Задумывались ли вы, горячая вода действительно может замерзнуть быстрее чем холодная вода и если да, то как это работает? Если это так, то вам нужно знать об эффекте Мпемба.
Проще говоря, эффект Мпемба - это имя, данное явлению, когда горячая вода замерзает быстрее, чем холодная вода. Хотя эффект наблюдался веками, он не был опубликован в качестве научного наблюдения до 1968 года.
Эффект Mpemba назван в честь Эрасто Мпембы, танзанийского школьника, который утверждал, что мороженое быстрее замерзнет, если его нагреть, а затем заморозить. Хотя его сверстники высмеивали его, Мпемба рассмеялся последним, когда его инструктор провел эксперимент, демонстрируя эффект. Мпемба и директор школы доктор Денис Григорьевич Осборн заметил, что время, необходимое для начала замораживания, заняло больше всего времени, если начальная температура воды была 25 ° С, и намного меньше времени, если начальная температура была 90 ° С.
Причины, по которым происходит эффект Мпемба
Ученые не совсем уверены, почему горячая вода иногда замерзает быстрее, чем холодная. Эффект Мпембы не всегда виден - часто холодная вода замерзает перед горячей водой. Объяснение этого эффекта, вероятно, связано с примесями в воде, которые служат местами зарождения для замерзания. Другие факторы могут включать в себя:
- эффект от испарения горячей воды
- повышенная конвекция в горячей воде
- повышенная склонность холодной воды к переохлаждению по сравнению с горячей водой
- потенциально различное количество растворенных газов в холодной воде по сравнению с горячей водой
- эффект образования наледи - горячая вода имеет тенденцию замерзать снизу, а холодная вода - замерзать сверху
- теплопроводность, в результате чего емкость с горячей водой тает через изолирующий лед в морозильной камере, потенциально подвергая емкость более холодному слою подо льдом
Узнать больше о точка замерзания воды.
источники
Барридж, Генри С. «Ставить под сомнение эффект Мпембы: горячая вода не охлаждается быстрее, чем холодная», том 6 научных докладов, Пол Ф. Линден, Номер статьи: 37665, 24 ноября 2016 г.
Jeng, Monwhea (2006). «Горячая вода может замерзнуть быстрее, чем холодная ???». Американский журнал физики. 74 (6): 514–522. arXiv: физика / 0512262. DOI:10.1119/1.2186331
Джин, Jaehyeok; Годдард III, Уильям А. (2015). «Механизмы, лежащие в основе эффекта Мпембы в воде, из моделирования молекулярной динамики». Журнал физической химии C. 119 (5): 2622–2629. DOI:10,1021 / jp511752n
Тао, Юньвэнь; Зоу, Венли; Цзя, Чунтенг; Ли, Вэй; Кремер, Дитер (2017). «Различные способы связывания водорода в воде - почему теплая вода замерзает быстрее, чем холодная вода?». Журнал химической теории и вычислений. 13 (1): 55–76. DOI:10,1021 / acs.jctc.6b00735