、经理如坠五里云雾。
  酒过三旬,上来一道菜:“清炖WB!”
  众人皆喜,然未忘规矩,有人以箸拨WB头曰:“领导动动,领导动动!”
  领导看着被拨得乱颤的鳖头,心中不悦,既不愿谐了此言的尾音又不愿违了众人美意,于是乎持勺酌汤,曰:“好,好!大家请随意。”
  又有人奉称曰:“对――WB就该喝汤!”领导气得几乎喷饭。
  未几,汤将尽,有物圆圆浮出,问:“小姐,这是什么?”
  小姐忙答:“是***。”众人又惊喜:“领导先吃,领导先吃!”
  这此领导没听到“晦气”之言,甚悦,唤小姐:“给大家分分!”
  良久,小姐不动,领导怒问:“怎么,这也分不清楚吗?”
  小姐为难的说:“七个人,六个***,您叫我怎么分啊?”
  众人听罢,个个伸脖瞪眼,满口美食,难以下咽。`
夏格桑3-5 08:46:45沙发

古代波霸

灌水 2012-08-09 阅读 4369 回复 2
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东门吹牛于 2012/8/7 10:11:25 发布在 凯迪社区> 史海钩沉

现代都市丽人的身材,可以简化为两个数字:胸围数字,腰围数字。胸围要大,腰围宜小。这就意味着,身体的整体需要减肥,而身体的局部却需要增肥;一句话,要丰乳,也要细腰。

那么,古典时代的美眉呢?

古典美人当然也要细腰。所谓“楚王好细腰,宫中多饿死”,她们要美不要命的精神又何曾逊色于现代的时尚女子?不过,古代的减肥技术毕竟落后,无非是节食一途,也就无法解决整体减肥、局部增肥的矛盾;丰乳和细腰不可兼得,非水桶腰不能丰乳,非平胸不能细腰,这是古典美人的无奈。

因此,成语所谓“燕瘦环肥”,正代表了古代中国的两种美女类型:“燕瘦”,即西汉皇后赵飞燕,身轻善舞,故称飞燕,可知她必定是个骨感美女,自然也是个平胸皇后;“环肥”,即杨贵妃杨玉环,古代四大美人中最著名者,以丰腴著称(至今香港话尚以“天生杨贵妃”形容女人体态丰满),可知她当然是个让大唐英雄无法一手掌握的波霸。丰乳,我所欲也,细腰,亦我所欲也,二者不可得兼,结果汉成帝选择了细腰赵飞燕,而唐玄宗选择了丰乳杨玉环。――如此说来,文学青年出身的唐玄宗竟是个波霸崇拜者。据宋人刘斧《青琐高议》载:“贵妃浴出,对镜匀面,裙腰褪,微露一乳……(唐玄宗)指妃乳言曰:‘软温新剥鸡头肉(按:鸡头肉,芡实别名)。’”可见唐玄宗对杨贵妃那傲人双峰的激赏。

一般而言,古代中国人更欣赏赵飞燕式的骨感型美女,惟大有胡气的唐朝人却特别追捧杨贵妃式的波霸型美女。大凡遗留至今的唐代视觉图像,无论是绘画、壁画、雕塑,几乎见不到弱质纤纤、我见犹怜的小女子,触目皆是膀大腰圆、一脸横肉的胖妞。何以大唐时代会形成以肥为美的大气候?想来以肥为美只是表象,以豪乳为美才是实质。正因为大气的唐人普遍崇尚波霸美女,故身为一国之尊的唐玄宗也不免受时代审美风气影响,丰乳肥臀的杨玉环遂得以三千宠爱在一身焉。

千古以下,与唐玄宗有共同审美取向者,至少还有一个,即反叛青年贾宝玉是也。宝玉本来深爱林黛玉,到头来却娶了薛宝钗,何也?其实林黛玉、薛宝钗同样代表了两种美女类型:多愁多病的黛玉自是“燕瘦”,多肉多脂的宝钗自是“环肥”。贾宝玉舍平胸林黛玉而取波霸薛宝钗,恰好证明他喜好“环肥”更甚于“燕瘦”。

当然,不论黛玉或宝钗,都还不是宝玉的梦中情人。――他的梦中情人只存在于梦中,就是他梦游太虚幻境时初试云雨情的仙姬可卿。且看那位可卿,“其鲜艳妩媚,大似宝钗;袅娜风流,又如黛玉。”可卿乳名兼美,岂不就是兼钗、黛之美吗?足见怡红公子心目中的理想结婚对象,是钗、黛合于一身,既要有林黛玉的腰围,也要有薛宝钗的胸围。

而怡红公子贾宝玉的理想情人,不也就是悼红轩主人曹雪芹的理想情人吗?

几百年前,著名作家曹雪芹想泡一个腰细波大的靓妞而不可得,只能在春梦幻境之中意淫一番;现在,居然有了丰胸不丰腰的现代美容科技,燕环合一、钗黛兼美的魔鬼身材从此可以批量生产,则普天之下的麻甩(笠?)佬,其欣喜为何如?

附记:

古人要达到丰胸效果,除了节食,只有束腰一法。霭理士的《性心理学》指出:“因为重看乳部,同时也注意到肥大的臀部,这一类的民族又用束腰的方法,使两部分变本加厉的突出,古代流传下来的紧身褡便是此种方法之一了。”