Может ли горячая вода замерзнуть быстрее, чем холодная?

Горячая вода может замерзнуть быстрее, чем холодная. Однако это не всегда происходит, и наука точно не объяснила Почему это может случится.

Хотя Аристотель, Бэкон и Декарт все описывали горячую воду, которая замерзает быстрее, чем холодная, этому понятию в основном противодействовали до 1960-х годов, когда ученик средней школы по имени Мпемба заметил, что горячая смесь для мороженого, помещенная в морозильник, замерзнет до того, как смесь для мороженого охладится до комнатной температуры перед помещением в морозильник. Мпемба повторил свой эксперимент с водой, а не со смесью мороженого, и обнаружил тот же результат: горячая вода замерзла быстрее, чем более холодная вода. Когда Мпемба попросил своего учителя физики объяснить наблюдения, учитель сказал Мпембе, что его данные должны быть ошибочными, потому что это было невозможно.

Мпемба задал тот же вопрос приглашенному профессору физики доктору Осборну. Этот профессор ответил, что он не знает, но он проверит эксперимент. Доктор Осборн попросил лаборанта выполнить тест Мпембы. Лабораторный техник сообщил, что он продублировал результат Мпембы: «Но мы продолжим эксперимент, пока не получим правильный результат. «Ну, данные есть данные, поэтому, когда эксперимент был повторен, он продолжал давать то же самое результат. В 1969 году Осборн и Мпемба опубликовали результаты своих исследований. Теперь феномен, при котором горячая вода может замерзнуть быстрее, чем холодная, иногда называют

Нет четкого объяснения того, почему горячая вода может замерзнуть быстрее, чем холодная. Различные механизмы вступают в игру, в зависимости от условий. Основными факторами являются:

• Испарение - испаряется больше горячей воды, чем холодной, тем самым уменьшая количество воды, оставшейся для замерзания. Измерения массы позволяют нам полагать, что это важный фактор при охлаждении воды в открытых контейнерах, хотя это не тот механизм, который объясняет, как происходит эффект Мпемба в закрытых контейнерах.
• Переохлаждение - горячая вода имеет тенденцию испытывать меньше эффект переохлаждения чем холодная вода. Это повышает вероятность того, что оно станет твердым, когда достигнет точки замерзания воды.
• Конвекция - Вода развивает конвекционные потоки при охлаждении. Плотность воды обычно уменьшается с повышением температуры, поэтому емкость с охлаждающей водой обычно теплее сверху, чем снизу. Если мы предположим, что вода теряет большую часть тепла по всей своей поверхности (что может или не может быть правдой, в зависимости от условия), тогда вода с более горячей верхней частью теряет свое тепло и замерзает быстрее, чем вода с более холодной верхней частью.
• Растворенные газы - горячая вода обладает меньшей способностью удерживать растворенные газы, чем холодная вода, что может повлиять на скорость ее замерзания.
• Влияние окружения - Разница между начальными температурами двух емкостей с водой может влиять на окружение, что может влиять на скорость охлаждения. Одним из примеров может служить теплая вода, которая плавит уже существующий слой инея, обеспечивая лучшую скорость охлаждения.

Теперь не верьте мне на слово! Если вы сомневаетесь, что горячая вода иногда замерзает быстрее, чем холодная, проверьте это сами. Имейте в виду, что эффект Мпембы не будет виден для всех экспериментальных условий, поэтому обратитесь к ссылки в этом посте чтобы увидеть, что может работать лучше для вас (или попробуйте сделать мороженое в вашем морозильнике, если вы примете это как демонстрацию эффекта).