第1个回答 2012-05-19
在看了很多人的分析，思考及提出的各种说法（如：含杂质说，传导论，温差大一讲，对流论，气压解释，蒸发说等）后，发现很多人都在一个基础上去思考，即：热水变成冰过程中一定经过冷水这一阶段。得到的解释都有局限性。我觉得热水变成冰不见得一定经过冷水。
我给解释是：冷热水谁先结冰，主要与 水平均分子动能 变成 冰分子平均动能的 难度 和 水分子平均势能 变成 冰分子平均势能的 难度 有关。
以下是我对这个现象的解释。
这里仅是把2002年想的东西做一个记录，这也算是给过去一个交代吧。
好转入正题。对于热水比冷水结冰快我给出的解释是：水分子的动能比势能更易变化。以下为具体内容。
现在对水，冰进行比较。水密度1.00*1000kg/m3，冰密度 0.9*1000kg/m3，说明同等数量水分子组成水的体积，比冰的体积小。水变冰的过程，一个是体积变大，另一个是温度变低的过程（但很多人只注意温度）。
a.体积…
关于水密度的规定时曾说：水在0～100摄氏度中，当温度为4摄氏度时密度最大，这时水的密度为标准密度。以水体积为y轴温度为x轴画图，可得出在0摄氏度到温水间图像为开口向上的曲线（有点像抛物线），曲线的顶点是x=4。
b.温度…
从微观看，温度是对物体平均分子动能的反映。即：温度越高，平均分子动能越大，反之越小。
现回到问题的现象上来。从微观看水变成冰的过程是水分子平均动能变小，水分子平均距离变大且成形的过程（请注意每个冰分子有自己特定的位置，不可随便跑动）。而这一切都是通过水分子动能来改变。
现象：热水比冷水结冰快，温水比冷水体积大，冰比水体积大，温水比冷水温度大。
结论：水分子平均动能比其势能更易改变。
预测：以4摄氏度为分界点，0～4摄氏度任一个温度结冰所需时间，在4～温水这段都有一个温度对应。
预测二：4摄氏度结冰所需时间，在0～温水的温度中它是最长的。
另外想特别说明：这个说法是温水比冷水先结冰，热水与冷水比较则不好说有点复杂，要考虑到：
1、这时热水分子的平均动能升高变成冰分子的平均动能难度变大，但热水分子的平均势能变冰分子的平均势能难度变小。
2、水变冰的过程，与饱和盐结晶有类似，（因此我觉得水结冰更应该说是，水里析出冰来）结晶的条件要考虑进去，如有凝结核的结冰更快点（即：两种状态分子的排布情况）。
3、当时的实验气压（毕竟气压要够低，就算40度水也可以烧开，还有它还可能影响水的密度）。
4、热水是多少度。
水结冰所需时间就看这四点因素共同作用了，而由此可得：热水结冰所需时间有可能比冷水快，也可能慢，或同时。但第一个因素占主导。
热水变成冰，从微观讲最重要是，热水分子动势能变成冰分子动势能，和热水分子排布、间距与冰分子一致就可以了。热水变冷水在到冰的过程，分子动能一直降温，没问题。问题在于，分子势能由高变低再变高（或更高）。这样来是比较繁琐的。
欢迎加希望有人能证明我这一说法是 荒谬的 或者是 正确的。在这里我先谢谢你了。