有時候，熱水的凍結(jié)速度反而會超過冷水，這是為什么呢？這種怪異的現(xiàn)象困擾了幾代科學(xué)家。經(jīng)過數(shù)百次實驗，紐約州立大學(xué)賓厄姆頓分校負(fù)責(zé)輻射安全的官員詹姆斯·布朗里奇最終發(fā)現(xiàn)證據(jù)，證明這種現(xiàn)象可能與水中雜亂無章的雜質(zhì)有關(guān)。
熱水快速凍結(jié)現(xiàn)象被稱之為“姆佩巴效應(yīng)”，以坦桑尼亞學(xué)生埃拉斯托·姆佩巴的名字命名。對于姆佩巴效應(yīng)，物理學(xué)家曾提出幾種可能的假設(shè)，其中包括水分更快蒸發(fā)導(dǎo)致熱水體積變小，一層霜隔絕了溫度更低的水以及溶質(zhì)濃度存在差異。但任何一種解釋都很難讓人信服，因為這種效應(yīng)并不可靠，冷水凍結(jié)速度往往還是超過熱水。
布朗里奇認(rèn)為，雜亂無章的雜質(zhì)才是導(dǎo)致熱水更快速凍結(jié)的關(guān)鍵因素。過去10年時間里，他利用空閑時間進(jìn)行了數(shù)百次有關(guān)姆佩巴效應(yīng)的實驗，最終發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)基于不穩(wěn)定過度冷卻現(xiàn)象的證據(jù)。
布朗里奇說：“水幾乎從不在溫度降到零度時凍結(jié)，通常是在更低溫度下才開始凍結(jié)，也就是所說的過度冷卻現(xiàn)象。凍結(jié)點取決于水中與冰晶形成有關(guān)的雜質(zhì)。通常情況下，水可能含有幾種類型雜質(zhì)，其中包括塵粒、被溶解的鹽類以及細(xì)菌，每一種雜質(zhì)都能在特定溫度下觸發(fā)凍結(jié)機(jī)關(guān)。核化溫度最高的雜質(zhì)決定了水的凍結(jié)溫度�！�
布朗里奇對兩個同樣溫度的水樣（20℃的自來水）進(jìn)行了實驗。他把水樣裝入試管，而后放入冰箱中冷凍。由于雜質(zhì)的隨機(jī)混合導(dǎo)致其擁有更高凍結(jié)點，其中一個水樣將首先凍結(jié)。如果這種差異足夠大，姆佩巴效應(yīng)便會出現(xiàn)。布朗里奇選擇自然凍結(jié)點更高的水樣，并將其加熱到80℃，另一個則只加熱到室溫，而后將試管放回冰箱。他表示，如果熱水凍結(jié)點至少高出5℃，其凍結(jié)速度往往會超過冷水。
可能讓人感到驚訝的是，區(qū)區(qū)5℃就是一個足夠大的差異，幫助溫度更高的水首先“沖過終點線”。而如果以60℃作為起步點，它們在這場凍結(jié)較量中便要以失敗告終。物體與周圍環(huán)境——具體到這項實驗，指的就是冰箱——的溫差越大，其凍結(jié)的速度就越快。也就是說，在溫度較低的水樣達(dá)到零下7℃這一凍結(jié)點前，熱水樣首先達(dá)到零下2℃這一凍結(jié)點，進(jìn)而以更快的速度凍結(jié)，
為什么其他人沒有注意到這一點？布朗里奇表示，其他人在一次研究一個因素時并沒有很好地控制實驗環(huán)境，例如必須控制容器的類型以及水樣在冰箱中的位置。但布朗里奇所做的工作不可能終結(jié)有關(guān)姆佩巴效應(yīng)的爭論。美國密蘇里州圣路易斯華盛頓大學(xué)的喬納森·卡特茲便持懷疑態(tài)度。
根據(jù)卡特茲的理論，加熱能夠驅(qū)除二氧化碳等雜質(zhì)，進(jìn)而提高水的凍結(jié)點。這也就意味著，加熱實際上提高了水首先凍結(jié)的機(jī)會，而不是布朗里奇所說的與雜亂無章的雜質(zhì)有關(guān)。他說：“他可能發(fā)現(xiàn)了一種與姆佩巴類似的過度冷卻效應(yīng)�！�
（選自《科學(xué)大觀園》，2011年5月下半月）
7、下列對文中出現(xiàn)的幾個概念的表述，不符合原文意思的一項是（ ）
A．“姆佩巴效應(yīng)”是指熱水快速凍結(jié)現(xiàn)象，是以坦桑尼亞學(xué)生姆佩巴的名字命名，這是一種不可靠的效應(yīng)，困擾了幾代科學(xué)家。
B．“過度冷卻”是指水不在溫度降至零度時凍結(jié)，而在更低溫度下才開始凍結(jié)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對水來說是普遍存在的。
C．“凍結(jié)點”是指水開始結(jié)冰的溫度，它取決于水中與冰晶形成有關(guān)的雜質(zhì)的特點，核化溫度最高的雜質(zhì)決定了水的凍結(jié)溫度。
D．“不穩(wěn)定過度冷卻效應(yīng)”是指過度冷卻現(xiàn)象常常出現(xiàn)在特定的條件之下，帶有不可靠性，冷水凍結(jié)速度往往還是超過熱水。
8、下列關(guān)于布朗里奇實驗的理解和分析，不符合原文意思的一項是（ ）
A．用試管取兩個溫度相同的水樣（20℃的自來水），隨機(jī)混入一些雜質(zhì)，將它們放入冰箱冷凍，其中一個水樣將首先凍結(jié)。
B．選擇自然凍結(jié)點更高的水樣，將它加熱到80℃，另一個只加熱到室溫，而后將試管放入冰箱，如果凍結(jié)點差異夠大，姆佩巴效應(yīng)就會出現(xiàn)。
C．要想熱水凍結(jié)速度超過冷水，熱水凍結(jié)點至少超過冷水凍結(jié)點5℃，即冷水樣達(dá)到零下7℃這一凍結(jié)點前，熱水樣首先達(dá)到零下2℃的這一凍結(jié)點。
D．如果以60℃為起步點，則熱水樣的凍結(jié)點超過冷水樣凍結(jié)點不到5℃，那么冷水凍結(jié)速度仍然超過熱水。
9、下列對文章內(nèi)容的分析和理解，不符合原文意思的一項是（ ）
A．姆佩巴效應(yīng)是一種過度冷卻效應(yīng)，布朗里奇的實驗可能只是發(fā)現(xiàn)了另一個類似的冷卻效應(yīng)，所以，他的發(fā)現(xiàn)不可能終結(jié)姆佩巴效應(yīng)的爭論。
B．布朗里奇做實驗時特別注意控制實驗的環(huán)境，即容器的類型和水樣在冰箱中的位置，這是他發(fā)現(xiàn)“雜質(zhì)說”的關(guān)鍵因素。
C．根據(jù)布朗里奇的凍結(jié)點與水中的雜質(zhì)有關(guān)的理論，我們可以推知含有少量水分的食物在冰箱中的凍結(jié)速度一定比自來水凍結(jié)速度快。
D．歸根到底，姆佩巴效應(yīng)的出現(xiàn)，跟熱水與冰箱的溫差、溶質(zhì)的濃度，以及溶于水的雜質(zhì)——鹽類有關(guān)。
參考答案：
7、B（原文是“幾乎從不在溫度降到零度時凍結(jié)”，該項缺“幾乎”一詞；而實驗中看到的現(xiàn)象不能說是“普遍存在”。） …點此進(jìn)入高中說明文閱讀訓(xùn)練參考答案100則查看完整參考答案（本文答案在第8頁）…9、D（推論武斷，在原文中也找不到依據(jù)。）
