- Rambler / nyheder

Mere gamle græske filosoffer og forskere, som Aristoteles, opmærksom på dette ulogiske fænomen i hverdagen og fejrede ham i deres værker, men de fokuserede ikke på spørgsmålet.

foreslået

Udforsk den usædvanlige effekt begyndte i 1963 på grund af en simpel skolepige fra Østafrika. Nysgerrig Erasto Mpembea, der forbereder is, bemærkede, at varm mælk fryser hurtigere end kold. Lærer i fysik eraso grinede kun på drengen. Men skolepige var vedholdende og fortsatte med at studere opdagelsen, ved hjælp af vand i stedet for mælk. Resultatet var det samme - kogende vand frosset hurtigere.

Efter 6 år kom en professor i fysik Dennis Osborne til skole, hvor drengen blev studeret. Schoolboy fortalte fysik om hans åbning. Denne gang blev EraSasto opfattet alvorligt, og professoren begyndte at studere problemet. Dennis Osborne Effect bekræftet, men kunne ikke forklare det. Siden 1969 kaldes det paradoksale fænomen effekten af ​​svindel. På billedet: Erasto MPENBA med Dennis Osborne under studiet af fænomenet blev der fremsat mange teorier og versioner. Så i 2012 annoncerede det britiske kongelige kemiske samfund en konkurrence på hypoteser, der forklarede et nysgerrig fænomen. 22.000 videnskabelige værker blev registreret fra forskellige dele af jorden, men ingen af ​​dem gav svar på spørgsmålet.

De mest almindelige hypoteser:

Varmt vand fryser hurtigere, fordi hurtigere fordampes. Væskens volumen falder - den køligerehastighed øges. Men for renheden af ​​eksperimentet forekomede betingelserne for, at fordampning ikke forekom. Resultatet er ikke ændret - kogende vand frosset hurtigere. Versionen blev afvist. Årsagen ligger i fordampningen af ​​opløste gasser i vand. Når opvarmede gasser fordampes, ændres vanddensiteten. Stigningen i densiteten øger den termiske ledningsevne, kølingen forekommer hurtigere. Vandtemperaturen påvirker afstanden mellem molekyler. Jo højere det er, desto stærkere afstødningsstyrken og jo mere afstand. Når de afkøles, er molekylet tættere, fremhæver energi. Returen af ​​energi ledsages af et fald i temperaturen. Sådanne konklusioner kom forskere fra Singapore i 2013. I 2017 udtalte fysikere fra Spanien, at fænomenet skyldtes en stærk opvarmning af væsken før afkøling. Samtidig arbejder et fænomen ved visse temperaturer. De samme forskere studerede den modsatte virkning, når den kolde prøve er frosset hurtigere.

Indtil videre udfører nogle forskere eksperimenter og søges efter en forbindelse mellem vand, dets temperatur og materiale, hvorfra beholderen er lavet, andre stilles spørgsmålstegn ved virkeligheden af ​​effekten. Søgningen efter et svar på spørgsmålet fortsætter.

Vand er en af ​​de mest fantastiske væsker i lyset, at usædvanlige egenskaber er iboende. For eksempel er is en solid tilstand af væsken, har en specifik vægt lavere end selve vandet, hvilket gjorde fremkomsten og udviklingen af ​​livet på jorden. Derudover er der diskussioner i den nærmeste videnskabelige, og den videnskabelige verden, som vandet fryser hurtigere - varmt eller koldt. Den, der beviser hurtigere frysning af varm væske under visse forhold og videnskabeligt begrunder sin beslutning, vil modtage fra det britiske kongelige samfund af kemikere en belønning i 1000 pund.

Din version af forklaringen af ​​virkningen af ​​MPEMBA. Ifølge dem ligger løsningen i de unikke egenskaber af kemiske bånd i vand.

Spørgsmålet om spørgsmålet

Den kendsgerning, at når man udfører en række betingelser for varmt vand i frysningshastigheden, er forud for kulden, blev det bemærket i middelalderen. Forklaringen af ​​dette fænomen blev brugt meget indsats for Francis Bacon (Francis Bacon) og René Descartes. Men fra klassisk varmekontingeniør er dette paradoks umuligt at forklare, og de forsøgte at genert om det. En noget nysgerrig historie, der skete med Tanzanian Schoolboy Erasto Mpemba i 1963, var impulsen til fortsættelsen af ​​tvisterne. En dag under madlavning lektion i skolen af ​​kokke, drengen, distraheret af udenforstående, havde ikke tid til at afkøle blandingen til is på tide og sætte en sukkeropløsning i fryseren i fryseren varmere. Ved sin overraskelse afkøles produktet noget hurtigere end i dets kombinerede, hvilket observerer temperaturen af ​​madlavning is.

Forsøger at forstå essensen af ​​fænomenet, appellerede drengen til fysiklæreren, som uden at gå ind i detaljer latterliggjorde sine kulinariske eksperimenter. Imidlertid blev ERAASTO kendetegnet ved misundelsesværdig udholdenhed og fortsatte sine eksperimenter ikke længere på mælk, men på vandet. Han var overbevist om, at fryseren af ​​varmt vand forekommer i nogle tilfælde hurtigere end koldt.

Som det er kendt, indeholder standardvandsmolekylet et oxygenatom og to hydrogenatomer. De er forbundet med kovalente obligationer. Men når en forbindelse med flere molekyler forekommer, danner hydrogenatomer også forbindelser med oxygenatomer i andre molekyler. Disse hydrogenbindinger giver vand nogle af dets egenskaber, såsom et relativt højt kogepunkt og en reduceret densitet under frysning.

Erasto MPembers besøgte University i Dar Es Salaam, Erasto MPembers besøg for professor Denis Osborne (Dennis G. Osborne). Efter hendes ende forbløffede den studerende forskeren om frysning af vand afhængigt af dets temperatur. D.g. Osborne lider på selve spørgsmålet og sagde med APROMB, at ethvert to-værelse er kendt, at koldt vand vil fryse hurtigere. Men den naturlige udholdenhed af den unge mand gjorde sig selv følte. Han underskrev et væddemål med professor, der tilbyder her, i laboratoriet for at gennemføre en eksperimentel kontrol. Erasto placerede to beholdere med vand i fryseren, hvis temperatur i en var lig med 95 ° F (35 ° C) og i den anden - 212 ° F (100 ° C). Hvad var overraskelsen for professorer og de omkringliggende "fans", da vandet i den anden beholder frosne hurtigere. Siden da har dette fænomen modtaget navnet på "Paradox of Mpems".

Men hidtil er der ingen slanke teoretisk hypotese, der forklarer Paradox of Mpemba. Det er ikke klart, hvilke eksterne faktorer, den kemiske sammensætning af vand, tilstedeværelsen af ​​opløste gasser og mineraler har en virkning på frysehastigheden af ​​væsker, der er ved forskellige temperaturer. Paradoksiteten af ​​"MPEMBE-effekten" er, at det er i strid med en af ​​de love, der er åbne af I. Newton, som siger, at tidspunktet for kølevand er direkte proportional med forskellen i væsketemperatur og miljø. Og hvis alle andre væsker er fuldstændig adlydes af denne lov, er vandet i nogle tilfælde en undtagelse.

Forskere mener, at under kogende vandmolekyler spredes, forlænger hydrogenbindinger. Men på grund af begrænset volumen komprimeres kovalente bindinger i individuelle molekyler, akkumulerende energi. Hvis vand fryser i denne tilstand, frigiver linkene energien i form af en "ulåst fjeder", køling meget hurtigere.

Hvorfor varmt vand hurtigere frosset т

Der er flere versioner, hvorfor varmt vand fryser hurtigere end koldt. De vigtigste overvejes:

  • Varmt vand fordampes hurtigere, mens dets volumen falder, og et mindre volumen væske afkøles hurtigere - når vandet afkøles fra + 100 ° C til 0 ° C, når de volumetriske tab ved atmosfærisk tryk på 15%;
  • Intensiteten af ​​varmeveksling mellem væsken og miljøet er højere, desto højere er temperaturforskellen, så varmetabet af kogende vand er hurtigere;
  • Når det er afkølet varmt vand på overfladen, dannes grædet, hvilket forhindrer den komplette frysning af væsken og dens fordampning;
  • Ved høj vandtemperatur opstår dens konvektionsblanding, frysningstidspunktet for frysning;
  • Gasserne opløst i vand reducerer frysepunktet, vælger energien til krystaldannelse - der er ingen opløste gasser i varmt vand.

Men ikke alle eksperter er enige med en sådan fortolkning af MPEMB's virkning. Nogen beskylder eksperter i det faktum, at deres teori kunne forudsige en ny egenskab af vand. Det er dog ikke i den sædvanlige forståelse. Chemist Richard Dawn fra Stanford University anser overhovedet, at den hurtige frysning af varmt vand hovedsageligt afhænger af fordampning.

Alle disse betingelser blev gentagne gange underkastet eksperimentel verifikation. Især fandt den tyske videnskabsmand David Auerbach (David Auerbach), at varmtvandskrystallisationstemperaturen er lidt højere end den for kulde, hvilket gør det muligt at hurtigere frysning af den første. Men senere blev hans eksperimenter kritiseret, og mange forskere er overbeviste om, at "MPMBE-effekten" om, hvad vand fryser hurtigere - varmt eller koldt, er det muligt kun at reproducere under visse betingelser, hvis søgning og konkretisering ikke har været involveret i den aktuelle tid.

Se også:

Hvad er temperaturen af ​​døden for en person

Hvor mange mennesker kan leve uden luft

Hvorfor fryser varmt vand hurtigere end koldt?

Mest sandsynligt, netop på grund af dette, forekommer virkningen af ​​MPEMBE. Måske i de fremtidige forskere vil være i stand til fuldt ud at bevise det eller bringe nogle ændringer til forklaringen.

Dette er sandt, selv om det lyder utroligt, for i processen med frysning skal det varme vand passere temperaturen på det kolde vand. I mellemtiden anvendes denne effektshire. For eksempel hældes ruller og glider i vinteren varmt, ikke koldt vand. Specialister anbefaler bilister til at udfylde vinteren i vaskemaskinen koldt og ikke varmt vand. Paradox er kendt i verden som "MPEMB-effekten".

Dette fænomen nævnte Aristoteles, Francis Bacon og René Descartes, men kun i 1963 blev professorer af fysik betalt til ham og forsøgte at udforske. Det hele begyndte med det faktum, at Tanzanian Schoolboy Erasto Mpembba bemærkede, at sødet mælk, som han plejede at forberede is, fryser hurtigere, hvis det var forvarmet og frembragte antagelsen om, at varmt vand fryser hurtigere end koldt. Han appellerede til afklaring til fysiklæreren, men han grinede kun på den studerende og sagde følgende: "Dette er ikke en verdensfysik, men en læge af MPEM'er."

Heldigvis var Dennis Osborne engang på skolen, professor i fysik fra University of Dars Salama. Og Mpemba appellerede til ham med det samme spørgsmål. Professoren blev oprettet mindre skeptisk, sagde, at han ikke kunne dømme, hvad han aldrig havde set, og efter at have vendt hjem, bad medarbejderne om at gennemføre relevante eksperimenter. Ser ud som om de bekræftede drengens ord. Under alle omstændigheder talte Osborne i 1969 om at arbejde med Mpembo i magasinet "Eng. Fysik. Uddannelse. " I samme år offentliggjorde George Kell fra det canadiske nationale forskningsråd en artikel med en beskrivelse af fænomenet i "Eng. Amerikansk. Tidsskrift Af. Fysik. "

Der er flere muligheder for at forklare dette paradoks:

  • Varmt vand fordampes hurtigere, hvilket reducerer dets volumen, og et mindre volumen vand med samme temperatur fryser hurtigere. I hermetiske containere skal koldt vand fryses hurtigere.
  • Tilstedeværelsen af ​​sneforing. Varmtvandsbeholderen sker i sig selv, det er derfor termisk kontakt med en køleoverflade. Koldt vand skinner ikke under det. I mangel af sneforing skal den kolde vandbeholder fryse hurtigere.
  • Koldt vand begynder at fryse ovenfra og derved forværre processerne med varmeemission og konvektion og derfor varmetab, mens varmt vand begynder at fryse nedenunder. Med yderligere mekanisk omrøring af vand i beholdere bør koldt vand fryses hurtigere.
  • Tilstedeværelsen af ​​krystallisationscentre i afkølet vand - stoffer opløst i det. Med et lille antal sådanne centre i koldt vand er transformationen af ​​vand i isen vanskelig og muligvis dens superkøling, når det forbliver i en flydende tilstand, der har en minustemperatur.

For nylig blev en anden forklaring offentliggjort. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) fra Washington University undersøgte dette fænomen og kom til den konklusion, at en vigtig rolle i den spilles af opløste stoffer i vand, som deponeres, når de opvarmes. Under de opløste stoffer indebærer Dr. Katz også calcium- og magnesiumbicarbonater, som er indeholdt i stift vand. Når vandet opvarmes, deponeres disse stoffer, vand bliver blødt. Vand, der aldrig har opvarmet, indeholder disse urenheder, det er "hårdt". Da det fryser og dannelsen af ​​iskrystaller, øges koncentrationen af ​​urenheder i vand 50 gange. På grund af dette reduceres vandfrysningspunktet.

Denne forklaring virker ikke overbevisende, fordi Du behøver ikke at glemme, at effekten blev fundet i eksperimenter med is, og ikke med stift vand. Sandsynligvis årsagen til fænomenet termofysisk og ikke kemisk.

Mens den utvetydige forklaring af MPEMB's paradoks ikke modtages. Jeg må sige, at nogle forskere ikke overvejer dette paradoks, der er værd at være opmærksomme. Det er imidlertid meget interessant, at en simpel skolebuk har opnået anerkendelse af den fysiske effekt og opnået popularitet på grund af dens nysgerrighed og udholdenhed.

Tilføjet i februar 2014

Notatet blev skrevet i 2011. Siden da har nye undersøgelser af virkningen af ​​MPEMBI og nye forsøg på at forklare det vist sig. Så i 2012 annoncerede det kongelige kemiske samfund i Storbritannien en international konkurrence om løsningen af ​​videnskabelige hemmeligheder "MPEMBI-effekt" med en præmiefond på 1000 pund. Deadline blev installeret den 30. juli 2012. Nikola Beregovik fra Laboratoriet for University of Zagreb blev vinderen. Han offentliggjorde sit arbejde, hvor han analyserede tidligere forsøg på at forklare dette fænomen og konkluderede, at de ikke var overbevisende. Modellen foreslået af dem er baseret på vandets grundlæggende egenskaber. Dem, der ønsker, kan finde et job på linket http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Forskning om dette blev ikke afsluttet. I 2013 viste fysik fra Singapore teoretisk årsagen til Empube-effekten. Arbejdet kan findes efter reference http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Lignende på emnet for artikler på stedet:

451 grader Fahrenheit, Papirbrandtemperatur?

Medicinsk infrarød termometer - myter og virkelighed

Hvorfor er den stjerneklare himmel sort? (fotometrisk paradoks)

Mysterium af rødt blad

Hvorfor gør lynlås og torden torden?

Hvorfor himlen er blå?

Hej, HABR! Jeg præsenterer for din opmærksomhed oversættelsen af ​​artiklen "Hvorfor varmt vand fryser hurtigere end koldefysikere løser Momba-effekten".

Fra oversætteren: Alt hans liv led et spørgsmål, og her blev du forklaret igen.

Hvorfor fryser varmt vand hurtigere end koldt?

Sammenfatning: På grund af tilstedeværelsen af ​​hydrogenbindinger i vandmolekyler ændres en ændring i konfigurationen af ​​kovalente bindinger af O-H, med forsyningerne af yderligere energi i dem, frigivet under afkøling og arbejder som en yderligere opvarmning, der interfererer med frysning. I varmt vand er hydrogenbindinger strakt, kovalent ikke spændt, energi reserve er lavkøling og frysning er hurtigere. Der er noget karakteristisk tid. Tau. Nødvendig for at danne hydrogenbindinger, hvis køleprocessen vil gå langsomt, forsvinder effekten af ​​MPEMB. Hvis køleprocessen er relativt hurtig (op til titusindvis), udtrykkes effekten. Det skal nok være en vis kritisk temperatur, der starter med hvilken effekten vises, men det afspejles ikke i artiklen.

Et billede fra den oprindelige artikel, der ser på, som læseren skal se med al klarhed, at energi er i kovalente bindinger, som derefter kan frigives i form af yderligere varme, hvilket forhindrer koldt vand.

Spørgsmålet om spørgsmålet

Aristoteles først bemærkede, at varmt vand fryser hurtigere end koldt, men kemikere nægtede altid at forklare dette paradoks. Op til denne dag.

Vand er et af de mest almindelige stoffer på jorden, men samtidig en af ​​de mest mystiske. For eksempel, som i de fleste væsker, vokser dens tæthed under afkøling. I modsætning til resten når dens densitet imidlertid et maksimum ved en temperatur på 4C, og begynder derefter at falde op til krystallisationstemperaturen.

I fast fase har vand en lidt mindre densitet, hvilket er grunden til, at isflyder på vandets overflade. Dette er en af ​​grundene til eksistensen af ​​liv på jorden - hvis isen var tættere af vand, så under frysning ville han falde bunden af ​​søerne og oceanerne, hvilket ville gøre det umuligt mange typer kemiske processer, der gør livet muligt.

Så der er en mærkelig membaby-effekt, der er opkaldt efter Tanzanian-studerende, der fandt ud af, at den varme blanding til is fryser hurtigere end kulden i fryseren af ​​skolens køkken et eller andet sted i begyndelsen af ​​1960'erne. (Faktisk blev denne effekt noteret af mange forskere i historien, begyndende med Aristoteles, Francis Bacon og Rene of Descartes).

Mpemba effekt. Det er, at varmt vand fryser hurtigere koldt. Denne effekt blev målt i en række tilfælde med forskellige forklaringer beskrevet nedenfor. Et af ideerne er, at varme fartøjer har den bedste termiske kontakt med fryseren og fjerner varme mere effektivt. Den anden er, at varmt vand fordampes hurtigere, og da denne proces er en endotermisk (leveres med absorption af varme) - så accelererer den frysning.

Ingen af ​​disse forklaringer ser plausible ud, så der var stadig ingen reel forklaring.

En ny forklaring af effekten (nu er det helt sikkert korrekt)

I dag, Chang fra Nangang Technology University of Singapore og flere af hans kolleger leverede sådan. Disse fyre hævder, at virkningen af ​​MPEM'er er resultatet af de unikke egenskaber af forskellige typer kommunikation, der holder vandmolekyler sammen.

Så hvad er det samme i disse forbindelser? Hvert vandmolekyle består af et relativt stort oxygenatom forbundet med to lave hydrogenatomer med en konventionel kovalent binding. Men hvis du placerer et par vandmolekyler, vil hydrogenbindingerne også begynde at spille en vigtig rolle. Dette skyldes, at hydrogenatomer af et molekyle er placeret nær oxygenet af et andet molekyle og interagere med det. Hydrogenbindinger er meget svagere end kovalent (ca. pr. ~ 10 gange), men stærkere end van der Waleskræfter, der bruger en heckon til at holde fast i lodrette vægge.

Kemister har længe været opmærksom på betydningen af ​​disse bånd. For eksempel er vandets kogepunkt meget højere end for andre væsker med lignende molekyler på grund af det faktum, at hydrogenbindinger holder molekylerne sammen.

Men i de senere år bliver kemikere i stigende grad interesseret i andre roller, der kan spille hydrogenbindinger. For eksempel danner vandmolekyler i tynde kapillærer lange kæder, der holdes af hydrogenbindinger. Dette er meget vigtigt for planter, der har fordampning af vand gennem bladene membranerne, trækker effektivt kæden af ​​vandmolekyler fra rødder op.

Nu med medforfattere hævder de, at hydrogenbindinger også forklarer virkningen af ​​MPEMBE. Deres nøgleide er, at hydrogenbindinger fører til en mere tæt kontakt af vandmolekyler, og når dette sker, fører den naturlige afstødning mellem molekyler til kompressionen af ​​kovalente bindinger og akkumulering af energi i dem.

Men når væsken opvarmes, øges afstanden mellem molekyler, og hydrogenbindinger strækkes. Det giver dig også mulighed for at øge længden af ​​kovalente obligationer og dermed trække energi akkumuleret i dem. Et vigtigt element i teorien er, at en proces, hvor kovalente bindinger giver energi akkumuleret i dem - svarende til køling!

Faktisk forbedrer denne effekt den sædvanlige køleproces. Således skal varmt vand afkøles hurtigere end koldt, argumenterer forfatterne. Og det er præcis det, vi observerer i virkningen af ​​scam.

Hvorfor er en ny forklaring bedre end tidligere?

Disse gutter. beregnet mængden af ​​yderligere afkøling og viste, at det nøjagtigt svarer til den observerede forskel i eksperimenterne På måling af forskellen i varme og kolde vandkølingshastigheder. Voila! Dette er et interessant kig på de komplekse og mystiske egenskaber af vand, der stadig gør kemikere ikke sove om natten. På trods af at ideen om Zi og medforfattere er overbevisende, kan det være en anden fejltagelse af teoretikere, som andre fysikere bliver nødt til at afvise. Dette skyldes, at teorier mangler prædiktiv styrke (i det mindste - i den oprindelige artikel).

ZI og medforfattere skal udnytte deres teori til forudsigelse af nye egenskaber af vand, som ikke er afledt af almindelig begrundelse. For eksempel, hvis kovalente bindinger forkortes, bør dette føre til nogle nye målte egenskaber af vand, hvilket ikke behøver at manifestere sig ellers. Åbning og måling af sådanne egenskaber ville være den sidste kirsebær på kagen, hvilket mangler teorien i sin nuværende form.

Så trods det faktum, at gutterne måske har forklaret virkningen af ​​MPEMB, har de godt brug for en smule podnaping for at overbevise andre.

Vær det som det kan, de har en interessant teori.

S.s. I 2016 offentliggjorde en af ​​medforfatterne - Chang Sun (Chang Q. Sun) sammen med Yi Sun (Yi Sun) en mere fuldstændig redegørelse for den foreslåede teori, med overvejelse af overfladeeffekter, konvektion, diffusion, stråling og andre faktorer - og tilsyneladende god aftale med eksperiment (springer).

Litteratur

Litteratur

Ref: ARXIV.org/abs/1310.6514: O: H-O Bond Anomalous Relaxation Relondende MPEMBA Paradox

Original: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicists-Solve-the-mpemba-effect-d8a2f611e853.

Hvorfor "forklarede igen" - og fordi det allerede var:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. Ikke-ligevægt Markov-processer: Kan følge nogle usædvanlige baner, der er stærkt hurtigere end ligevægt, derfor falder hurtigt kølende kogende vand på en sådan "accelereret" bane og overhaler koldt vand (som afkøler i flere ligevægtsforhold).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6B00735.
  4. Klynger (også på grund af hydrogenbindinger), der interfererer med krystallisation. I kogende vand er der ingen sådanne klynger, og under dens frysning har de ikke tid til at danne og i vand i lang tid af den tidligere kolde uden for fryseren, og de giver det ikke til at fryse det normalt.
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059.
  6. Superkøling under frysepunktet, som i oprindeligt varmt vand er svagere, fordi rodet er større, og det er ikke nok at organisere i fryseren i fryseprocessen. (Men her er det klart et problem - i eksperimenter, hele kølekurven af ​​varmt vand er stejlere koldt, og ikke kun fryseprocessen og denne "lidelse" på termisk ledningsevne og afkøling, hvis den skal påvirkes ved at nedsætte køling, og acceleration).

https://www.scifikationenirect.com/science/article/pii/s0140700716302869.

Hvilket vand fryser hurtigere

Vand fordampes fra overfladen og tager varme. Varmt vand er hurtigere (kun det er ikke klart, hvorfor, efter at have tilpasset temperaturerne, det vand, der var varmt, fortsætter med at fordampe mere aktivt, selvom det allerede er koldere end det vand, der oprindeligt var koldt).

https://www.scifikationenirect.com/science/article/pii/s0017931014008072.

Alle vinkonvektion, som forbedrer varmeveksling (konvektionsstrømme spinder over inerti og efter temperaturen af ​​brillerne nivelleret og i lang tid efter det).

American Journal of Physics 77, 27 (2009); https://doi.org/10/1119/1.2996187.

Erasto mpemba (erasto mpemba)

Alt i alt opløsningen af ​​urenheder (gasser?). I kogende vand urenheder mindre, fryser hurtigere.

Hvilken slags vand fryser hurtigere, varmt eller koldt, mange faktorer påvirker, men selve spørgsmålet virker lidt mærkeligt. Det er underforstået, og det er kendt fra den fysik, som varmt vand stadig har brug for tid til at afkøle til temperaturen af ​​det sammenlignede koldt vand for at blive til is. Med koldt vand kan dette stadium springes over, og det vinder derfor i tide.

Men svaret på spørgsmålet om, hvad vand fryser hurtigere - koldt eller varmt - på gaden i frost, ved enhver bosiddende i de nordlige breddegruer. I det væsentlige viser sig videnskabeligt, at koldt vand under alle omstændigheder er simpelthen forpligtet til at fryse hurtigere.

Åbning Erassto MPEMBA.

Fysiklæreren, som en skolebuk erasto mpembea adresseret i 1963 for at forklare, hvorfor en kold blanding af fremtidige is fryser længere end lignende, men varmt.

"Dette er ikke en verdensfysik, men en slags fysik mpemb"

På det tidspunkt lo læreren kun på dette, men Denss Osborne, professor i fysik, som på et tidspunkt kørte ind i samme skole, hvor han studerede Erassto, bekræftede eksperimentelt tilstedeværelsen af ​​en sådan virkning, selv om der ikke var nogen forklaring derefter til det her. I 1969 blev en fælles artikel af disse to personer offentliggjort i den populære videnskabelige tidsskrift, som beskrev denne særlige virkning.

Hvorfor varmt vand fryser hurtigere

Siden da har spørgsmålet om, hvad vandfryser fryser - varmt eller koldt, sit eget navn - effekten eller paradoksen, fidus.

Spørgsmålet opstod for længe siden

Tekande.

Naturligvis, før et sådant fænomen havde et sted at være, og han blev nævnt i andre videnskabsmænds værker. Ikke kun en skolepige var interesseret i dette problem, men også hans tid troede på Francis Bacon, Rene Descartes og endda Aristoteles.

Men kun tilgange til beslutningen om dette paradoks er begyndt at se kun i slutningen af ​​det tyvende århundrede.

Betingelser for at have et paradoks

billede.

Som i tilfælde af is fryser ikke kun almindeligt vand under eksperimentet. Der skal være visse betingelser for at begynde at argumentere, hvilket vand der fryser hurtigere - koldt eller varmt. Hvad påvirker kurset af denne proces?

Nu er der i det 21. århundrede blevet fremsat flere muligheder, hvilket kan forklare det givne paradoks. Hvilket vand fryser hurtigere, varmt eller koldt, kan afhænge af, at varmt vand har en større end for kold, fordampningshastigheden. Således falder mængden, og med et fald i volumenet og tidspunktet for frysning bliver det mindre, end hvis du tager en lignende indledende mængde koldt vand.

Hvilken slags vand fryser varmt eller koldt

I lang tid trodde de fryseren

Hvilken slags vand fryser hurtigere, og hvorfor dette sker, kan påvirke sneforingen, hvilket kan forekomme i fryseren af ​​køleskabet, der anvendes til eksperimentet. Hvis du tager to containere identiske i volumen, men i en af ​​dem vil der være varmt vand, og i den anden - en kold, beholder med varmt vand smelter under det sne og derved forbedrer varmekontakten med køleskabets væg. Koldvandsbeholder kan ikke gøre dette. Hvis der ikke er nogen sådan foring med sne i kølerkammeret, skal koldt vand fryse hurtigere.

Hvilket vand fryser hurtigere end varmt eller koldt

Toppen er nede

Også fænomenet af det vand fryser hurtigere - varmt eller koldt, forklaret som følger. Efter visse love starter den kolde vandfrysning fra de øverste lag, når det er varmt, tværtimod - det begynder at fryse fra bunden op. På samme tid viser det sig, at koldt vand, der har et koldt lag med allerede på steder, der er dannet is, påvirker konvektionsprocesserne og termisk stråling sig selv, hvilket forklarer, hvad vand fryser hurtigere - koldt eller varmt. Billeder fra amatørforsøg vedhæftet, og her er det tydeligt synligt.

Varme kommer ud, stræber op, og der findes med et meget afkølet lag. Der er ingen fri vej til varmeemission, fordi køleprocessen bliver vanskelig. Sådanne forhindringer på deres vej absolut ikke varmt vand. Hvad fryser hurtigere - koldt eller varmt, hvorfra det sandsynlige resultat afhænger af, er det muligt at udvide svaret på, at ethvert vand har visse stoffer opløst i det.

Urenheder i sammensætningen af ​​vand som en faktor, der påvirker udfaldet

Hvilket vand fryser hurtigere og hvorfor

Hvis du ikke snyder og bruger vand med samme sammensætning, hvor koncentrationerne af visse stoffer er identiske, bør koldt vand fryses hurtigere. Men hvis situationen opstår, når opløste kemiske elementer kun er på lager i varmt vand, og det kolde vand ikke har dem, så er der mulighed for varmt vand at fryses før. Det forklares ved, at opløste stoffer i vand skaber krystallisationscentre, og med en lille mængde af disse centre er omdannelsen af ​​vand til fast tilstand vanskelig. Det er muligt selv superkøling af vand i den forstand, at ved en minustemperatur vil det være i en flydende tilstand.

Hvilket vand fryser hurtigere end varmt eller koldt

Men alle disse versioner, det kan ses, ikke fuldt ud arrangere forskere, og de fortsatte med at arbejde på dette problem. I 2013 udtalte et team af forskere i Singapore, at de formåede at løse en århundredes gåde.

En gruppe af kinesiske forskere hævder, at hemmeligheden ved denne effekt består i mængden af ​​energi, der opbevares mellem vandmolekyler i dets bindinger, der er omtalt som hydrogen.

Hvilket vand fryser hurtigere koldt eller varmt billede

Ripprage fra kinesiske forskere

Næste vil følge oplysninger, for at forstå, hvilke du har brug for at få viden i kemi til at forstå, hvad vand fryser hurtigere - varmt eller koldt. Som det er kendt, består vandmolekylet af to H-atomer H (hydrogen), og et atom af (oxygen) holdes mellem sig selv kovalente bindinger.

Men også hydrogenatomer af et molekyle tiltrækkes til nabolande, til deres oxygenkomponent. Disse angiveligt kaldes hydrogen.

Det skal huskes, at vandmolekyler på samme tid handler på hinanden afvisende. Forskere bemærkede, at ved opvarmning af vand mellem dets molekyler stiger afstanden, og dette fremmes bare repulsive kræfter. Det viser sig, at hydrogenbindinger, der besætter en afstand mellem molekyler i en kold tilstand, kan siges strakt, og de har større energiforsyning. Det er denne bestand af energi, der frigives, når vandmolekylerne begynder at komme tæt på hinanden, det vil sige, at afkøling opstår. Det viser sig, at den større energiforsyning i varmt vand og dets større frigivelse under afkøling til minustemperaturer er hurtigere end i koldt vand, hvilket har en masse energi. Så hvad vand fryser hurtigere - koldt eller varmt? På gaden og i laboratoriet bør der være et paradoks af skum, og varmt vand skal blive til is hurtigere.

Hvilket vand fryser hurtigere koldt eller varmt billede

Men spørgsmålet er stadig åbent Der er kun teoretisk bekræftelse af denne dæmpning - alt dette er skrevet af smukke formler og synes plausibelt. Men når disse eksperimenter, hvilket vand fryser hurtigere - varmt eller koldt, vil blive leveret i en praktisk forstand, og deres resultater vil blive præsenteret, så vil det være muligt at overveje spørgsmålet om paradoks af MPEMBI lukket. Koldt vejr er karakteristisk for det meste af vores land. Udover skiløb på dette tidspunkt kan nogle eksperimenter med vand udføres. For eksempel kast varmt vand i luften, hvilket gør sneen. Dette spektakulære trick er baseret på en interessant kendsgerning kendt siden tidspunktet for Aristoteles. Det beskrives simpelthen - varmt vand fryser hurtigere end koldt. Denne ejendom modtog navnet på virkningen af ​​MPEMB. Tanzanian Schoolboy opdagede dette fænomen i 1963. Så hvorfor fryser varmt vand hurtigere end koldt? .

Eksperimenter med is

Erasto Mpembea og andre børn i hans skole lavede ofte is med et skolefrysningskammer. Processen var som følger: De kogte mælk og blandede den med sukker. Derefter blev denne blanding anbragt i fryseren. Og når MPEMBA skyndte sig og satte det resulterende stof til at afkøle i den opvarmede tilstand.

Det viste sig, at hans is viste sig hurtigere end en klassekammerat. Men der troede få mennesker en skolepige, og i 1969 offentliggjorde Mpemba sammen med professorfysikere

Artikel.

Hvilket vand fryser hurtigere koldt eller varmt billede

i denne anledning. Denne effekt observeres ikke altid, så hvis du forsøger at gentage det hjemme, langt fra det faktum, at det vil ske. Sandsynligvis der er et par grunde Forklaring versioner af denne effekt

Påvisningen af ​​virkningen af ​​MPEMBA tillod ikke absolut nøjagtighed at forklare dette fænomen. For fuldt ud at forstå denne proces er det endnu ikke lykkedes, men videnskabelige tvister gennemføres meget. Og der er flere versioner af at forklare virkningen af ​​MPEMBA.

Den hyppigst avancerede hypotese - varmt vand fordamper på grund af massetab. Som følge heraf fryser væsken, og taber mindre varme. Der var imidlertid tilfælde, hvor virkningen af ​​MPEMBI blev observeret i lukkede beholdere, hvor fordampning ikke var.

Hvilket vand fryser hurtigere koldt eller varmt billede

En anden antagelse er, at vand udvikler konvektionsstrømme og temperaturgradienter, da det køler. Et hurtigt køleglas med varmt vand vil have store temperaturforskelle og hurtigere at fjerne varme fra overfladen. Mens et ensartet afkølet glas vand har en mindre temperaturforskel. Også opnået mindre konvektion accelererende processen.

Der er også andre teorier. For eksempel ifølge en af ​​dem, effekten af ​​opløste gasser i vand på fryseprocessen. I 2013, en gruppe forskere fra Singapore

Add a Comment