賈宇軒賈菲菲（山東省萊陽市第一中學）
李筱宇賈洞
摘要：本文通過比較鋼條簡諧振動的方法，提出了共振過程中的節點跨越問題，而確定了高溫引起的整體耗散速率更大，和節點跨越增幅，是這個問題的決定性核心因素。
關鍵詞：彈性勢能；傳遞耗散；跨越增幅；波動整體；
正文：為什麼熱水比冷水會更快地結冰呢？這是乙個疑問了幾千年的問題，最早記載此現象的是亞里斯多德，他寫道：
「先前被加熱過的水，有助於它更快地結冰。因此當人們想去冷卻熱水，他們會先放它在太陽下．．．」而後培根，和笛卡兒等也介紹過這個現象。直至2023年，才由坦尚尼亞一間中學乙個名叫 mpemba 的學生引入現代科學。
當前對這個現象的解釋有1. 蒸發說2溶解氣體說3. 對流說等觀點，但都不能令人信服。
那麼，熱水比冷水會更快結冰的根本原因是什麼呢？為了解決這個問題，我現在給大家介紹乙個很有趣的實驗。
現在拿兩根完整的鋼據條，分別將其一端壓在乙個箱體上，（比如洗衣機等，但最好壓在鼓上）另一面懸空，這時，同時去撥拉鋼據條。乙個鋼據條用全力去拉，另乙個用半力去拉，然後將兩個儲備了不同彈性勢能的鋼據條突然同時放開，讓其自由的震動，那麼到最後，那乙個鋼據條會最先停止呢？很多人可能會說，當然用力小，而彈性勢能小，震動幅度小的最先停止震動。
而用力拉，彈性勢能大，震動幅度大的最晚停止震動。但問題恰恰不是這樣，它們停止震動的時間經常很難判斷，更有甚者，在一些情況下，用力拉，彈性勢能大的鋼條竟會最先停止震動，為什麼會這樣呢？我們可以發現，當把壓在鼓上的鋼據條突然放開，而使其快速震動的時候，被壓在鼓面一端的鋼條會同時將前端鋼條的震動傳遞給鼓，而使鼓發生強烈的共振。
讓鼓喔哦的響起來，彈性勢能大的鋼條引起的鼓鳴聲非常大，而彈性勢能小的鋼條引起的鼓鳴聲相對小的多。現在，我們就可以分析，彈性勢能大的鋼條因為引起的鼓鳴聲非常大，而使鼓可以迅速的、更大比效，份效的，將大彈性勢能鋼條的能量、動量更大份量的傳遞出去，而使大彈性勢能鋼條的能量、動量以更快速度的衰減，之後也會使鋼鋸條更快速度的停止震動。反之，彈性勢能小的鋼條因為引起的鼓鳴聲非常小，這使鼓傳遞鋼條彈性勢能的比效、份效很小，而使小彈性勢能鋼條的能量、動量傳遞衰減速度很慢，這就使小彈性勢能鋼條會更以更慢的速度停止震動。
由上面的分析我們可以看出，鋼條彈性勢能的衰減速度與傳遞耗散的速度成正比，與原始彈性勢能的量成反比。這樣，當傳遞耗散的速度份效比不是等比量增減的時候，就會發生雖然鋼條彈性勢能大，但卻會更快的將總能量耗盡而更快的停止震動的情況。以上的情況也可以用下圖來說明：
(11)
波的傳播總伴隨著能量的傳輸，機械波傳輸機械能，單位時間內通過垂直於傳播方向的單位面積的能量稱為波的能流密度，用來描述波的強度，能流密度與振幅的平方成正比。其中的關係可用以下函式關係來說明：w（t0）=w-（w；∕t）×t
但是，很多人可能會發現，這裡面存在乙個重要的問題，就是，大能量的鋼據條在能量、動量衰減的過程中，總有個和小能量鋼據條的能量、動量，並且震幅都完全相同的瞬間點，在那個瞬間點的時刻，是不是又會同小能量鋼據條具備同樣的起步條件了嗎？前面的時間不就是多執行的時間嗎？在冷水、熱水的問題中，這也是個最不可讓人理解的同點過程問題？
現在問題的最大結點就在這裡，包括水問題的最大結點也在這裡！怎樣解決這個問題呢？我們現在來看，由於鼓端**和鋼條端**之間存在乙個能量傳播距離，這兩個波動端點之間會形成波動程差，而造成波動時差**，而鋼鋸條存在震動的先發性，鼓的震動存在後發性，這使波在鼓和鋼條之間往復**傳播過程中，因後發性，由鼓外圍空間大氣**共振而使鼓產生的震動幅度，在同時點一定大於鋼條的震動幅度，這樣，在鋼據條的能量、動量衰減並震幅衰減都正好達到節點的時候，鼓的震動幅度由於以上關係卻一定在高於節點，這樣，在鼓端高於節點的回波跨過節點，回傳到鋼鋸條發動端的時候，馬上又會加大鋼據條的震動耗散幅度，這就使鋼據條的耗散波幅迅速加高性誇過節點，而形成新的一定大於節點耗散的跨越性鋼條耗散震幅，而形成再次**回波，這樣，由於共震波的動盪往復傳播關係，雖然存在節點問題，但大能量鋼據條的耗散幅度量在跨過節點後，(到達小鋼條的起始振幅)，其能量耗散頻率份還是大於小能量鋼據條的最大耗散點的，並且這個過程在跨越後，會一直持續節點性的再次和多次跨越性的保持下去。
而使大能量鋼鋸條的衰減幅度，一直節點比較性的大於小鋼鋸條，而形成整體衰減高幅度的至始至終保持性，以完成大能量鋼鋸條比小能量鋼鋸條最先耗盡能量而停止震動的情況。這是由於回波的時差性，所引起的共振反跳引起的。(10)
①大鋼條震動幅度衰減為低幅度時（和小剛條的起始平等幅度），左遠端的箱震動卻延時性還在高幅度。
②因為震動的傳遞關係，箱的高幅度震動正在回傳給低幅度鋼鋸條的過程。
③箱高幅度震動最後完全返回傳遞給鋼鋸條（最右端），而使鋼鋸條重新出現高幅度震動，（大於小鋼條的起始幅度）而形成跨節點性高震動幅度。
這個問題也可以說明，1鼓的體積要一定程度的大，以便可以製造回波的時差性共震反跳。2對鋼條的撥動程度要有一定的要求，以便可以完美的形成共震，並完成這些過程。
我們在做實驗的時候，會有個聲音突然增高，震動最大的過程，這個過程對震動能量的消耗最巨大，並且只有在這個過程以後，才可能明顯的出現大震動突然衰減更快的現象。
現在，再來看冷熱水的問題，就容易解決了。放在冷環境中的水，實際上也可以是乙個大的鋼據條，冷水一定要通過周圍的空氣等、以波動或者共振波動的性質，來將熱量傳遞出去，這樣，乙個冰箱的環境空氣就與水形成了乙個波動整體，這就成了鋼據條和鼓的關係，水是鋼條，冰箱裡的空氣是大鼓，冰箱冷卻管是大鼓的周圍空氣，水的溫度越高，其傳播能量的速率就越大，水的溫度越低，其傳播能量的速率就越小，當高溫水到達低溫水節點的時候，由於冰箱範圍空氣的波動性傳遞歸波時差問題，和水體積性的波體積問題，使高溫水跨過節點後，又馬上獲得了乙個回波共震波幅度增量，這使高溫水跨過節點後，還是以大於低溫水最大傳遞波幅的速率來繼續性的耗散能量，當這個跨越性的節點波幅的增量總體速效一定大於低溫水的總體速效的時候，總體時間裡，高溫水的總能量耗散超過低溫水的乙個合理數值的時候，那麼，高溫水就一定要快於地溫水而先結冰了！！！這就是為什麼熱水比冷水會更快地結冰的基本原理！
高溫引起的整體耗散速率更大，和節點跨越增幅，是這個問題的決定性核心因素。
其可能和鋼條存在的不同之處為：1整個液體的體積本身就會形成一套完整的脈動效能量交換體系，所以水的體積相對越大，形成能量交換速率差的程度就越大。產生節點跳越的程度和可能性也越大。
2水裡面的雜質曲路性越複雜，交換速率差和形成的的程度就越大。3不可以人為的製造能量交換遮蔽外層，就是說，盡量用傳遞熱波動更好的材料來盛冷、熱水。比如說鐵杯一定會好於紙杯等條件。
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