Pikabu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.

Vodná plášť země hydrosféry je asi 71% zemského povrchu. Ve vázaném stavu je voda jak v mortální kůře litosféry, a odhaduje se, že zásoby takové vody (na sekundu !!) jsou přibližně stejné hmotnosti volné vody v hydrosféře. Bylo zjištěno, že 1 km³ žuly během tavení může být přiděleno 26 milionů tun vody. Ženy jsou více "rezervy" V., věznější v hloubkovém týdeníku Země - v pláště. Drží, že je až 13 Miliarda km³ vody, to je více než v hydrosféře. Ale pouze 1 km³ takové vody se provádí na povrchu sopek ročně. Průmysl hrálo a hraje rozhodující roli geologické historie Země, při tvorbě svého tepelného režimu, klimatu a počasí. To je Daleko od všeho je známo o tomto zajímavém, dlouho známém, ale v mnoha směrech tajemného, ​​tak hojného a takového nedostatku, o jednoduché vodě.

. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
. Díky jemu je snížena zmrazení některých produktů a materiálů, která obsahuje vodu.
Video na téma

Chladné počasí je charakteristické pro většinu naší země. Kromě lyžování v této době mohou být provedeny některé experimenty s vodou. Například hodit teplou vodu do vzduchu, čímž se sníh. Tento velkolepý trik je založen na zajímavé skutečnosti známé od doby Aristotle.

Je popsána jednoduše - horká voda zamrzne rychleji než zima. Tato vlastnost obdržela název účinku MPEMB. Tanzanian školák objevil tento fenomén v roce 1963. Tak proč se teplá voda zmrazí rychleji než zima?

Experimenty se zmrzlinou

Erasto MPEMBEA a další děti ve své škole často dělali zmrzlinu pomocí školní mrazu. Proces byl následující: vařili mléko a smíchali ji s cukrem. Poté byla tato směs umístěna do mrazničky. A jakmile Mpemba spěchal a položila výslednou látku, aby se v zahřátém stavu vychladla.

Video na téma

Ukázalo se, že jeho zmrzlina se ukázala rychleji než spolužák. Ale tam málo lidí věřilo školák, a v roce 1969, mpemba, spolu s profesorem fyzikem publikoval Článek. při této příležitosti. Tento efekt není vždy pozorován, takže pokud se pokusíte opakovat doma, daleko od skutečnosti, že se to stane. Pravděpodobně tam je Několik důvodů .

Vysvětlující verze tohoto efektu

Detekce účinku MPEMBA neumožnila absolutní přesnost vysvětlit tento fenomén. Chcete-li plně pochopit tento proces dosud uspěl, ale vědecké spory jsou vedeny hodně. A existuje několik verzí vysvětlení účinku MPEMBA.

Nejčastěji vyspělá hypotéza - horká voda se vypařuje v důsledku hmoty. Výsledkem je, že kapalina zamrzne, ztrácí méně tepla. Bylo však případy, kdy byl účinek MPEMBI pozorován v uzavřených nádobách, kde nebylo odpařování.

Dalším předpokladem je, že voda vyvíjí konvekční potoky a teplotní gradienty, protože je chlazení. Rychlé chladicí sklo s teplou vodou bude mít velké teplotní rozdíly a rychlejší odstranit teplo z povrchu. Zatímco rovnoměrně ochlazené sklo vody má menší teplotní rozdíl. Také získal méně konvekce procesu procesu.

Video na téma

Existují také další teorie. Například podle jednoho z nich účinek rozpuštěných plynů ve vodě na způsob mrazu. V roce 2013, skupina výzkumných pracovníků od Singapuru navrhl Vaše verze vysvětlení účinku MPEMBA. Podle nich je roztok spočívá v jedinečných vlastnostech chemických vazeb ve vodě.

Jak je známo, standardní molekula vody obsahuje jeden atom kyslíku a dva atomy vodíku. Jsou spojeny kovalentními vazbami. Ale když se vyskytne sloučenina několika molekul, atomy vodíku tvoří také spoje s atomy kyslíku v jiných molekulách. Tyto vodíkové vazby poskytují vodu některé jeho vlastnosti, jako je relativně vysoký bod varu a snížená hustota během mrazu.

Výzkumníci se domnívají, že při teplotě varu molekul vody se rozprostírají, prodlužují vodíkové vazby. Vzhledem k omezenému objemu jsou však stlačeny kovalentní vazby v jednotlivých molekulách, akumulaci energie. Pokud v tomto stavu zamrzne voda, odkazy uvolňují energii ve formě "odemknuté pružiny", chlazení mnohem rychleji.

Video na téma

Ale ne všichni odborníci souhlasí s takovým interpretací účinku MPEMB. Někdo obviňuje odborníky v tom, že jejich teorie by mohla předpovědět nový majetek vody. Není však v obvyklém porozumění. Chemik Richard Dawn ze Stanfordské univerzity se domnívá, že rychlé zmrazení horké vody závisí především na odpařování.

S největší pravděpodobností, právě kvůli tomu, účinek mpembe dochází. Možná, že v budoucích vědci budou schopni plně dokázat nebo přinést některé změny vysvětlení.

MPEMBA efekt nebo proč teplá voda zmrazí rychleji než zima?

MPEMBA Efekt (Paradox mpembi) - paradox, který říká, že horká voda v některých podmínkách zamrzne rychleji než zima, i když musí podstoupit teplotu studené vody v procesu mrazu. Tento paradox je experimentální fakt, který odporuje obvyklým myšlenkám, podle kterého se stejnými podmínkami vyžaduje více vyhřívaným tělem pro chlazení na určitou teplotu více času než méně vyhřívané těleso pro chlazení na stejnou teplotu.

Tento fenomén byl zaznamenán najednou Aristotle, Francis Bacon a Rene Descart, ale pouze v roce 1963, Tanzanian školák Erassto MPEMBEA zjistil, že horká směs zmrzliny zamrzne rychleji než zima.

Jako student Magamba High School v Tanzanii, Erlasto MPEMBEA udělal praktickou práci na pouzdře Cook. Potřeboval, aby se domácí zmrzliny - vařené mléko, rozpustil cukr v něm, vychladnout ji na teplotu místnosti, a pak ji vložte do lednice pro mrazu. Mpembba zřejmě nebylo zvlášť pilný student a prosazoval naplnění první části úkolu. Bojí se, že nebude mít čas na konec lekce, dal do chladničky ještě horkého mléka. K jeho překvapení ztuhlo ještě dříve než mléko svých soudruhů vařených podle dané technologie.

Poté MPemba experimentoval nejen mlékem, ale také s běžnou vodou. V každém případě, již jako student Mkvavy střední školy, zeptal se otázku profesora Dennis Osborne z univerzitní vysoké školy v Dar Es Salama (číst studenty přednášku o fyzice v univerzitní učebně: "Pokud si vezmete dva identické Kontejnery se stejnými objemy vody, v jednom z nich, má voda teplotu 35 ° C a v druhé - 100 ° C, a dát je do mrazničky, pak ve druhé vodě rychleji zamrzne. Proč? " Osborne se o tuto problematiku stal zájem a brzy v roce 1969, spolu s MPEMBA zveřejnil výsledky svých experimentů v časopise "Fyzika vzdělávání". Od té doby se nazývá nalezený efekt Účinek MPEMBA .

Až do teď nikdo neví, jak to vysvětlit tento podivný účinek. Vědci nemají jednu verzi, i když existuje mnoho. Je to všechno o rozdílu ve vlastnostech horké a studené vody, ale ještě není jasné, které vlastnosti hrají roli v tomto případě: rozdíl v supercoolingu, odpařování, tvorbě ledu, konvekcí nebo účinků vypouštěných plynů na vodě v různých účincích teploty.

Paradoxnost účinku MPEMBA je, že doba, během kterého tělo vychladne až do okolní teploty, by mělo být v poměru k rozdílu v teplotách tohoto tělesa a životního prostředí. Tento zákon byl stále založen Newtonem a od té doby se mnohokrát potvrdil v praxi. V tomto účinku se voda s teplotou 100 ° C ochladí na teplotu 0 ° C rychleji než stejné množství vody s teplotou 35 ° C.

Nicméně, to neznamená paradox, protože účinek MPEMBA lze nalézt vysvětlení a v rámci slavné fyziky. Zde je několik vysvětlení účinku MPEMBU:

Vypařování

Horká voda rychleji se odpařuje z nádoby, čímž se sníží jeho objem a menší objem vody se stejnou teplotou zamrzne rychleji. Zahřátý na 100 vodou ztrácí 16% hmotnosti během chlazení na 0 ° C.

Vliv odpařování - dvojitý efekt. Nejprve se sníží hmotnost vody, která je nezbytná pro chlazení. A za druhé, teplota se sníží v důsledku skutečnosti, že teplo odpaření přechodu z vodní fáze do parní fáze se sníží.

Teplotní rozdíl

Vzhledem k tomu, že teplotní rozdíl mezi teplou vodou a studeným vzduchem je více - tedy tepelná výměna v tomto případě je intenzivnější a horká voda je chlazena rychleji.

Přechlazení

Když je voda ochlazena pod 0 ° C, ne vždy zmrazí. Za určitých podmínek může podstoupit hypotermií, pokračování zůstat kapalné při teplotě pod teplotou bodu mrazu. V některých případech může voda zůstat kapalná i při teplotě -20 ° C.

Důvodem tohoto efektu je, že za účelem začít tvořit první ledové krystaly potřebují krystalová formační centra. Pokud nejsou v kapalné vodě, pak bude supercooling pokračovat, dokud teplota nesnižuje tak, že krystaly začnou tvořit spontánně. Když se začínají tvořit v superkupní tekutině, začnou růst rychleji, tvoří Lorth Shuhuh, který zmrazení bude tvořit led.

Horká voda je nejvíce citlivá na SuperCooling, protože jeho topení eliminuje rozpuštěné plyny a bubliny, které mohou sloužit jako centra pro tvorbu ledových krystalů.

Proč supercooling způsobí, že horká voda se rychleji stáhne? V případě studené vody, která není nadměrně převařena následujícími. V tomto případě bude tenká vrstva ledu vytvořena na povrchu nádoby. Tato vrstva ledu bude působit jako izolátor mezi vodou a studeným vzduchem a zabrání dalšímu odpařování. Rychlost tvorby ledových krystalů v tomto případě bude menší. V případě horké vody, podstupující SuperCooling, supercooled voda nemá ochrannou povrchovou vrstvu ledu. Proto ztrácí teplo mnohem rychleji prostřednictvím otevřeného vrcholu.

Když proces hypotermie končí a voda zamrzne, je ztraceno mnohem více tepla, a proto je vytvořeno více ledu.

Mnozí výzkumníci tohoto efektu zvažují SuperCooling k hlavnímu faktoru v případě efekt MPEMB.

Proudění

Studená voda začne zmrazit shora, čímž se zhoršuje procesy emise tepla a konvekce, a proto tepelná ztráta, zatímco horká voda začne zmrazit zespodu.

Tento účinek anomálie hustoty vody je vysvětlen. Voda má maximální hustotu při 4 ° C. Pokud je chladicí voda na 4 s a položte ji při nižší teplotě, povrchová vrstva vody zmrazí rychleji. Protože tato voda je méně hustá než voda při teplotě 4 s, zůstane na povrchu, tvoří tenkou studenou vrstvu. Za těchto podmínek bude tenká vrstva ledu vytvořena na povrchu vody na krátkou dobu, ale tato vrstva ledu bude izolátor, který chrání spodní vrstvy vody, které zůstanou při teplotě 4 C. Proto bude další proces chlazení pomalejší.

V případě horké vody je situace zcela odlišná. Povrchová vrstva vody bude chlazena rychleji v důsledku odpařování a větším teplotním rozdílem. Kromě toho jsou vrstvy studené vody hustější než vrstvy horké vody, proto se vrstva studená voda spadá dolů, zvednou vrstvu teplé vody na povrch. Taková cirkulace vody poskytuje rychlý pokles teploty.

Proč však tento proces nedosáhne rovnovážného bodu? Chcete-li vysvětlit účinek MPEMBA z tohoto hlediska konvekce, bylo by nutné provést, že studené a teplé vodní vrstvy jsou odděleny a proces konvekce pokračuje po průměrné teplotě vody klesne pod 4 C.

Neexistují však žádná experimentální data, která by potvrdila tuto hypotézu, že studené a horké vrstvy vody jsou rozděleny během konvekce.

Rozpuštěné plyny

Voda vždy obsahuje plyny rozpuštěné v něm - kyslík a oxid uhličitý. Tyto plyny mají schopnost snížit bod zamrznutí vody. Když se voda zahřívá, jsou tyto plyny uvolňovány z vody, protože jejich rozpustnost ve vodě při vysokých teplotách níže. Proto, když je horká voda ochlazena, jsou v něm vždy méně rozpuštěných plynů než v neohřívané studené vodě. Proto je bod zmrazení ohřáté vody vyšší a rychleji zamrzne. Tento faktor je někdy považován za hlavní věc při vysvětlování vlivu MPEMB, i když tato skutečnost neexistují žádné experimentální údaje.

Tepelná vodivost

Tento mechanismus může hrát významnou roli, když je voda umístěna v mrazničce chladicí komory v malých nádobách. Za těchto podmínek je třeba poznamenat, že nádoba na teplou vodu je posunuta mrazákem ledem z mrazáku, čímž se zlepšuje tepelný kontakt s mrazicí stěnou a tepelnou vodivostí. Výsledkem je, že teplo se odstraní z nádoby s horkou vodou rychleji než z chladu. Na tahu se kontejner se studenou vodou nelíbí pod sněhem.

Všechny tyto (stejně jako jiné) podmínky byly studovány v mnoha experimentech, ale jednoznačná odpověď na otázku - který z nich poskytují sto procent reprodukce efekt mpembe - a nebyl přijat.

Například v roce 1995, německý fyzik David Auerbach studoval účinek vody hypotermie v tomto efektu. Zjistil, že horká voda, která dosáhne stavu superclarovaného stavu, zamrzne na vyšší teplotu než chlad, což znamená rychlejší. Studená voda však dosáhne nadšeným schránkovým stavem rychleji než horké, čímž kompenzuje předchozí zpoždění.

Kromě toho výsledky Auerbakh odporují data získané dříve, že horká voda je schopna dosáhnout většího ovladení v důsledku menšího počtu krystalizačních center. Když je voda zahřívána z ní, plyny rozpuštěné v něm se odstraní, a během jeho varu se vysráží některé soli rozpuštěné v něm.

Můžete říci tak daleko jen jedna věc je možná - reprodukce tohoto efektu významně závisí na podmínkách, ve kterých se experiment provádí. Je to právě proto, že není vždy reprodukováno.

O. V. Mosin.

Literární Zdroje :

"Horká voda zamrzne rychleji než studená voda. Proč to dělá?" 237, Ne. 3, pp 246-257; Září, 1977.

"Zmrazení horké a studené vody", g .S. Kell v americkém časopise fyziky, sv. 37, ne. 5, pp 564-565; Květen, 1969.

"SuperCooling a Mpemba efekt", David Auerbach, v americkém časopisu fyziky, sv. 63, Ne. 10, pp 882-885; Oct, 1995.

"MPEMBA Efekt: Mrazení doby horké a studené vody", Charles A. Knight, v americkém časopise fyziky, sv. 64, ne. 5, p 524; Květen, 1996.

"Závěrečné slovo", nový vědec, 2nd Decept 1995.

Ahoj, Habr! Představuji vaši pozornost Překlad článku "Proč horká voda zamrzne rychleji než studené fyziky vyřeší efekt momba".

Z překladatele: Po celý život utrpěl otázku, a tady jste znovu vysvětlili.

Proč vroucí voda zamrzne nejrychlejší ze studené vody, informuje video:

Shrnutí: Vzhledem k přítomnosti vodíkových vazeb ve vodních molekulách se změní změna v konfiguraci kovalentních vazeb O-H, přičemž dodávky dodatečné energie v nich uvolňují během chlazení a pracují jako další vytápění, které interferuje s mrazem. V horké vodě se roztáhají vodíkové vazby, kovalentní ne napjatá, energetická rezerva je nízká-chlazení a zmrazení je rychlejší. Existuje nějaký charakteristický čas. Tau. Je nezbytné vytvořit vodíkové vazby, pokud bude chlazení proces pomalu, účinek MPEMB zmizí. Pokud je proces chlazení relativně rychlý (až desítky minut), účinek je vyjádřen. Mělo by to být pravděpodobně určitá kritická teplota, počínaje tím, jaký účinek se objeví, ale to se neodráží v článku.

Obraz z původního článku, při pohledu na který čtenář by měl vidět se všemi jasností, že energie je v kovalentních vazbách, které pak mohou být uvolněny ve formě dodatečného tepla, což zabraňuje studené vodě.

Historie otázky

Aristoteles poprvé poznamenal, že horká voda zamrzne rychleji než zima, ale chemici vždy odmítli vysvětlit tento paradox. Až do dnešního dne.

Voda je jedním z nejobvyklejších látek na Zemi, ale zároveň jedním z nejzařaditelnějších. Například jako ve většině kapalin, jeho hustota roste během chlazení. Nicméně, na rozdíl od zbytku, jeho hustota dosáhne maximu při teplotě 4C, a pak se začíná snížit až do teploty krystalizace.

V pevné fázi má voda poněkud menší hustota, což je důvod, proč se led plavá na povrchu vody. To je jeden z důvodů pro existenci života na Zemi - kdyby byl led hustší vody, pak během mrazu, on by upustil dno jezer a oceánů, což by učinilo znemožnit mnoho typů chemických procesů, které činí život možný.

Takže, tam je podivný účinek membaby, pojmenovaný po tanzanském studentovi, který zjistil, že horká směs pro zmrzlinu zamrzne rychleji než zima v mrazničku školní kuchyně někde na počátku šedesátých let. (Ve skutečnosti tento efekt byl poznamenán mnoha výzkumnými pracovníky v dějinách, počínaje Aristotelem, Františka slaninou a Rene of Descartes).

MPEMBA Efekt Je to, že horká voda zamrzne rychleji. Tento efekt byl měřen v různých případech s různými vysvětleny níže. Jedním z myšlenek je, že horké nádoby mají nejlepší tepelný kontakt s mrazničkou a účinněji se odstraní teplo. Druhá je, že teplá voda se rychleji vypařuje a protože tento způsob je endotermický (přichází s absorpcí tepla) - pak urychluje zmrazení.

Žádná z těchto vysvětlení nevypadá věrohodné, takže ještě nebylo skutečné vysvětlení.

Nové vysvětlení účinku (nyní je jistě správné)

Dnes, Chang z Nangang Technology University of Singapur a několik jeho kolegů takové. Tito kluci argumentují, že účinek MPEMS je výsledkem jedinečných vlastností různých typů komunikace, držící molekuly vody dohromady.

Co je tedy v těchto spojích? Každá molekula vody se skládá z relativně velkého atomu kyslíku spojeného se dvěma nízkými atomy vodíku s běžnou kovalentní vazbou. Ale pokud umístíte několik molekul vody, vodíkové vazby také začnou hrát důležitou roli. Důvodem je skutečnost, že atomy vodíku jedné molekuly jsou umístěny v blízkosti kyslíku jiné molekuly a interagují s ním. Vodíkové vazby jsou mnohem slabší než kovalentní (cca.

Chemici si uvědomují význam těchto vazeb. Například bod varu vody je mnohem vyšší než u jiných kapalin s podobnými molekulami, vzhledem k tomu, že vodíkové vazby drží molekuly dohromady.

Ale v posledních letech se chemici stále více zajímají o jiné role, které mohou hrát vodíkové vazby. Například molekuly vody v tenkých kapilárech tvoří dlouhé řetězy držené vodíkovými vazbami. To je velmi důležité pro rostliny, které mají odpařování vody přes listy, účinně táhne řetěz molekul vody od kořenů nahoru.

Nyní, s spoluautory, argumentují, že vodíkové vazby také vysvětlují účinek mpembe. Jejich klíčovou myšlenkou je, že vodíkové vazby vedou k hustému kontaktu molekul vody, a když k tomu dojde, přirozené odpojení mezi molekulami vede ke stlačování kovalentních vazeb a akumulace energie v nich.

Když se však kapalina zahřívá, vzdálenost mezi molekulami se zvyšuje a roztaže vodíkové vazby. To také umožňuje zvýšit délku kovalentních dluhopisů, a takto nakreslit zpět energie v nich se nahromadila. Důležitým prvkem teorie je skutečnost, že proces, ve kterém kovalentní vazby poskytují energii akumulované v nich-ekvivalentní chlazení!

Ve skutečnosti tento efekt zvyšuje obvyklý proces chlazení. Teplá voda by tedy měla být chlazena rychleji než zima, autoři argumentují. A to je přesně to, co pozorujeme v účinku podvodu.

Proč je nový vysvětlení lepší než předchozí?

Tito kluci vypočteno množství dodatečného chlazení a ukázalo, že přesně odpovídá pozorovanému rozdílu v experimentech Při měření rozdílu v teplotě chlazení chladicí vody. Voila! To je zajímavý pohled na komplexní a tajemné vlastnosti vody, které stále dělají chemici nespí v noci. Navzdory tomu, že myšlenka ZI a spoluautorů je přesvědčivá, může to být další chyba teoretiků, které budou muset další fyzici vyvrátit. Je to proto, že teorie chybí prediktivní síla (alespoň v původním článku).

Zi a spoluautory musí využít své teorie pro predikci nových vlastností vody, které nejsou odvozeny od běžného uvažování. Pokud jsou například kovalentní vazby zkráceny, mělo by to vést k některým novým měřeným vlastnostem vody, které by se nemusely projevit jinak. Otevření a měření těchto vlastností by bylo poslední třešeň na dortu, který postrádá teorii ve své současné podobě.

Takže, navzdory skutečnosti, že kluci mohou vysvětlit účinek MPEMB, no, potřebují trochu podnaping přesvědčit ostatní.

Buďte tím, jak to může, mají zajímavou teorii.

P.S. V roce 2016, jeden ze spoluautorů - Chang Sun (Chang Q. Sun) spolu s Yi Sun (Yi Sun) zveřejnil úplnější prohlášení o navrhované teorii, s ohledem na povrchové efekty, konvekce, difúze, záření a další Faktory - a zdánlivá dobrá dohoda s experimentem (Springer).

Literatura

Literatura

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O vazba anomální relaxace rozlišující mpemba paradox

Originální: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/why-hot-water-fryezes-faster-than-cold-physicists-solve-the-mpemba-effect-d8A2F611E853.

Proč "vysvětlil znovu" - a protože to už bylo:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. Non-Equilibrium Markov Procesy: může sledovat některé neobvyklé trajektorie silně rychleji než rovnováha, proto rychlé ochlazení vařící vody padá na takovou "zrychlenou" trajektorii, a předjíždí studenou vodu (která se ochladí ve více rovnovážných podmínkách).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735.
  4. Clustery (také v důsledku vodíkových vazeb), které zasahují do krystalizace. Ve vroucí vodě nejsou žádné takové shluky, a během jeho zmrazení nemají čas za vzniku, a ve vodě, po dlouhou dobu bývalého zima mimo mrazničku, a oni nedávají to zmrazit normálně.
  5. https://aapt.scationation.org/doi/10/1119/1.18059.
  6. SuperCooling pod bodem mrazu, který v původně horké vodě je slabší, protože nepořádek je větší, a nestačí se organizovat v mrazničku v mrazivém procesu. (Ale tady je to jednoznačně problém - v experimentech, celá chladicí křivka horké vody je strmější studená, a to nejen způsob mrazu, a to "porucha" na tepelné vodivosti a chlazení, pokud by mělo být ovlivněno zpomalením chlazení, a zrychlení).

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

Voda se vypařuje z povrchu a trvá teplo. Teplá voda je rychlejší (pouze to není jasné, proč po vyrovnání teplot, voda, která byla horká - stále se aktivně odpaří, i když je již chladnější než tato voda, která byla původně studena).

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

Video.

Všechna konvekce vína, která zlepšuje výměnu tepla (konvekční toky se točí nad setrvačností a po teplotě brýlí vyrovnané a po dlouhou dobu).

Americký časopis fyziky 77, 27 (2009); https://doi.org/10/1119/1.2996187.

Ve všech, rozpuštění nečistot (plynů?). Ve vroucí vodě nečistot, rychlejší zmrazení.

Závěr

Fenomén teplé vody zmrazené s větší rychlostí než zima, známý ve vědě jako účinek podvodu. Přes tento paradoxní jev, takové velké mysli jako Aristotle, Francis Bacon a René Descartes, byly odrazeny výše, ale pro tisíciletí, nikdo nemohl nabídnout přiměřené vysvětlení tohoto fenoménu.

Pouze v roce 1963, školák z Tanganyik republiky, Erasto Mpembe, si všiml tohoto účinku na příklad zmrzliny, ale žádný z dospělých mu nedal vysvětlení. Nicméně, fyzici a chemici vážně přemýšleli o tak jednoduchém, ale tak nepochopitelný jev.

Od té doby, různé verze vyjádřily, z nichž jeden znělo následující: Některá horká voda je nejprve jen odpařena, a pak, když zůstane menší než jeho množství, voda zmrazí rychleji. Tato verze, díky své jednoduchosti, se stala nejoblíbenější, ale vědci se plně uspokojili. V současné době, tým výzkumných pracovníků z University of Technological University of Nanyang v Singapuru (Nanyang Technological University), v čele s chemikem Si Zhanom (Xi Zhang) uvedl, že se jim podařilo povolit, aby umožnily přípustné staré hádanky, proč teplá voda zamrzne rychleji než zima. Vzhledem k tomu, že čínští specialisté zjistili, tajemství leží v množství energie uložené v vodíkové vazbě mezi molekulami vody.

Jak je známo, molekuly vody se skládají z jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku držených společně s kovalentními vazbami, které vypadají jako výměna elektronů na úrovni částic. Dalším slavným faktem je, že atomy vodíku jsou přitahovány na atomy kyslíku ze sousedních molekul - ve stejnou dobu se vytvoří vodíkové vazby.

MPEMBA efekt je zajímavý, takže pokračuje ve studiu. Studie se provádějí ihned v několika směrech. Vědci určitě zjistí příčinu nevysvětlitelného paradoxu a umožnit lidem rozšířit možnosti používání.

Ve stejné době jsou molekuly vody obecně odrazeny od sebe. Vědci z Singapuru si všimli: teplejší voda, tím větší je vzdálenost mezi molekulami tekutiny v důsledku zvýšení odpuzujících sil. Výsledkem je, že vodíkové vazby jsou nataženy, a proto si vyhrazuje větší energii. Tato energie je uvolněna, když je voda ochlazena - molekuly se přiblíží. A návrat energie, jak víte, a znamená chlazení.

Protože chemici psát v jejich článku, které lze nalézt na webových stránkách preprintů arxiv.org, v horké vodě, vodíkové vazby jsou napínání silnější než v chladu. Ukazuje se tedy, že v vodíkovém dluhopisech horké vody jsou skladovány více energie, což znamená, že se uvolňuje více během chlazení na mínus teploty. Z tohoto důvodu je zmrazená je rychlejší.

Dosud vědci vyřešili tuto tajemství pouze teoreticky. Když představují přesvědčivé důkazy o jejich verzi, otázka, proč je horká voda zmrazena rychleji než zima, bude možné být uzavřeny. Také na téma: Vědci 100 let nemohli pochopit, proč se konvice amerického fyzika vyřešen paradoxem fyziky koček Schrödinger vyřešil dlouhodobou hádanku chování elektronové fyziky prokázalo, že magnetické pole mění přenos tepla materiálu v diamantu viděl kvantový efekt Zenon. Proč horká voda zmrazí rychleji než zima? To platí, i když to zní neuvěřitelné, protože v procesu zmrazení musí teplá voda projít teplotu studené vody. Mezitím se tento efekt používá. Například válce a sklíčka v zimě nalil horké, ne studené vody. Specialisté poradí motoristům, aby vyplnili v zimě v nádrži podložky, a ne horkou vodou. Paradox je známý na světě jako "MPEMB Effect". Tento fenomén zmíněný Aristotle, Francis slanina a René Descartes, ale jen v roce 1963, profesoři fyziky mu byly věnovány a snažili se prozkoumat. Všechno začalo se skutečností, že Tanzanian Schoolboy Erasto Mpembba poznamenal, že slazené mléko, které používal k přípravě zmrzliny, zmrazí rychleji, pokud byl předehřátý a předložen předpoklad, že teplá voda zamrzne rychleji než zima. Ozval k objasnění učitele fyziky, ale jen se zasmál studentovi a říkal následující: "To není světová fyzika, ale lékař MPEMS." Dennis Osborne byl naštěstí jednou ve škole, profesor fyziky z University of Dar Es Salama. A MPemba k němu odvolala se stejnou otázkou. Profesor byl zřízen méně skeptický, řekl, že nemohl posoudit to, co nikdy neviděl, a na návratu domů požádal zaměstnance k provádění příslušných experimentů. Vypadá to, že potvrdili slova chlapce. V každém případě, v roce 1969, Osborne hovořil o práci s MPEMBO v časopise "Eng. Fyzika. Vzdělávání.

" Ve stejném roce zveřejnil George Kell z kanadské národní výzkumné rady článek s popisem fenoménu v "Eng.

  • Americký.
  • Časopis
  • Z.
  • Fyzika.

"

Existuje několik možností pro vysvětlení tohoto paradoxu:

Horká voda se rychleji odpařuje, čímž se snižuje jeho objem a menší objem vody se stejnou teplotou zamrzne rychleji. V hermetických kontejnerech by měla studená voda rychleji zmrazit.

Přítomnost sněhové podšívky. Kontejner horké vody se pohybuje pod sebe sama o sobě, je tedy tepelný kontakt s chladicím povrchem. Studená voda nesvítí pod ním. V nepřítomnosti sněhové podšívky musí nádoba studené vody zmrazit rychleji.

Studená voda začne zmrazit shora, čímž se zhoršuje procesy emise tepla a konvekce, a proto tepelná ztráta, zatímco horká voda začne zmrazit zespodu. S dalším mechanickým mícháním vody v nádobách by měla studená voda rychleji zmrazit.

Přítomnost krystalizačních středisek v chlazené vodě - látky se rozpustí v něm. S malým počtem takových center ve studené vodě je transformace vody do ledu obtížná a možná jeho supercooling, když zůstane v kapalném stavu, mající teplotu minus.

Nedávno bylo zveřejněno další vysvětlení. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) z Washingtonské univerzity zkoumal tento fenomén a dospěl k závěru, že důležitou roli v něm se hraje rozpuštěnými látkami ve vodě, které jsou uloženy při zahřátí. Pod rozpuštěnými látkami znamená Dr. Katz také hydrogenuhličitany a hořčíkanium hydrogenuhličitanů, které jsou obsaženy v tuhé vodě. Když je voda zahřátá, tyto látky jsou uloženy, voda se měkká. Voda, která se nikdy nevyhřívala, obsahuje tyto nečistoty, je to "těžké." Jak to zamrzne a tvorba ledových krystalů, koncentrace nečistot ve vodě se zvyšuje 50krát. Z tohoto důvodu se sníží bod zamrznutí vody.

Toto vysvětlení se nezdá přesvědčit, protože Není třeba zapomenout, že efekt byl nalezen v experimentech se zmrzlinou, a ne s tuhou vodou. S největší pravděpodobností příčinou fenoménu termofyzikálních a ne chemikálií.

Zatímco jednoznačné vysvětlení paradoxu MPEMB není přijato. Musím říci, že někteří vědci nepovažují tento paradox hodný pozornost. Je však velmi zajímavé, že jednoduchý školák dosáhl uznávání fyzického účinku a získal popularitu díky své zvědavosti a vytrvalosti.

Přidáno v únoru 2014

Poznámka byla napsána v roce 2011. Od té doby se objevily nové studie účinku MPEMBI a nových pokusů o vysvětlení. V roce 2012, v roce 2012, královská chemická společnost Velké Británie oznámila mezinárodní soutěž o řešení vědeckých tajemství "MPEMBI Effect" s cenovým fondem 1000 liber. Uzávěrka byla instalována 30. července 2012. Vítěz se stala Nikola Beregovik z laboratoře University of Zagreb. Vydal svou práci, ve které analyzoval předchozí pokusy vysvětlit tento fenomén a dospěl k závěru, že nejsou přesvědčivé. Model navržený je založen na základních vlastnostech vody. Ti, kteří si přejí, mohou najít práci na odkazu http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Výzkum k tomu nebyl dokončen. V roce 2013 fyzika z Singapuru teoreticky prokázala příčinu Empube Effect. Práce lze nalézt odkazem na adresu http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Podobně jako předmět článků na webu:

451 stupňů Fahrenheita, teplota požáru papíru?

Lékařský infračervený teploměr - mýty a realita Proč je hvězdná obloha černá? (fotometrický paradox)

Tajemství červeného listu

  Foto14818-3.Proč zip a Thunder Thunder?

Proč je obloha modrá? Může to zmrazit? .

Odpověď je jednoduchá - ano, možná

. Vroucí voda se navíc zmrazí rychleji než zima. Co rychlejší: vaření nebo studené h2o?

Vědci mají spoustu experimentů a dokázali, že první krystalizuje vařící vodu.

Pokud v mrazničce současně vložte dvě kapacity stejného objemu a tvaru vařící vodou a jednoduchou vodou

První se změní na led přesně vařící vodu

Ačkoli, pokud budete postupovat podle logiky, musí nejprve vychladnout, a pak krystalizovat. Ale to není.

Stojí za zmínku, že takový účinek byl pozorován na dlouhou dobu.

  1. foto14818-3. Aristoteles ukázal na to ve svých záznamech, se zajímal o fenomén R. DEKART. Nicméně, pečlivě studovat tento problém v té době, jen málo lidí, to nebylo zvláště zájem o vědce.
  2. Inkvizitivní tanzanskaya školák dal pevné studie tématu, který našel v každodenním životě, že teplá kapalina, ať už mléko nebo voda, krystalizuje rychleji.
  3. V roce 1969 proběhl experiment profesor D.Sboron, který prokázal schválení mladého muže. Od tohoto okamžiku, fenomén obdržel název svého "otvírače" a stal se známý jako účinek MPEMB.

Proč?

Ještě nebylo plně vysvětleno a pochopit jev dosud, ale spory mezi vědci podle tohoto tématu jsou dostačující. Některé hypotézy se však stále konají: .

Při varu je odpařování a pokles objemu vody, což znamená, že proces krystalizace je aktivován, tj. urychluje.

Plyny rozpuštěné ve vodě se odpaří, proto je hustota vody ve varu stavu vyšší než teplota vody. Je známo, že vysoké procento hustoty přispívá k rychlosti chlazení.

Zmrazení horké vody začíná jít níže a horní povrchová vrstva zůstává volná. To umožňuje procesům konvekce a záření tepla zastavit a nezpomalit. V normálním stavu je horní povrch zachován v obvyklém stavu, který zpomaluje výtěžek tepla.

Existují další verze, které vysvětlují paradoxní fenomén. Jeden z nich byl předložen vědci ze Washingtonu D. Katts. Podle svého názoru, ve varu procesu, voda z "tvrdého" se změní na "měkký". Část látek, jako je hydrogenuhličitan hořečnatý a vápenatý, jsou usazeni a neinterferují s krystalizací. proto

Zmrazení procesu vroucí vody v době rychleji než obvykle

Jak tento paradox aplikoval v reálném životě?

Existence paradoxního fenoménu šetří čas na přípravu herních stránek a sportů v zimní sezóně.

Použitý nepochopitelný fenomén a průmyslová produkce

Добавить комментарий