冰的热扩散系数水内部与表面温差而形成的密度梯度，导致热传递速率不平均而产生该现象。热导率及热扩散率为物质间及内部导热的重要参数。首先从逻辑上
来讲，热水在降温过程中总要变成冷水，如果热水冷却后与另一参照物冷水性质完全相同，则一定是另一参照物冷水先结冰。而之所以出现姆潘巴现
象，从事后诸葛亮角度来讲，该热水水表温度冷却到与另一参照物冷水温度相同时，此时热水的内部温度及导热系数一定与另一冷水不同，也即虽然
外表温度一样，但内部层次分级密度结构一定有所区别。冷水系统因内外温差不大，密度趋于一致，导致热量扩散较为均匀，热量向外界的迁移速度
小于水体内部的热扩散率，使水温整体降低。而热水系统因为内部密度梯度等原因，水表与水内温差较大，形成温度断层，使水表热量向外界的迁移
速度远大于水内向水表的热扩散速度，水表在较少热量交换的情况下就可以快速降低水表温度，而水内的热量还无法及时传递到水表。当热水的水表
快速降到0℃以下，形成冰晶层时，此时冰晶代替了原来水外壳。冰的导热系数在0℃时近似为同温度下水的导热系数的4 倍，这就意味着在同样
的温差条件下水失去热量的速度是冰的1/4 ，吸热时冰的吸热速度是水的4倍。冰的热扩散系数约为水的9倍，这就是说冰在同样的温度梯度下
达到平衡的速度是水的9倍，也就是冰能够更快的降温或者升温。此时冰外壳可以快速降低水温速度，也即热水只要先于冷水形成冰外壳，及可快速
形成冰块。 |
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