Pikabu.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.

Den vandige skal af hydrosfæren er ca. 71% af jordens overflade. I den bundne tilstand er vandet både i lithosfærens dødelige skorpe, og det anslås, at reserverne af sådant vand (for en anden !!) er omtrent lig med massen af ​​frit vand i hydrosfæren. Det blev fundet, at 1 km³ granit under smeltning kan tildeles 26 millioner tons vand. Kvinders mere "reserver" V., fangeret i den dybtgående ugentlige jord - i mantlen. De holder, at der er op til 13 milliarder km³ vand, det vil sige mere end i hydrosfæren. Men kun 1 km³ af et sådant vand udføres på overfladen af ​​vulkanerne årligt. Industrien har spillet og spiller den afgørende rolle, som jordens geologiske historie, i dannelsen af ​​dets termiske regime, klima og vejr. Det er Langt fra alt er kendt om dette interessante, lange kendt, men på mange måder mystiske, så rigelige og sådan en mangelfuld betydning, om simpelt vand.

. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
. Takket være ham reduceres den frysende tid for nogle produkter og materialer, som indeholder vand.
Video på emnet

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.

Video på emnet

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. 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.

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.

Video på emnet

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

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.

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.

Video på emnet

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.

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.

Mpemba effekt eller hvorfor varmt vand fryser hurtigere end koldt?

Mpemba effekt. (Paradoks af MPEMBI) - Et paradoks, der siger, at varmt vand på visse forhold fryser hurtigere end koldt, selv om det skal underkastes temperaturen på det kolde vand i fryseprocessen. Dette paradoks er en eksperimentel kendsgerning, der modsiger de sædvanlige ideer, ifølge hvilke med de samme betingelser kræver det mere opvarmede legeme til afkøling til en bestemt temperatur mere tid end det mindre opvarmede legeme til afkøling til den samme temperatur.

Dette fænomen blev bemærket på et tidspunkt Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descart, men kun i 1963 fandt Tanzanian Schoolboy Erassto Mpembea, at den varme blanding af is fryser hurtigere end kold.

Som studerende på Magambaba High School i Tanzania gjorde Erasto Mpembea praktisk arbejde på kokken. Han havde brug for at lave hjemmelavet is - koge mælk, opløse sukker i det, afkøle det til stuetemperatur og derefter sætte det i køleskabet til frysning. Tilsyneladende var MPEMBBA ikke særlig en flittig elev og prejeried med opfyldelsen af ​​den første del af opgaven. Frygt for, at han ikke ville have tid til slutningen af ​​lektionen, lagde han i køleskabet stadig varm mælk. Til hans overraskelse frøs det sig selv tidligere end mælken af ​​hans kammerater, der blev kogt efter en given teknologi.

Derefter eksperimenterede MPEMBA ikke kun med mælk, men også med almindeligt vand. Under alle omstændigheder, allerede som studerende på Mkvava High School, stillede han spørgsmålet om professor Dennis Osborne fra University College i Dar es Salama (for at læse eleverne et foredrag om fysik i universitetets klasseværelse: "Hvis du tager to identiske Beholdere med lige mængder vand, så i en af ​​dem har vandet en temperatur på 35 ° C, og i den anden - 100 ° C og sæt dem i fryseren, så fryser i det andet vand hurtigere. Hvorfor? " Osborne blev interesseret i dette problem, og snart i 1969 offentliggjorde Mpemba resultaterne af deres eksperimenter i magasinet "Fysikuddannelse". Siden da kaldes effekten fundet Effekten af ​​MPEMBA .

Indtil nu ved ingen, hvordan man forklarer denne mærkelige effekt. Forskere har ingen enkelt version, selv om der er mange. Det handler om forskellen i ejendommene af varmt og koldt vand, men det er endnu ikke klart, hvilke ejendomme der spiller en rolle i denne sag: Forskellen i superkøling, fordampning, isdannelse, konvektion eller virkningerne af udledte gasser på vand på forskellige temperaturer.

Paradoksikket af virkningen af ​​MPEMBA er, at den tid, hvor kroppen køler op til omgivelsestemperaturen, skal være i forhold til forskellen i temperaturen i denne krop og miljøet. Denne lov blev stadig etableret af Newton og siden da mange gange bekræftet i praksis. I denne kraft afkøles vand med en temperatur på 100 ° C til en temperatur på 0 ° C hurtigere end den samme mængde vand med en temperatur på 35 ° C.

Ikke desto mindre indebærer det ikke et paradoks, da MPEMBA's virkning kan findes en forklaring og inden for rammerne af den berømte fysik. Her er et par forklaringer af virkningen af ​​MPEMBU:

Fordampning

Varmt vand hurtigere fordampes fra beholderen, hvilket reducerer dets volumen, og det mindre volumen vand med samme temperatur fryser hurtigere. Opvarmet til 100 med vand taber 16% af massen under afkøling til 0 C.

Effekt af fordampning - Dobbelt effekt. For det første reduceres vandmassen, hvilket er nødvendigt til afkøling. Og for det andet reduceres temperaturen på grund af det faktum, at fordampningens varme af overgangen fra vandfasen til dampfasen reduceres.

Temperaturforskel

På grund af det faktum, at temperaturforskellen mellem varmt vand og kold luft er mere - derfor er varmeveksling i dette tilfælde, at der er mere intens og varmt vand afkøles hurtigere.

SuperCooling.

Når vandet afkøles under 0 C fryser det ikke altid. Under visse forhold kan det gennemgå hypotermi, fortsætter med at forblive væske ved temperaturer under temperaturen på frysepunktet. I nogle tilfælde kan vand forblive flydende selv ved en temperatur på -20 C.

Årsagen til denne effekt er, at for at begynde at danne de første iskrystaller har brug for krystalformationscentre. Hvis de ikke er i flydende vand, vil superkølen fortsætte, indtil temperaturen falder så meget, at krystallerne begynder at danne spontant. Når de begynder at danne i en superkølet væske, begynder de at vokse hurtigere og danne en lorth Shuhuh, som frysning vil danne is.

Varmt vand er mest modtageligt for superkøling, da dets opvarmning eliminerer opløste gasser og bobler, hvilket igen kan tjene som centre til dannelse af iskrystaller.

Hvorfor forårsager superkøling varmt vand til at holde fast i det? I tilfælde af koldt vand, som ikke er overcooked af følgende. I dette tilfælde vil det tynde lag af is blive dannet på overfladen af ​​beholderen. Dette lag af is vil fungere som en isolator mellem vand og kold luft og forhindrer yderligere fordampning. Hastigheden af ​​dannelse af iskrystaller i dette tilfælde vil være mindre. I tilfælde af varmt vand, under superkøling, har superkølet vand ikke et beskyttende overfladelag af is. Derfor taber det varmen meget hurtigere gennem åben top.

Når processen med hypotermi ender og vand fryser, er meget mere varme tabt, og derfor dannes der mere is.

Mange forskere af denne effekt anser superkøling til hovedfaktoren i tilfælde af MPEMB-effekten.

Konvektion

Koldt vand begynder at fryse ovenfra og derved forværre processerne med varmeemission og konvektion og derfor varmetab, mens varmt vand begynder at fryse nedenunder.

Denne effekt af vanddensitetsanomaly er forklaret. Vand har en maksimal tæthed ved 4 ° C. Hvis kølevand til 4 s og læg den ved en lavere temperatur, vil overfladelaget fryse hurtigere. Fordi dette vand er mindre tæt end vand ved en temperatur på 4 s, forbliver den på overfladen og danner et tyndt koldt lag. Under disse betingelser vil det tynde islag blive dannet på overfladen af ​​vandet i kort tid, men dette islag vil være en isolator, der beskytter de nedre lag vand, som forbliver ved en temperatur på 4 C. Derfor vil den yderligere køleproces være langsommere.

I tilfælde af varmt vand er situationen helt anderledes. Overfladelaget af vand vil blive afkølet hurtigere på grund af fordampning og større temperaturforskel. Derudover er kolde vandlag mere tætte end varmtvandslag, derfor falder det kolde vandlag ned og løfter et lag varmt vand til overfladen. En sådan vandcirkulation giver en hurtig temperaturfald.

Men hvorfor kommer denne proces ikke ligevægten? For at forklare MPEMBA's virkning fra dette synspunkt af konvektion, ville det være nødvendigt at gøre, at kolde og varme vandlag adskilles, og konvektionsprocessen selv fortsætter efter den gennemsnitlige vandtemperatur falder under 4 C.

Der er dog ingen eksperimentelle data, der ville bekræfte denne hypotese, at koldt og varmtvandslag er opdelt under konvektion.

Opløste gasser

Vand indeholder altid gasser opløst i it - oxygen og kuldioxid. Disse gasser har evnen til at reducere vandfrysende punkt. Når vandet opvarmes, frigives disse gasser fra vand, da deres opløselighed i vand ved høje temperaturer nedenfor. Derfor, når varmt vand afkøles, er der altid færre opløste gasser i det end i ikke-opvarmet koldt vand. Derfor er frysepunktet for opvarmet vand højere, og det fryser hurtigere. Denne faktor betragtes undertiden som det vigtigste, når man forklarer virkningen af ​​MPEMB, selv om der ikke er nogen eksperimentelle data, der bekræfter denne kendsgerning.

Varmeledningsevne

Denne mekanisme kan spille en væsentlig rolle, når vandet placeres i fryseren af ​​kølekammeret i små beholdere. Under disse betingelser bemærkes det, at varmtvandsbeholderen skiftes af en fryser is fra en fryser og derved forbedre termisk kontakt med fryseskiven og termisk ledningsevne. Som følge heraf fjernes varmen fra beholderen med varmt vand hurtigere end fra kulde. Til gengæld kører beholderen med koldt vand ikke under sneen.

Alle disse (såvel som andre) betingelser blev undersøgt i mange eksperimenter, men et entydigt svar på spørgsmålet - hvilken af ​​dem leverer en hundrede procent reproduktion af MPEMBE-effekten - og blev ikke modtaget.

For eksempel studerede den tyske fysiker David Auerbach effekten af ​​vandhypotermi på denne virkning. Han fandt ud af, at varmt vand, nåede en superkølet tilstand, fryser ved en højere temperatur end kulden, hvilket betyder hurtigere sidstnævnte. Men koldt vand når en superkølet tilstand hurtigere end varm og derved kompenserer for det foregående lag.

Desuden modsatte resultaterne af Auerbakh de data, der blev opnået tidligere, at varmt vand er i stand til at opnå større overkøling på grund af et mindre antal krystallisationscentre. Når vandet opvarmes fra det, fjernes gassen opløst i den, og under dets kogning udfældes nogle salte opløst i den.

Du kan hidtil sige, at kun én ting er muligt - reproduktionen af ​​denne effekt afhænger væsentligt af de betingelser, hvor eksperimentet udføres. Det er netop fordi det ikke altid er gengivet.

O. V. MOSIN.

Litterære. Kilder. :

"Varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Hvorfor gør det det?", Jarl Walker i Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, nr. 3, pp 246-257; September, 1977.

"Frysning af varmt og koldt vand", g . Kell i American Journal of Physics, Vol. 37, nr. 5, s. 564-565; Maj 1969.

"SuperCooling og Mpemba Effect", David Auerbach, i American Journal of Physics, Vol. 63, nr. 10, s. 882-885; Oktober 1995.

"MPEMBA-effekten: Frysetiden for varmt og koldt vand", Charles A. Knight, i American Journal of Physics, Vol. 64, nr. 5, p 524; Maj 1996.

"Det endelige ord", ny videnskabsmand, 2. decept 1995.

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 kogende vand fryser det hurtigste af koldt vand, fortæller videoen:

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.

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.

Video.

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.

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

Konklusion.

Fænomenet varmt vand frosset med en større hastighed end kold, kendt inden for videnskab som virkning af fidus. Over dette paradoksale fænomen blev sådanne store sind som Aristoteles, Francis Bacon og René Descartes reflekteret ovenfor, men for årtusindet var ingen i stand til at tilbyde en rimelig forklaring på dette fænomen.

Kun i 1963 bemærkede en skolepige fra Republikken Tanganyik, Erasto Mpembe, denne effekt på isen på is, men ingen af ​​voksne gav ham en forklaring. Ikke desto mindre tænkte fysikere og kemikere alvorligt så simpelt, men så uforståeligt fænomen.

Siden da har forskellige versioner udtrykt, hvoraf den ene lød som følger: Nogle af varmt vand er først lige inddampet, og så fryser vandet hurtigere, når det forbliver mindre end dets mængde. Denne version blev i kraft af sin enkelhed de mest populære, men forskere opfyldte ikke fuldt ud. I dag udtalte et team af forskere fra University of Technological University of Nanyang i Singapore (Nanyang Technological University), der ledet af kemiker Si Zhanom (Xi Zhang), at de formåede at tillade en århundrede-gamle gåde om, hvorfor varmt vand fryser hurtigere end koldt. Som kinesiske specialister fandt ud af, ligger hemmeligheden i mængden af ​​energi, der er opbevaret i hydrogenbindinger mellem vandmolekyler.

Som det er kendt, består vandmolekyler af et oxygenatom, og to hydrogenatomer holdes sammen med kovalente bindinger, hvilket ligner en udveksling af elektroner på partikelniveauet. Et andet berømt faktum er, at hydrogenatomer tiltrækkes af oxygenatomer fra nabolande - samtidig dannet hydrogenbindinger.

MPEMBA-effekten er interessant, så det fortsætter med at studere. Undersøgelser udføres straks i flere retninger. Forskere vil helt sikkert finde ud af årsagen til det uforklarlige paradoks og give folk mulighed for at udvide mulighederne for at bruge det.

Samtidig repelleres vandmolekylerne generelt fra hinanden. Forskere fra Singapore bemærkede: Det varmere vand, jo større er afstanden mellem væskemolekylerne på grund af stigningen i de afstødende kræfter. Som følge heraf strækkes hydrogenbindinger og forbeholder sig derfor større energi. Denne energi frigives, når vandet afkøles - molekylerne kommer tættere på hinanden. Og afkast af energi, som du ved og betyder køling.

Som kemikere skriver i deres artikel, som findes på webstedet for preprints af arxiv.org, spændes hydrogenbindinger stærkere end i kulden. Således viser det sig, at i hydrogenbindinger af varmt vand opbevares mere energi, hvilket betyder, at det frigives mere under afkøling til minustemperaturer. Af denne grund er den frosne hurtigere.

Til dato har forskere solvist kun dette mysterium teoretisk. Når de præsenterer overbevisende beviser for deres version, er spørgsmålet om, hvorfor varmt vand fryses hurtigere end koldt, det vil være muligt at blive lukket. Også på emnet: Forskere på 100 år kunne ikke forstå, hvorfor Teapots American Physicist løste Paradox of Cat Schrödinger Fysik løst en langsigtet gåde af elektronfysikens adfærd viste, at magnetfeltet ændrer varmeoverførslen af ​​materialet i diamant så kvantet virkning af Zenon. Hvorfor fryser varmt vand hurtigere end koldt? 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 MPEMS." 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

  FOTO14818-3.Hvorfor gør lynlås og torden torden?

Hvorfor himlen er blå? Kan det fryse? .

Svaret er enkelt - ja, måske

. Desuden vil kogende vand fryse hurtigere end koldt. Hvad hurtigere: Kogende eller koldt H2O?

Forskere har mange eksperimenter og bevist, at den første krystalliserer kogende vand.

Hvis i fryseren samtidigt sætter to kapaciteter af samme volumen og form med kogende vand og simpelt vand, så

Den første bliver til is, der er netop kogende vand

Selvom du følger logik, skal den først køle ned, og krystalliseres derefter. Men det er ikke.

Det er værd at bemærke, at en sådan effekt blev observeret af mennesker i lang tid.

  1. foto14818-3. Aristotelet pegede på dette i hans optegnelser, var interesseret i fænomenet R. Dekart. Men en omhyggeligt at studere dette problem på det tidspunkt gjorde få mennesker, det var ikke særlig interesseret i forskere.
  2. En nysgerrig Tanzanskaya Schoolboy gav et solidt studier af emnet, der fandt i hverdagen, at opvarmningsvæsken, hvad enten mælk eller vand krystalliserer hurtigere.
  3. I 1969 blev et forsøg udført af professor D.sboron, som viste sig godkendelsen af ​​den unge mand. Fra det øjeblik modtog fænomenet navnet på hans "åbner" og blev kendt som virkningen af ​​MPEMB.

Hvorfor?

Det var endnu ikke fuldt ud forklaret og at forstå fænomenet endnu, men tvister mellem forskere under dette emne er tilstrækkelige. Men nogle hypoteser finder stadig sted: .

Ved kogning er der fordampning og et fald i vandvolumen, hvilket betyder, at krystalliseringsprocessen er aktiveret, dvs. accelererer.

Gasserne opløst i vand inddampes, derfor er densiteten af ​​vand i en kogende tilstand højere end den for vandtemperaturen. Det er kendt, at den høje procentdel af densiteten bidrager til kølehastigheden.

Frysning af varmt vand begynder at gå under, og det øvre overfladelag forbliver fri. Dette tillader konvektionsprocesserne og stråling af varme, ikke at stoppe og ikke sænke. I den normale tilstand bevares den øvre overflade ved den sædvanlige tilstand, som sænker varmeudbyttet.

Der er andre versioner, der forklarer det paradoksale fænomen. En af dem blev fremsat af forskere fra Washington af D. Katts. Efter hans mening, i kogeprocessen, bliver vand fra de "hårde" til en "blød". En del af stoffer, såsom magnesium og calciumbicarbonat, er sadied og forstyrrer ikke krystallisation. derfor

Den fryseproces med kogende vand går til tider hurtigere end normalt

Hvordan anvendte dette paradoks i det virkelige liv?

Eksistensen af ​​et paradoksalt fænomen sparer tid til at forberede spilsteder og sport i vintersæsonen.

Brugt uforståeligt fænomen og industriel produktion

Добавить комментарий