熱水的內(nèi)部空間大,密度小,且水分子活躍,相互碰撞較頻繁。而冷水的密度較大,水分子活動(dòng)也較慢,冷氣溫在冷水里的整體傳播速度也就緩慢,所以熱水比冷水結(jié)冰快。
先冷水結(jié)冰需要很長(zhǎng)時(shí)間,這是因?yàn)樗筒AФ际菬醾鲗?dǎo)不良的材料,水杯里的水因?yàn)闇囟认陆担w積膨脹,這時(shí)候水在最表面處先結(jié)冰,其次是底部和四周。這時(shí)候被封閉的內(nèi)層的水就與外界的空氣隔絕,只能靠傳導(dǎo)和輻射來(lái)散熱,所以冷卻就會(huì)很慢。
而熱水冷卻的時(shí)間卻少的多是因?yàn)椋蠈铀鋮s后向下流動(dòng),形成了液體內(nèi)部的對(duì)流。溫度越高,對(duì)流就會(huì)越劇烈,這時(shí)候能量的消耗就會(huì)變大。當(dāng)水面溫度降到0℃以下并有溫度足夠低時(shí),水面就開(kāi)始出現(xiàn)冰晶。而水杯內(nèi)部中的冰晶已經(jīng)生長(zhǎng)了,于是水分子就會(huì)圍著結(jié)晶中心結(jié)成冰。