我用两只规格相同一次性纸杯分别倒入等量的热水和冷水，放在零下16摄氏度的冰箱中，是冷水先冻结的。

我用两只规格相同一次性纸杯分别倒入等量的热水和冷水，放在零下16摄氏度的冰箱中，是冷水先冻结的。

结冰，需要满足两个条件，首先是液体温度达到冰点以下，其次是需要有晶种。
你的实验显然是冷水先达到冰点以下的温度；所以先结冰。
当都达到冰点以下的温度时，液体与环境温度差较大的先有晶种，这个时候，就比环境高的液体先结冰。