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Des phénosophes et des scientifiques grecs plus anciens, tels que Aristote, ont porté une attention particulière à ce phénomène illogique dans la vie quotidienne et le célébraient dans leurs œuvres, mais ils ne se sont pas concentrés sur la question.

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Explorez l'effet inhabituel débuté en 1963 en raison d'un simple écolier d'Afrique de l'Est. Curieux Erasto Mpembea, préparant la crème glacée, remarquée que le lait chaud gèle plus vite que le froid. Enseignant en physique Eraso se moquait seulement du garçon. Mais l'écolier était persistant et continua d'étudier la découverte, en utilisant de l'eau au lieu de lait. Le résultat était la même - eau bouillante gelée plus rapidement.

Après 6 ans, un professeur de physique Dennis Osborne est arrivé à l'école, où le garçon a été étudié. L'école a dit à la physique de son ouverture. Cette fois, Erasto a été perçu sérieusement et le professeur a commencé à étudier la question. L'effet Dennis Osborne a confirmé, mais ne pouvait pas l'expliquer. Depuis 1969, le phénomène paradoxal s'appelle l'effet de l'arnaque. Sur la photo: Erasto Mpenba avec Dennis Osborne lors de l'étude du phénomène, de nombreuses théories et versions ont été présentées. Ainsi, en 2012, la Société britannique chimique royale a annoncé une concurrence d'hypothèses expliquant un phénomène curieux. 22 000 travaux scientifiques ont été enregistrés de différentes parties de la Terre, mais aucun d'entre eux n'a donné de réponse à la question.

Les hypothèses les plus courantes:

L'eau chaude gèle plus rapidement, car plus rapide s'évapore. Le volume du fluide diminue - la vitesse de refroidissement augmente. Mais pour la pureté de l'expérience, les conditions dans lesquelles l'évaporation ne s'est pas produite. Le résultat n'a pas changé - l'eau bouillante gelée plus rapidement. La version a été réfutée. La raison réside dans l'évaporation des gaz dissous dans l'eau. Lorsque des gaz chauffants s'évaporent, la densité d'eau change. L'augmentation de la densité augmente la conductivité thermique, le refroidissement survient plus rapidement. La température de l'eau affecte la distance entre les molécules. Plus il est élevé, plus la force répulsifie et la plus grande distance. Lorsqu'il est refroidi, la molécule est plus proche, soulignant l'énergie. Le retour de l'énergie est accompagné d'une diminution de la température. De telles conclusions sont devenues scientifiques de Singapour en 2013. En 2017, les physiciens d'Espagne ont déclaré que le phénomène était causé par un fort chauffage du fluide avant de refroidir. Dans le même temps, un phénomène fonctionne à certaines températures. Les mêmes scientifiques ont étudié l'effet inverse lorsque l'échantillon froid est congelé plus rapidement.

Jusqu'à présent, certains scientifiques effectuent des expériences et sont recherchées une connexion entre l'eau, sa température et son matériau à partir duquel le conteneur est effectué, d'autres sont interrogés par la réalité de l'effet. La recherche d'une réponse à la question se poursuit.

L'eau est l'un des liquides les plus étonnants de la lumière que des propriétés inhabituelles sont inhérentes. Par exemple, la glace est une condition solide du fluide, a un poids spécifique inférieur à celui de l'eau elle-même, qui a fait l'émergence et le développement de la vie sur terre. En outre, il y a des discussions dans le monde quasi scientifique et le monde scientifique à propos de laquelle l'eau gèle plus rapidement - chaud ou froid. Celui qui prouve le gel plus rapide du fluide chaud dans certaines conditions et justifie scientifiquement sa décision, recevra de la Société royale britannique des chimistes une récompense dans 1000 livres.

Votre version de l'explication de l'effet de la MPemba. Selon eux, la solution réside dans les propriétés uniques des liens chimiques dans l'eau.

Histoire de la question

Le fait que lorsqu'il exécute un certain nombre de conditions d'eau chaude dans la vitesse de congélation est en avance sur le froid, il a été remarqué au Moyen Âge. L'explication de ce phénomène a été déployée beaucoup d'efforts pour Francis Bacon (Francis Bacon) et René Descartes. Cependant, du point de vue de l'ingénierie de la chaleur classique, ce paradoxe est impossible à expliquer et ils ont essayé de timidité à ce sujet. Une histoire quelque peu curieuse qui est arrivée à l'écolier tanzanien Erasto Mpemba en 1963 était l'impulsion de la poursuite des litiges. Un jour lors de la leçon de cuisson à l'école de cuisiniers, le garçon, distrait par des outsiders, n'a pas eu le temps de refroidir le mélange pour la crème glacée à temps et de mettre une solution de sucre au congélateur au congélateur plus chaud. À sa surprise, le produit s'est raforé un peu plus vite que dans ses coarticules, qui observent la température de la crème glacée à cuisson.

Essayer de comprendre l'essence du phénomène, le garçon a fait appel à l'enseignant physique, qui, sans entrer dans les détails, ridiculisé ses expériences culinaires. Cependant, Erasto s'est distingué par une persévérance enviable et a poursuivi ses expériences plus sur le lait, mais sur l'eau. Il était convaincu que, dans certains cas, la congélation de l'eau chaude survient plus rapidement que le froid.

Comme on le sait, la molécule d'eau standard contient un atome d'oxygène et deux atomes d'hydrogène. Ils sont reliés par des obligations covalentes. Mais lorsqu'un composé de plusieurs molécules se produit, des atomes d'hydrogène forment également des connexions avec des atomes d'oxygène chez d'autres molécules. Ces liaisons d'hydrogène donnent de l'eau certaines de ses propriétés, telles qu'un point d'ébullition relativement élevé et une densité réduite pendant la congélation.

Saisie de l'université à Dar es Salaam, Eraso Mpember a visité la conférence du professeur Denis Osborne (Dennis G. Osborne). Après sa fin, l'étudiant a perplexe le scientifique sur le taux de gel de l'eau en fonction de sa température. D.G. Osborne s'est écrasé la question elle-même, en disant avec Aplomb que n'importe quel deux pièces est connue que l'eau froide gèlra plus rapidement. Cependant, la persévérance naturelle du jeune homme s'est sentie ressentie. Il a signé un pari avec professeur, offrant ici, en laboratoire, pour mener une vérification expérimentale. Erasto a placé deux récipients avec de l'eau dans le congélateur, dont la température de l'un était égale à 35 ° C (35 ° C) et dans la seconde - 212 ° F (100 ° C). Quelle était la surprise des professeurs et des "fans" environnants lorsque l'eau dans le deuxième conteneur est gelée plus rapidement. Depuis lors, ce phénomène a reçu le nom du "paradoxe des MPEM".

Cependant, jusqu'à présent, aucune hypothèse théorique mince expliquant le paradoxe de Mpemba. Il n'est pas clair quels facteurs externes, la composition chimique de l'eau, la présence de gaz dissous et de minéraux ont un effet sur la vitesse de congélation de liquides à différentes températures. La paradoxicité de l'effet "MPembbe" est qu'elle est contraire à l'une des lois ouvertes par I. Newton, qui stipule que le temps d'eau de refroidissement est directement proportionnel à la différence de température du fluide et de l'environnement. Et si tous les autres fluides sont complètement obéis par cette loi, l'eau dans certains cas est une exception.

Les chercheurs croient que lors de la propagation des molécules d'eau bouillante, prolonger ainsi les liaisons d'hydrogène. Mais en raison du volume limité, des liaisons covalentes dans des molécules individuelles sont comprimées, accumulant de l'énergie. Si l'eau gèle dans cet état, les liens libèrent l'énergie sous la forme d'un «ressort déverrouillé», refroidissant beaucoup plus rapidement.

Pourquoi l'eau chaude est-elle plus rapide gelée т

Il existe plusieurs versions, pourquoi l'eau chaude gèle plus rapidement que le froid. Les principaux sont pris en compte:

  • L'eau chaude s'évapore plus rapidement, tandis que son volume diminue, et un volume de fluide de fluide réduit plus rapide - lorsque l'eau se refroidit de + 100 ° C à 0 ° C, les pertes volumétriques à la pression atmosphérique atteignent 15%;
  • L'intensité de l'échange de chaleur entre le liquide et l'environnement est plus élevée, plus la différence de température est élevée, la perte de chaleur d'eau bouillante est plus rapide;
  • Lorsqu'il est refroidi de l'eau chaude sur sa surface, le cri est formé, ce qui empêche le gel complet du liquide et de son évaporation;
  • à haute température de l'eau, son mélange de convection se produit, le temps de réduction du gel;
  • Les gaz dissous dans l'eau diminuent le point de congélation, sélectionnant l'énergie à la formation de cristal, - il n'y a pas de gaz dissous dans de l'eau chaude.

Mais tous les experts ne sont pas d'accord avec une telle interprétation de l'effet du MPemb. Quelqu'un accuse les experts dans le fait que leur théorie pourrait prédire une nouvelle propriété d'eau. Cependant, ce n'est pas dans la compréhension habituelle. Le chimiste Richard Dawn de l'Université Stanford considère que le gel rapide de l'eau chaude dépend principalement de l'évaporation.

Toutes ces conditions ont été soumises à plusieurs reprises à une vérification expérimentale. En particulier, le scientifique allemand David Auerbach (David Auerbach) a révélé que la température de cristallisation à l'eau chaude est légèrement supérieure à celle du froid, ce qui permet de geler le premier plus rapide le premier. Cependant, plus tard, ses expériences ont été critiquées et de nombreux scientifiques sont convaincus que "l'effet MPMBE" sur ce que l'eau gèle plus rapidement - chaud ou froid, il est possible de reproduire que dans certaines conditions, la recherche et la concrétisation dont personne n'a été engagé dans l'heure actuelle.

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Pourquoi l'eau chaude gèle-t-elle plus vite que le froid?

Très probablement, précisément à cause de cela, l'effet de MPEMBE se produit. Peut-être que dans les futurs scientifiques pourront le prouver pleinement ou apporter des amendements à l'explication.

Ceci est vrai, bien que cela semble incroyable, car dans le processus de congélation, l'eau tiède doit passer la température de l'eau froide. Pendant ce temps, cet effet est utilisé. Par exemple, les rouleaux et les diapositives en hiver ont versé de l'eau chaude et non froide. Les spécialistes conseillent que les automobilistes se remplissent d'hiver dans le rondelle à froid froid et pas d'eau chaude. Le paradoxe est connu dans le monde comme "Effet MPembe".

Ce phénomène a mentionné Aristote, Francis Bacon et René Descartes, mais seulement en 1963, les professeurs de physique lui ont été versés et ont tenté d'explorer. Tout a commencé avec le fait que l'Écolier tanzanien Eraso Mpembba a noté que le lait sucré, qu'il préparait de la crème glacée, gèle plus vite s'il était préchauffé et avancé l'hypothèse que l'eau chaude gèle plus rapidement que le froid. Il a fait appel à des éclaircissements à l'enseignant de physique, mais il a ri seulement à l'étudiant en disant ce qui suit: "Ce n'est pas une physique mondiale, mais un médecin des MPEM."

Heureusement, Dennis Osborne était une fois à l'école, professeur de physique de l'Université de Dar es Salama. Et Mpemba lui a appelé avec la même question. Le professeur a été mis en place moins sceptique, a déclaré qu'il ne pouvait pas juger de ce qu'il n'avait jamais vu, et après avoir renvoyé chez lui a demandé aux employés de mener des expériences pertinentes. On dirait qu'ils ont confirmé les mots du garçon. En tout cas, en 1969, Osborne a parlé de travailler avec MPembo dans le magazine "Eng. La physique. Éducation. " La même année, George Kell du Conseil national de recherches du Canada a publié un article avec une description du phénomène de «eng. Américain. Journal De. La physique. "

Il existe plusieurs options pour expliquer ce paradoxe:

  • L'eau chaude s'évapore plus rapidement, réduisant ainsi son volume, et un volume d'eau réduit avec la même température gèle plus rapidement. Dans des conteneurs hermétiques, l'eau froide devrait geler plus rapidement.
  • La présence de doublure de neige. Le conteneur d'eau chaude est en train de se mettre sous lui-même, il s'agit donc de contact thermique avec une surface de refroidissement. L'eau froide ne brille pas sous elle. En l'absence de doublure de neige, le conteneur d'eau froide doit geler plus rapidement.
  • L'eau froide commence à geler en haut, aggravant ainsi les procédés d'émission de chaleur et de convection, et donc la perte de chaleur, tandis que l'eau chaude commence à geler en dessous. Avec une agitation mécanique supplémentaire d'eau dans des conteneurs, l'eau froide devrait geler plus rapidement.
  • La présence de centres de cristallisation dans de l'eau refroidie - des substances dissoutes. Avec un petit nombre de tels centres dans de l'eau froide, la transformation de l'eau dans la glace est difficile et éventuellement sa super-refroidissement lorsqu'elle reste dans un état liquide, ayant une température moins.

Récemment, une autre explication a été publiée. Le Dr Jonathan Katz (Jonathan Katz) de l'Université de Washington a enquêté sur ce phénomène et est arrivé à la conclusion qu'un rôle important dans celui-ci est joué par des substances dissoutes dans l'eau, qui sont déposées lorsqu'elles sont chauffées. Sous les substances dissoutes, le Dr Katz implique également des bicarbonates de calcium et de magnésium contenus dans de l'eau rigide. Lorsque l'eau est chauffée, ces substances sont déposées, l'eau devient douce. L'eau qui n'a jamais chauffé, contient ces impuretés, c'est "difficile". En gèle et la formation de cristaux de glace, la concentration d'impuretés dans l'eau augmente 50 fois. Pour cette raison, le point de congélation de l'eau est réduit.

Cette explication ne semble pas convaincante, car Pas besoin d'oublier que l'effet a été trouvé dans des expériences avec de la crème glacée et non d'eau rigide. Très probablement la cause du phénomène de thermophysique et non chimique.

Tandis que l'explication sans équivoque du paradoxe du MPemb n'est pas reçue. Je dois dire que certains scientifiques ne considèrent pas ce paradoxe digne d'attention. Cependant, il est très intéressant d'obtenir une simple reconnaissance de l'effet physique et a gagné la popularité en raison de sa curiosité et de sa persévérance.

Ajouté en février 2014

La note a été écrite en 2011. Depuis lors, de nouvelles études sur l'effet de MPembi et de nouvelles tentatives d'explication de son explication sont apparues. Ainsi, en 2012, la Société royale de la Grande-Bretagne a annoncé une concurrence internationale pour la solution des secrets scientifiques «Effet MPembi» avec un fonds de prix de 1000 livres. La date limite a été installée le 30 juillet 2012. Nikola Beregovik du laboratoire de l'Université de Zagreb est devenu le gagnant. Il a publié son travail dans lequel il a analysé les tentatives précédentes d'expliquer ce phénomène et a conclu qu'ils n'étaient pas convaincants. Le modèle proposé par eux est basé sur les propriétés fondamentales de l'eau. Ceux qui souhaitent trouver un emploi sur le lien http://www.rsc.org/mpemba-compétition/mpemba-winner.asp

La recherche à ce sujet n'a pas été complétée. En 2013, la physique de Singapour prouve théoriquement la cause de l'effet d'empubé. Le travail peut être trouvé par référence http://arxiv.org/abs/1310.6514.

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Bonjour Habr! Je présente votre attention sur la traduction de l'article "Pourquoi l'eau chaude gèle plus rapidement que les physiciens froids résolvent l'effet Momba".

Du traducteur: Toute sa vie a subi une question, et ici, vous avez été expliqué à nouveau.

Pourquoi l'eau chaude gèle-t-elle plus vite que le froid?

Résumé: En raison de la présence d'obligations d'hydrogène dans les molécules d'eau, une modification de la configuration des liaisons covalentes de O-H est modifiée, avec les fournitures d'énergie supplémentaire en eux, libérée pendant le refroidissement et le chauffage supplémentaire qui interfère avec la congélation. Dans l'eau chaude, les liaisons d'hydrogène sont étirées, covalentes non tenses, la réserve d'énergie est faible et le gel est plus rapide. Il y a un peu de temps caractéristique. Tau. nécessaire pour former des liaisons d'hydrogène si le processus de refroidissement ira lentement, l'effet du MPembr disparaîtra. Si le processus de refroidissement est relativement rapide (jusqu'à des dizaines de minutes), l'effet est exprimé. Il devrait probablement être une température critique, en commençant par lequel l'effet apparaît, mais cela n'est pas reflété dans l'article.

Une image de l'article original, en regardant que le lecteur doit voir avec toute la clarté que l'énergie est dans des liaisons covalentes, qui peuvent ensuite être libérées sous forme de chaleur supplémentaire, empêchant ainsi l'eau froide.

Histoire de la question

Aristote a tout d'abord noté que l'eau chaude gèle plus rapidement que le froid, mais les chimistes ont toujours refusé d'expliquer ce paradoxe. Jusqu'à ce jour.

L'eau est l'une des substances les plus ordinaires de la planète, mais dans le même temps l'un des plus mystérieux. Par exemple, comme dans la plupart des liquides, sa densité pousse pendant le refroidissement. Cependant, contrairement au reste, sa densité atteint un maximum à une température de 4c, puis commence à diminuer jusqu'à la température de cristallisation.

En phase solide, l'eau a une densité légèrement plus petite, raison pour laquelle la glace flotte à la surface de l'eau. C'est l'une des raisons de l'existence de la vie sur la terre - si la glace était plus dense d'eau, alors pendant la congélation, il laisserait tomber le fond des lacs et des océans, ce qui ferait impossible de nombreux types de processus chimiques qui font la vie possible.

Ainsi, il y a un effet Membaby étrange, nommé d'après l'étudiant tanzanien, qui a constaté que le mélange chaud pour la crème glacée gèle plus rapidement que le froid de la cuisine de l'école quelque part au début des années 1960. (En fait, cet effet a été noté par de nombreux chercheurs de l'histoire, à commencer par Aristote, Francis Bacon et René de Descartes).

Effet mpemba C'est que l'eau chaude gèle plus rapidement le froid. Cet effet a été mesuré dans une variété de cas avec diverses explications décrites ci-dessous. L'une des idées est que les navires chauds ont le meilleur contact thermique avec le congélateur et enlevez la chaleur plus efficacement. L'autre est que l'eau tiède s'évapore plus rapidement et, étant donné que ce processus est endothermique (est livré avec l'absorption de la chaleur) - il accélère la congélation.

Aucune de ces explications n'a l'air plausible, il n'y avait donc toujours aucune explication réelle.

Une nouvelle explication de l'effet (maintenant il est certainement correct)

Aujourd'hui, Chang de l'Université de Nangang Technology of Singapour et plusieurs de ses collègues ont fourni de telles. Ces gars-là font valoir que l'effet des MPEM est le résultat des propriétés uniques de divers types de communication, tenant ensemble des molécules d'eau.

Alors, quelle est la même chose dans ces connexions? Chaque molécule d'eau consiste en un atome d'oxygène relativement grand raccordé à deux atomes de faible hydrogène avec une liaison covalente classique. Mais si vous placez quelques molécules d'eau, les obligations d'hydrogène commenceront également à jouer un rôle important. Cela est dû au fait que des atomes d'hydrogène d'une molécule sont situés près de l'oxygène d'une autre molécule et interagissent avec elle. Les liens d'hydrogène sont beaucoup plus faibles que covalents (env. ~ 10 fois), mais plus fort que les forces de Van der Walles qui utilise un heckon pour coller aux murs verticaux.

Les chimistes ont longtemps été conscients de l'importance de ces liens. Par exemple, le point d'ébullition de l'eau est beaucoup plus élevé que celui des autres liquides avec des molécules similaires, du fait que les liaisons d'hydrogène contiennent les molécules ensemble.

Mais ces dernières années, les chimistes sont de plus en plus intéressés par d'autres rôles pouvant jouer des obligations à hydrogène. Par exemple, des molécules d'eau dans des capillaires minces forment de longues chaînes maintenues par des liaisons d'hydrogène. Ceci est très important pour les plantes qui ont une évaporation d'eau à travers les membranes de feuilles font glisser efficacement la chaîne de molécules d'eau de racines.

Maintenant, avec les co-auteurs, ils soutiennent que les obligations d'hydrogène expliquent également l'effet du MPembe. Leur idée clé est que les liaisons d'hydrogène conduisent à un contact plus dense de molécules d'eau, et lorsque cela se produit, la répulsion naturelle entre molécules conduit à la compression des liaisons covalentes et à l'accumulation d'énergie.

Cependant, lorsque le liquide est chauffé, la distance entre les molécules augmente et les liaisons d'hydrogène sont étirées. Il vous permet également d'augmenter la longueur des liaisons covalentes et d'attirer ainsi l'énergie accumulée dans elles. Un élément important de la théorie est le fait qu'un processus dans lequel des liaisons covalentes donnent de l'énergie accumulée dans leur équivalent au refroidissement!

En fait, cet effet améliore le processus de refroidissement habituel. Ainsi, l'eau chaude doit être refroidie plus rapidement que le froid, les auteurs se disputent. Et c'est exactement ce que nous observons dans l'effet de l'arnaque.

Pourquoi une nouvelle explication est-elle meilleure que la précédente?

Ces gars calculé la quantité de refroidissement supplémentaire et a montré qu'il correspond exactement à la différence observée dans les expériences Sur mesurer la différence de taux de refroidissement d'eau chaude et froide. Voilà! C'est un regard intéressant sur les propriétés complexes et mystérieuses de l'eau qui rendent encore les chimistes ne dorment pas la nuit. Malgré le fait que l'idée de Zi et de co-auteurs est convaincante, ce sera peut-être une autre erreur des théoriciens, que d'autres physiciens devront réfuter. En effet, les théories manquent de force prédictive (au moins - dans l'article original).

Zi et co-auteurs doivent tirer parti de leur théorie pour la prédiction de nouvelles propriétés de l'eau, qui ne sont pas dérivées du raisonnement ordinaire. Par exemple, si des obligations covalentes sont raccourcies, cela devrait entraîner de nouvelles propriétés mesurées de l'eau, ce qui n'aurait pas à se manifester autrement. L'ouverture et la mesure de telles propriétés constitueraient la dernière cerise sur le gâteau, qui manque la théorie sous sa forme actuelle.

Donc, malgré le fait que les gars avaient peut-être expliqué l'effet de MPemb, bien, ils ont besoin d'un peu de podnaping pour convaincre les autres.

Quoi qu'il en soit, ils ont une théorie intéressante.

P.s. En 2016, l'un des co-auteurs - Chang Sun (Chang Q. Sun) avec Yi Sun (Yi Sun) a publié une déclaration plus complète de la théorie proposée, avec la prise en compte des effets de surface, de la convection, de la diffusion, de la radiation et autres facteurs - et semblant un bon accord avec l'expérience (Springer).

Littérature

Littérature

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: O: relaxation anormale de liaison H-O

Original: https://medium.com/thysics-arxiv-blog/whie-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicistes-solve-the-mpemba-effect-d8a2f611e853

Pourquoi "expliqué à nouveau" - et parce que c'était déjà:

  1. https:/doi.org/10.1103/Physrevx.9.021060.
  2. Processus de Markov Non-EquilibriS: Peut suivre certaines trajectoires inhabituelles plus rapidement que l'équilibre, donc une eau de refroidissement rapide de refroidissement de l'eau bouillante tombe sur une telle trajectoire «accélérée» et dépassant de l'eau froide (qui refroidit dans des conditions plus d'équilibre).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.ct.6b00735
  4. Clusters (également dus aux liaisons d'hydrogène) qui interfèrent avec la cristallisation. Dans de l'eau bouillante, il n'existe pas de clusters de ce type et lors de sa congélation, ils n'ont pas le temps de se former, et dans l'eau, pendant une longue période de l'ancien rhume à l'extérieur du congélateur, et ils ne le donnent pas pour le geler normalement.
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059
  6. La super-refroidissement sous le point de congélation, qui dans de l'eau à l'origine chaude est faible, car le gâchis est plus grand, et il ne suffit pas d'organiser le congélateur dans le processus de congélation. (Mais ici, c'est clairement un problème - dans des expériences, toute la courbe de refroidissement de l'eau chaude est plus rare froide, et non seulement le processus de congélation, et ce "trouble" sur la conductivité thermique et le refroidissement s'il doit être influencé en ralentissement du refroidissement, et accélération).

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

Quelle eau gèle plus vite

L'eau s'évapore de la surface et prend de la chaleur. L'eau chaude est plus rapide (ce n'est pas clair que, après avoir aligné les températures, l'eau qui continue de s'évaporer plus activement, bien qu'elle soit déjà plus froide que cette eau qui était à l'origine froide).

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

Toutes les convexes du vin, qui améliorent l'échange de chaleur (les flux de convection tournent sur l'inertie et après la température des lunettes nivelées et pendant longtemps après cela).

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

Erasto Mpemba (Eraso Mpemba)

Dans tout, la dissolution des impuretés (gaz?). En ébullition, des impuretés d'eau moindre, gelant plus vite.

Quel type d'eau gèle plus vite, chaud ou froid, de nombreux facteurs affectent, mais la question elle-même semble un peu étrange. Il est implicite, et il est connu de la physique que l'eau chaude a encore besoin de temps pour se refroidir jusqu'à la température de l'eau froide comparée pour se transformer en glace. Avec de l'eau froide, cette étape peut être ignorée et, en conséquence, il gagne à temps.

Mais la réponse à la question de savoir ce que l'eau gèle plus rapidement - froid ou chaud - dans la rue en gelée, tout résident de latitudes du nord le sait. En substance, scientifiquement, il s'avère que dans tous les cas, l'eau froide est simplement obligée de geler plus rapidement.

Ouverture d'Erassto Mpemba.

L'enseignant de physique, à laquelle un écolier Erasto Mpembea s'est adressé en 1963 pour expliquer pourquoi un mélange froid de crème glacée future gèle plus longtemps que similaire, mais chaud.

"Ce n'est pas une physique mondiale, mais une sorte de physique mpembe"

A cette époque, l'enseignant ne rigola que de cela, mais Denss Osborne, professeur de physique, qui a ensuite conduit à la même école, où il a étudié Erasto, a confirmé expérimentalement la présence d'un tel effet, bien qu'il n'y ait pas d'explication puis cette. En 1969, un article conjoint de ces deux personnes a été publié dans le journal scientifique populaire, décrivant cet effet particulier.

Pourquoi l'eau chaude gèle plus rapidement

Depuis lors, d'ailleurs, la question de savoir ce que l'eau gèle gèle - chaud ou froid, a son propre nom - l'effet, le paradoxe, l'arnaque.

La question se poser il y a longtemps

Théière.

Naturellement, avant qu'un tel phénomène n'avait eu une place, et il a été mentionné dans les œuvres d'autres scientifiques. Non seulement un écolier était intéressé par ce problème, mais également son temps pensé à Francis Bacon, René Descartes et même Aristote.

Mais seules les approches de la décision de ce paradoxe ont commencé à ne regarder qu'à la fin du XXe siècle.

Conditions pour avoir un paradoxe

image.

Comme dans le cas de la crème glacée, pas seulement l'eau ordinaire gèle pendant l'expérience. Il doit y avoir certaines conditions afin de commencer à argumenter quelle eau gèle plus rapidement - froid ou chaud. Qu'est-ce qui affecte le cours de ce processus?

Maintenant, au XXIe siècle, plusieurs options ont été avancées, ce qui peut expliquer le paradoxe donné. Ce que l'eau gèle plus vite, chaude ou froide, peut dépendre du fait que l'eau chaude a une plus grande que celle du froid, le taux d'évaporation. Ainsi, son volume diminue, et avec une diminution du volume et le temps de la congélation devient moins que si vous prenez une quantité initiale similaire d'eau froide.

Quel genre d'eau gèle chaud ou froid

Pendant longtemps, ils ont défié le congélateur

Quel type d'eau gèle plus rapidement et pourquoi cela se produit peut affecter la doublure de neige, qui peut se produire dans le congélateur du réfrigérateur utilisé pour l'expérience. Si vous prenez deux conteneurs identiques en volume, mais dans l'un d'entre eux, il y aura de l'eau chaude et, dans l'autre - un froide, un récipient à l'eau chaude fond sous la neige informatique, améliorant ainsi le contact de niveau de chaleur avec la paroi du réfrigérateur. Le conteneur d'eau froide ne peut pas faire cela. S'il n'y a pas de si doublure de neige dans la chambre de réfrigération, l'eau froide devrait geler plus rapidement.

Quelle eau gèle plus vite que chaude ou froide

Le sommet est en panne

De plus, le phénomène de ce que l'eau gèle plus rapidement - chaud ou froid, expliqué comme suit. Suite à certaines lois, le gel de l'eau froide commence à partir des couches supérieures lorsque chaud le fait au contraire - il commence à geler à partir du bas vers le haut. Dans le même temps, il s'avère que l'eau froide, ayant une couche froide avec déjà dans des endroits formés de la glace, les processus de convection et de rayonnement thermique s'autorient, expliquent ainsi ce que l'eau gèle plus rapidement - froid ou chaud. Des photos d'expériences amateurs attachées et ici, il est clairement visible.

La chaleur sort, s'efforce, et il est trouvé avec une couche très refroidie. Il n'y a pas de chemin libre pour l'émission de chaleur, car le processus de refroidissement devient difficile. De tels obstacles sur leur chemin absolument pas d'eau chaude. Ce qui gèle plus rapidement - froid ou chaud, à partir desquels le résultat probable dépend, il est possible d'étendre la réponse au fait que toute eau a certaines substances dissoute dedans.

Impuretés dans la composition de l'eau comme facteur affectant le résultat

Quelle eau gèle plus vite et pourquoi

Si vous ne trichez pas et n'utilisez pas d'eau avec la même composition, lorsque les concentrations de certaines substances sont identiques, l'eau froide devrait congeler plus rapidement. Mais si la situation se produit lorsque des éléments chimiques dissous ne sont en stock que dans l'eau chaude et que l'eau froide ne les a pas, alors il y a une opportunité d'eau chaude à gelée auparavant. Il est expliqué par le fait que les substances dissoutes dans l'eau créent des centres de cristallisation et avec une petite quantité de ces centres, la conversion de l'eau en état solide est difficile. Il est possible même la super-refroidissement de l'eau, dans le sens qu'à une température moins, il sera dans un état liquide.

Quelle eau gèle plus vite que chaude ou froide

Mais toutes ces versions, on peut le voir, n'a pas complètement organisé les scientifiques et a continué de travailler sur cette question. En 2013, une équipe de chercheurs à Singapour a déclaré avoir réussi à résoudre une énigme du siècle.

Un groupe de scientifiques chinois soutient que le secret de cet effet consiste en la quantité d'énergie stockée entre les molécules d'eau dans ses liaisons appelées hydrogène.

Quelle eau gèle une photo plus rapide froide ou chaude

Richier des scientifiques chinois

Suivant suivra des informations, pour comprendre que vous devez avoir des connaissances en chimie pour comprendre ce que l'eau gèle plus rapidement - chaud ou froid. Comme on le sait, la molécule d'eau se compose de deux atomes H (hydrogène) et un atome de (oxygène) maintenu entre eux des liaisons covalentes.

Mais aussi des atomes d'hydrogène d'une molécule sont attirés par des molécules voisines, à leur composant d'oxygène. Ceux-ci sont soi-disant appelés hydrogène.

Il convient de rappeler que, dans le même temps, les molécules d'eau agissent les unes des autres répulsifs. Les scientifiques ont noté que lorsqu'il est chauffé de l'eau entre ses molécules, la distance augmente, ce qui est favorisé juste des forces répulsives. Il s'avère que des liaisons d'hydrogène, occupant une distance entre les molécules dans une condition froide, peuvent être dites étirées et ont une plus grande quantité d'énergie. C'est ce stock d'énergie libéré lorsque les molécules d'eau commencent à se rapprocher les unes des autres, c'est-à-dire que le refroidissement se produit. Il s'avère que la plus grande quantité d'énergie dans l'eau chaude et sa libération accrue lors du refroidissement à des températures moins, est plus rapide que dans l'eau froide, qui a beaucoup d'énergie. Alors, quelle eau gèle plus vite - froid ou chaud? Dans la rue et dans le laboratoire, il devrait y avoir un paradoxe de l'écume et l'eau chaude devrait se transformer en glace plus rapidement.

Quelle eau gèle une photo plus rapide froide ou chaude

Mais la question est toujours ouverte Il n'y a que la confirmation théorique de cette atténuation - tout cela est écrit par de belles formules et semble plausible. Mais lorsque ces expériences, quelle eau gèle plus vite - chaude ou froide, sera livrée de manière pratique et leurs résultats seront présentés, alors il sera possible d'envisager la question du paradoxe du MPembi fermé. Le temps froid est caractéristique de la plupart de notre pays. En plus du ski à ce moment-là, certaines expériences avec de l'eau peuvent être effectuées. Par exemple, jetez de l'eau chaude dans l'air, faisant ainsi la neige. Cette astuce spectaculaire est basée sur un fait intéressant connu depuis l'époque d'Aristote. Il est décrit simplement - l'eau chaude gèle plus rapidement que le froid. Cette propriété a reçu le nom de l'effet de la MPemb. Écolier tanzanien a découvert ce phénomène en 1963. Alors, pourquoi l'eau chaude gèle plus vite que le froid? .

Expériences avec glace

Erasto Mpembea et d'autres enfants de son école ont souvent fait de la glace à l'aide d'une chambre de congélation de l'école. Le processus était comme suit: ils ont bouilli du lait et mélangé avec du sucre. Après cela, ce mélange a été placé dans le congélateur. Et une fois que MPemba s'est précipité et a mis la substance qui en résulte refroidir dans l'état chauffé.

Il s'est avéré que sa glace s'est avérée plus rapidement qu'un camarade de classe. Mais il y a peu de gens ont cru un écolier et, en 1969, Mpemba, ainsi que les physiciens du professeur publiés

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Quelle eau gèle une photo plus rapide froide ou chaude

à cette occasion. Cet effet n'est pas toujours observé, alors si vous essayez de le répéter à la maison, loin du fait que cela se produira. Probablement il y a quelques raisons Explanation versions de cet effet

La détection de l'effet de la MPemba n'a pas permis une précision absolue à expliquer ce phénomène. Pour bien comprendre, ce processus n'a pas encore réussi, mais les différends scientifiques sont réalisés beaucoup. Et il existe plusieurs versions d'expliquer l'effet de la MPemba.

L'hypothèse la plus avancée - l'eau chaude s'évapore due à la perte de masse. En conséquence, le liquide gèle, perdant moins de chaleur. Cependant, il y avait des cas lorsque l'effet du MPembi a été observé dans des conteneurs fermés, où l'évaporation n'était pas.

Quelle eau gèle une photo plus rapide froide ou chaude

Une autre hypothèse est que l'eau développe des flux de convection et des gradients de température, car il s'agit de refroidissement. Un verre de refroidissement rapide avec de l'eau chaude aura de grandes différences de température et plus rapidement pour éliminer la chaleur de la surface. Tandis qu'un verre d'eau uniformément refroidi a une différence de température plus petite. Également obtenu moins de convection accélérant le processus.

Il y a aussi d'autres théories. Par exemple, selon l'un d'entre eux, l'effet des gaz dissous dans l'eau sur le processus de congélation. En 2013, un groupe de chercheurs de Singapour

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