Pikabu

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.

Hydrosfäärin maapallon vesipitoinen kuori on noin 71% maan pinnasta. Sidottuun tilaan vesi on sekä litosfäärin kuolevaisen kuoren, ja arvioidaan, että tällaisen veden varaukset (toiseksi!) Ovat suunnilleen yhtä suuria kuin vapaan veden massa hydrosfäärissä. Todettiin, että 1 km: n graniittia sulamisessa voidaan jakaa 26 miljoonaa tonnia vettä. Naisten "varaat" V., vangittuna maan perusteellisessa viikossa - vaipansa. He pitävät sitä jopa 13 miljardia km³ vettä, eli enemmän kuin hydrosfäärissä. Mutta vain 1 km: n tällaista vettä tehdään vuosittain. Teollisuus on pelannut ja pelaa maan geologisen historian ratkaiseva rooli, muodostuu lämpöjärjestely, ilmasto ja sää. Se on Kaukana kaikesta tiedetään tästä mielenkiintoisesta, pitkästä, mutta monella tavalla salaperäinen, niin runsaasti ja niin puutteellinen asia, yksinkertaisesta vedestä.

. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
. Hänen ansiosta joidenkin tuotteiden ja materiaalien jäädytysaika pienenee, mikä sisältää vettä.
Video aiheesta

Kylmä sää on ominaista useimmille maamme. Sen lisäksi hiihto tällä hetkellä voidaan suorittaa joitain kokeita vettä. Esimerkiksi heittää kuuma vesi ilmaan, mikä tekee lunta. Tämä upea temppu perustuu mielenkiintoiseen tosiasiaan, joka tunnetaan aristotelin ajankohdasta lähtien.

Sitä kuvataan yksinkertaisesti - kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä. Tämä ominaisuus sai MPEMB: n vaikutuksen nimen. Tansanian Schoolboy löysi tämän ilmiön vuonna 1963. Joten miksi kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä?

Kokeet jäätelöllä

ERASTO MPEMBEA ja muut koulunsa lapset tekivät usein jäätelöä koulun jäätymiskammion avulla. Prosessi oli seuraava: He keitetään maitoa ja sekoitti sen sokerin kanssa. Sen jälkeen tämä seos asetettiin pakastimeen. Ja kun mpemba kiirehti ja laittoi tuloksena olevan aineen jäähtyä lämmitetyssä tilassa.

Video aiheesta

Se osoittautui, että hänen jäätelönsä osoittautui nopeammin kuin luokkatoveri. Mutta harvat ihmiset uskoivat koulun, ja vuonna 1969 MPEMBA yhdessä professorifysiikkalaisten kanssa julkaistiin Artikla. tässä tapauksessa. Tätä vaikutusta ei aina havaita, joten jos yrität toistaa sen kotona, kaukana siitä, että se tapahtuu. Luultavasti on muutamia syitä .

Tämän vaikutuksen selitysversiot

MPEMBA: n vaikutuksen havaitseminen ei salli absoluuttisen tarkkuuden selittämiseksi tätä ilmiötä. Ymmärtää tämä prosessi ei ole vielä onnistunut, mutta tieteelliset riidat suoritetaan paljon. Ja on useita versioita, jotka selittävät MPEMBA: n vaikutusta.

Useimmin edistyksellinen hypoteesi - kuuma vesi haihtuu massamäärän vuoksi. Tämän seurauksena neste jäätyy, menettää vähemmän lämpöä. Kuitenkin oli tapauksia, kun MPEMBI: n vaikutusta havaittiin suljetuissa säiliöissä, joissa haihtuminen ei ollut.

Toinen oletus on, että vesi kehittyy konvektiovirrat ja lämpötilan kaltevuudet jäähdyttäen. Nopea jäähdytyslasi kuumalla vedellä on suuret lämpötilaeroja ja nopeammin lämmön poistamiseksi pinnalta. Vaikka tasaisesti jäähdytetty lasi vettä on pienempi lämpötilaero. Saatiin myös vähemmän konvektiota, joka nopeuttaa prosessia.

Video aiheesta

Myös muita teorioita. Esimerkiksi jonkin niistä, liuotettujen kaasujen vaikutus veteen jäätymisprosessiin. Vuonna 2013 Singaporen tutkijoiden ryhmä ehdotettu MPEMBA: n vaikutuksen selitys. Niiden mukaan liuos sijaitsee kemiallisten siteiden ainutlaatuisissa ominaisuuksissa vedessä.

Kuten tunnetaan, vakiovesi molekyyli sisältää yhden happiatomin ja kaksi vetyatomia. Ne ovat yhteydessä kovalenttisilla joukkovelkakirjoilla. Mutta kun useiden molekyylien yhdiste ilmenee, vetyatomeja muodostaa myös liitännät happiatomien kanssa muissa molekyyleissä. Nämä vetysidokset antavat vettä osan ominaisuuksistaan, kuten suhteellisen suuresta kiehumispisteestä ja vähentyneestä tiheydestä jäätymisen aikana.

Tutkijat uskovat, että kiehuvien vesimolekyylien aikana leviävät vetysidosten laajentamista. Mutta rajoitetun tilavuuden vuoksi yksittäisten molekyylien kovalenttiset sidokset pakataan, kerääntyvät energiaa. Jos vesi jäätyy tässä tilassa, linkit vapauttavat energian "lukitun kevään" muodossa, jäähdytetään paljon nopeammin.

Video aiheesta

Mutta kaikki asiantuntijat eivät ole samaa mieltä MPEMB: n vaikutuksesta. Joku syyttää asiantuntijoita siitä, että heidän teoriansa voisi ennustaa uuden veden omaisuutta. Se ei kuitenkaan ole tavallisessa ymmärryksessä. Kemisti Richard Dawn Stanfordin yliopistosta katsoo, että kuuman veden nopea jäädyttäminen riippuu pääasiassa haihduttamisesta.

Todennäköisesti juuri tämän vuoksi MPEMBE: n vaikutus tapahtuu. Ehkä tulevaisuudessa tutkijat voivat täysin todistaa sen tai esittää muutoksia selitykseen.

MPEMBA-vaikutus tai miksi kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä?

MPEMBA-vaikutus (MPEMBI: n paradoksi) - paradoksi, joka kertoo, että kuuma vesi jossain olosuhteissa jäätyy nopeammin kuin kylmä, vaikka sen on lähdettävä kylmävesi lämpötila jäätymisprosessissa. Tämä paradoksi on kokeellinen tosiasia, joka on ristiriidassa tavanomaisten ideoiden kanssa, joiden mukaan samoilla olosuhteilla on enemmän lämmitetty runko jäähdyttämään tiettyyn lämpötilaan, vaatii enemmän aikaa kuin vähemmän kuumennettu runko jäähdyttämään samaan lämpötilaan.

Tämä ilmiö havaittiin kerralla Aristoteles, Francis Bacon ja Rene Descart, mutta vain vuonna 1963 Tansanian Schoolboy Erassto Mpembea totesi, että jäätelön kuuma seos jäätyy nopeammin kuin kylmä.

Tanzanian Magambaban ylioppilaskunnan opiskelijana Erasto Mpembea teki käytännön työtä Cook Case. Hän tarvitsi tehdä kotitekoista jäätelöä - kiehua maitoa, liuotettava sokeri siinä, jäähdytä se huoneenlämpötilaan ja laittaa se jääkaappiin jäädyttämiseen. Ilmeisesti MPEMBBA ei ollut erityisen huolellinen opiskelija ja seteli tehtävän ensimmäisen osan täyttämisellä. Pelkää, että hänellä ei olisi aikaa oppitunnin loppuun, hän laittoi jääkaapin vielä kuumaa maitoa. Hänen yllätykseensä se jäätyi aikaisemmin kuin hänen toverinsa maito, joka on kypsennetty tietyn teknologian mukaan.

Sen jälkeen MPEMBA kokeili paitsi maidon vaan myös tavallisella vedellä. Joka tapauksessa jo Mkvava-lukion opiskelijana hän kysyi professori Dennis Osborne University College Dar Es Salaman (lukemaan oppilaat luennolla fysiikassa yliopiston luokkahuoneessa: "Jos otat kaksi identtistä Säiliöt, joilla on yhtä suuret volyymit vettä niin, yhdessä niistä on lämpötila 35 ° C ja toisessa 100 ° C: ssa ja laittaa ne pakastimeen, sitten toisessa vedessä jäätyy nopeammin. Miksi? "" Osborne kiinnostui tästä asiasta ja pian vuonna 1969 yhdessä MPEMBA: n kanssa julkaisi kokeidensa tulokset lehteessä "Fysiikan koulutus". Sittemmin löydetty vaikutus on kutsuttu MPEMBA: n vaikutus .

Tähän asti kukaan ei tiedä, miten selittää tätä outoa vaikutusta. Tutkijoilla ei ole yhtä versiota, vaikka monia. Kyseessä on erilainen kuuman ja kylmän veden ominaisuuksien ero, mutta ei ole vielä selvää, mitkä ominaisuudet ovat tässä tapauksessa merkityksessä: ero supercoolingissa, haihduttamalla, jäämuodostukseen, konvektioon tai purkautuneiden kaasujen vaikutuksista veteen eri lämpötilat.

MPEMBA: n vaikutuksen paradoksaalisuutta on se aika, jonka aikana runko jäähtyy ympäristön lämpötilaan tulisi olla suhteessa tämän kehon ja ympäristön lämpötiloihin. Tämä laki vahvisti edelleen Newtonin ja sen jälkeen monta kertaa vahvisti käytännössä. Tässä vaiheessa vettä, jonka lämpötila on 100 ° C jäähdyttää 0 ° C: n lämpötilaan nopeammin kuin sama määrä vettä, jonka lämpötila on 35 ° C.

Se ei kuitenkaan tarkoita paradoksia, koska MPEMBA: n vaikutusta voidaan selittää ja kuuluisan fysiikan puitteissa. Seuraavassa on muutamia selityksiä MPEMBU: n vaikutuksesta:

Haihdutus

Kuuma vesi nopeammin haihtuu säiliöstä, mikä vähentää sen tilavuutta ja pienempi veden määrä, jolla on sama lämpötila, jäätyy nopeammin. Lämmitetty 100: een vedellä menettää 16% sen massasta jäähdyttämisen aikana 0 ° C: seen.

Haihduttamisen vaikutus - kaksinkertainen vaikutus. Ensinnäkin veden massa vähenee, mikä on välttämätön jäähdyttämiseksi. Ja toiseksi lämpötilaa pienennetään sen vuoksi, että siirtymävaiheen haihduttaminen vesifaasista höyryfaasiin pienenee.

Lämpötilaero

Koska lämpötilaero kuuman veden ja kylmän ilman lämpötila on enemmän - lämmönvaihto tässä tapauksessa voimakkaammin ja kuuma vesi jäähdytetään nopeammin.

Supercooling

Kun vesi jäähdytetään alle 0 c, se ei aina jäädytä. Joillakin olosuhteissa se voi olla hypotermia, jatkavat pysyvän nesteen lämpötilassa jäätymispisteen lämpötilan alapuolella. Joissakin tapauksissa vesi voi pysyä nestemäisenä jopa -20 C: n lämpötilassa.

Syy tähän vaikutukseen on se, että ensimmäisen jääkiteiden muodostamiseksi tarvitaan kristallinmuodostuskeskuksia. Jos ne eivät ole nestemäisessä vedessä, niin supercooling jatkuu, kunnes lämpötila laskee niin paljon, että kiteet alkavat muodostaa spontaanisti. Kun ne alkavat muodostaa supercooled-nesteessä, ne alkavat kasvaa nopeammin, muodostaen lorth shuhuh, joka jäädytys muodostaa jäätä.

Kuuma vesi on kaikkein alttiimpia supercoolingille, koska sen lämmitys poistaa liuennut kaasut ja kuplat, jotka puolestaan ​​voivat toimia keskuksina jääkiteiden muodostumiseen.

Miksi supercooling aiheuttaa kuumaa vettä nopeammin? Kylmän veden tapauksessa, jota seuraavista ei ole ylimitoitettu. Tällöin ohut jääkerros muodostuu astian pinnalle. Tämä jääkerros toimii eristeenä veden ja kylmän ilman välillä ja estää haihduttamisen. Jääkiteiden muodostumisnopeus tässä tapauksessa on vähemmän. Kuuman veden tapauksessa supercooling, supercooled vesi ei ole suojaava pintakerros jäätä. Siksi se menettää lämpöä paljon nopeammin avoimen yläosan kautta.

Kun hypotermiaprosessi päättyy ja vesi jäätyy, paljon enemmän lämpöä menetetään ja siten muodostuu enemmän jäätä.

Monet tämän vaikutuksen tutkijat pitävät ylimääräistä tekijää MPEMB-vaikutusten tapauksessa.

Konvektio

Kylmä vesi alkaa jäädyttää ylhäältä, mikä heikentää lämmönpäästöjen ja konvektion prosesseja, ja siten lämpöhäviö, kun taas kuuma vesi alkaa jäätyä alhaalta.

Tämän veden tiheyden poikkeaman vaikutusta selitetään. Vesi on maksimaalinen tiheys 4 ° C: ssa. Koska tämä vesi on vähemmän tiheä kuin vesi 4 sekunnin lämpötilassa, se pysyy pinnalla, muodostaen ohuen kylmän kerroksen. Näissä olosuhteissa ohut kerros jäätä muodostuu veden pinnalle lyhyeksi ajaksi, mutta tämä jääkerros on eriste, joka suojaa alempia kerrosta vettä, joka pysyy 4 ° C: n lämpötilassa. Siksi edelleen jäähdytysprosessi on hitaampi.

Kuuman veden tapauksessa tilanne on täysin erilainen. Veden pintakerros jäähdytetään nopeammin haihduttamisen ja suuremman lämpötilaerojen vuoksi. Lisäksi kylmän vedenkerrokset ovat tiheämpiä kuin kuumia vedenkerroksia, joten kylmävesikerros putoaa alaspäin, nostamalla lämpimän veden kerros pinnalle. Tällainen vedenkierto tarjoaa nopean lämpötilan pudotuksen.

Mutta miksi tämä prosessi ei saavuta tasapainopistettä? Selittää MPEMBA: n vaikutusta tästä konvektion näkökulmasta, olisi välttämätöntä tehdä, että kylmä- ja kuumavesikerrokset erotetaan ja konvektioprosessi jatkuu keskimääräisen veden lämpötilan jälkeen alle 4 C: n alapuolella.

Kuitenkaan ei ole kokeellisia tietoja, jotka vahvistaisivat tämän hypoteesin, että kylmä- ja kuumavesikerros jaetaan konvektion aikana.

Liuennut kaasut

Vesi sisältää aina kaasuja, jotka on liuotettu IT-happiin ja hiilidioksidiin. Näillä kaasuilla on kyky vähentää veden jäädytyspistettä. Kun vettä kuumennetaan, nämä kaasut vapautetaan vedestä, koska niiden liukoisuus veteen korkeilla lämpötiloissa. Siksi, kun kuumaa vettä jäähdytetään, siinä on aina vähemmän liuenneita kaasuja kuin ei-kuumennetussa kylmässä vedessä. Siksi kuumennetun veden jäädytyspiste on suurempi ja se jäätyy nopeammin. Tätä tekijää pidetään joskus tärkein asia, kun selitetään MPEMB: n vaikutusta, vaikka tätä tosiasiaa ei ole kokeellisia tietoja.

Lämmönjohtokyky

Tämä mekanismi voi olla merkittävä rooli, kun vettä sijoitetaan jäähdytyskammion pakastimeen pienissä säiliöissä. Näissä olosuhteissa huomataan, että kuumaa vesisäiliötä siirretään pakastimella pakastimesta, mikä parantaa lämpökosketusta pakastin seinään ja lämpöjohtavuuteen. Tämän seurauksena lämpö poistetaan säiliöstä kuumalla vedellä nopeammin kuin kylmä. Kylvää vettä koskeva säiliö ei aiheuta lumen alapuolella.

Kaikki nämä (samoin kuin muut) olosuhteet tutkittiin monissa kokeissa, mutta yksiselitteinen vastaus kysymykseen - mikä niistä tarjosi MPEMBE-vaikutuksen sadan prosentin lisääntymisen - eikä sitä ole saanut.

Esimerkiksi vuonna 1995 saksalainen fyysikko David Auerbach tutki veden hypotermian vaikutusta tähän vaikutukseen. Hän havaitsi, että kuuma vesi, joka saavutti supercooled-tilaan, jäätyy korkeammalla lämpötilassa kuin kylmä, mikä tarkoittaa sitä nopeammin. Mutta kylmä vesi saavuttaa supercooled-tilan nopeammin kuin kuuma, mikä kompensoidaan edellisestä viiveestä.

Lisäksi AUERBAKH: n tulokset ovat ristiriidassa aiemmin saatujen tietojen kanssa, jolloin kuuma vesi kykenee saavuttamaan suuremman ylikitoisuuden, koska pienempi määrä kiteytyskeskuksia. Kun vettä kuumennetaan siitä, siihen liuotetut kaasut poistetaan ja sen kiehumisen aikana saostetaan joitain suoloja.

Voit sanoa, että vain yksi asia on mahdollista - tämän vaikutuksen lisääntyminen riippuu merkittävästi olosuhteista, joissa kokeilu suoritetaan. Juuri siksi, että sitä ei aina toisteta.

O. V. MOSIN

Kirjallisuuden Lähteet :

"Kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä vesi. Miksi se tekee niin?", Jearl Walker amatööri tutkija, tieteellinen amerikkalainen, vol. 237, Ei. 3, s. 246-257; Syyskuu 1977.

"Kuuman ja kylmän veden jäätyminen", g .S. Kell American Journal of Fysiikan, Vol. 37, Ei. 5, s. 564-565; Toukokuu 1969.

"Supercooling ja MPemba Effect", David Auerbach, American Journal of Fysiikan, Vol. 63, Ei. 10, s. 882-885; Lokakuu, 1995.

"MPEMBA-vaikutus: kuuman ja kylmän veden jäätymisajat", Charles A. Knight, American Journal of Fysiikan, Vol. 64, Ei. 5, P 524; Toukokuu 1996.

"Lopullinen sana", uusi tiedemies, toinen decept 1995.

Hei, Habr! Esitän huomionne artikkelin käännös "Miksi kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmäfyysikot ratkaisevat MOMBA-vaikutusta".

Kääntäjästä: Kaikki hänen elämänsä kärsinyt kysymyksen, ja täällä selittiin jälleen.

Miksi kiehuvaa vettä jäätyy nopeimman kylmän veden, kertoo video:

Yhteenveto: Vetyliesien läsnäolon vuoksi vesimolekyyleissä O-H: n kovalenttisten sidoksen konfiguraation muutos muuttuu ylimääräisen energian tarvikkeiden kanssa, joka vapautuu jäähdytyksen aikana ja toimivat ylimääräisenä lämmityksenä, joka häiritsee jäädyttämistä. Kuumalla vedellä vetysidosryhmät venytetään, kovalenttinen ei jännittynyt, energiavaraus on alhainen jäähdytys ja jäädyttäminen on nopeampaa. On jotain ominaisuutta. Tau. Tarvitaan muodostamaan vetysidosten muodostamiseksi, jos jäähdytysprosessi menee hitaasti, MPEMB: n vaikutus häviää. Jos jäähdytysprosessi on suhteellisen nopea (jopa kymmeniä minuutteja), vaikutus ilmaistaan. Sen pitäisi todennäköisesti olla kriittinen lämpötila, joka alkaa, mikä vaikutus näkyy, mutta tämä ei näy artikkelissa.

Kuva alkuperäisestä artikkelista, jossa tarkastellaan, jolla lukijan pitäisi nähdä kaikki selkeyden, että energia on kovalenttisissa joukkovelkakirjoissa, jotka voidaan vapauttaa ylimääräisen lämmön muodossa, estää kylmää vettä.

Kysymyksen historia

Aristoteles totesi ensin, että kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä, mutta kemistit kieltäytyivät aina selittämästä tätä paradoksia. Tähän päivään asti.

Vesi on yksi maan kaikkein tavallisimmista aineista, mutta samanaikaisesti yksi salaperäisimmistä. Esimerkiksi kuten useimmissa nesteissä sen tiheys kasvaa jäähdytyksen aikana. Toisin kuin loput, sen tiheys saavuttaa suurimman 4C: n lämpötilassa ja alkaa sitten laskea kiteytyslämpötilaan.

Kiinteässä vaiheessa vedellä on hieman pienempi tiheys, minkä vuoksi jää kelluu veden pinnalla. Tämä on yksi syy elämän olemassaoloon - jos jää oli vettä, sitten jäädyttämisessä, hän putosi järvien ja valtamerten pohjan, mikä tekisi mahdottomaksi monenlaisia ​​kemiallisia prosesseja, jotka tekevät elämästä mahdollista.

Joten, siellä on outo membaby-vaikutus, joka on nimetty Tansanian opiskelijan jälkeen, joka huomasi, että jäätelön kuuma seos on nopeampi kuin kylmän koulun keittiön pakastimessa jonnekin 1960-luvun alussa. Itse asiassa tämä vaikutus havaitsi tämän historian tutkijat, jotka alkoivat Aristoteles, Francis Bacon ja Rene Descartes).

MPEMBA-vaikutus Tämä kuuma vesi jäätyy nopeammin kylmänä. Tämä vaikutus mitattiin erilaisissa tapauksissa, joissa on erilaisia ​​selityksiä alla. Yksi ideoista on, että kuumilla aluksilla on paras lämpökosketus pakastimen kanssa ja poistaa lämpöä tehokkaammin. Toinen on, että lämmin vesi haihtuu nopeammin, ja koska tämä prosessi on endoterminen (tulee lämmön absorptio) - sitten se kiihdyttää jäädyttämistä.

Mikään näistä selityksistä ei näytä uskottavalta, joten todellista selitystä ei vielä ollut.

Uusi selvitys vaikutus (nyt se on varmasti oikein)

Tänään, Chang Nangang Technology University of Singaporesta ja useat hänen kollegansa tällainen. Nämä kaverit väittävät, että MPEMS: n vaikutus on seurausta erilaisten viestintätyyppien ainutlaatuisista ominaisuuksista, joilla on vesimolekyylejä yhdessä.

Joten mikä on sama näissä yhteyksissä? Jokainen vesimolekyyli koostuu suhteellisen suuresta happiatomista, joka on liitetty kahteen alhaiseen vetyatomille tavanomaisella kovalenttisella sidolla. Mutta jos asetat muutaman vesimolekyylit, vedyn sidokset alkavat myös olla tärkeä rooli. Tämä johtuu siitä, että yhden molekyylin vetyatomeja sijaitsee lähellä toisen molekyylin happea ja vuorovaikutuksessa sen kanssa. Vetyliitokset ovat paljon heikompi kuin kovalenttinen (noin. Per. ~ 10 kertaa), mutta vahvempi kuin van der Wales -joukot, jotka käyttävät heconia kiinni pystysuuntaisiin seiniin.

Chemistit ovat jo pitkään tietoisia näiden siteiden merkityksestä. Esimerkiksi veden kiehumispiste on paljon suurempi kuin muiden samanlaisten molekyylien kanssa, koska vetysidokset pitävät molekyylejä yhdessä.

Viime vuosina kemistit ovat yhä enemmän kiinnostuneita muista rooleista, jotka voivat pelata vetysidoksia. Esimerkiksi vesimolekyylit ohuissa kapillaareissa muodostavat pitkäketjuisia ketjuja, joita vedyn sitoo. Tämä on erittäin tärkeää kasveille, jotka ovat haihduttamalla vettä lehtien kalvojen läpi, vetävät tehokkaasti vesimolekyylien ketjua juurista.

Nyt kirjoittajien kanssa ne väittävät, että vedyn sidokset selittävät myös MPEMBE: n vaikutusta. Niiden keskeinen ajatus on se, että vetysidokset johtavat tiheään vesimolekyylien kosketukseen ja kun tämä tapahtuu, molekyylien välinen luonnollinen repulsio johtaa kovalenttisten sidosten puristamiseen ja energian kerääntymiseen.

Kuitenkin, kun nestettä kuumennetaan, molekyylien välinen etäisyys kasvaa ja vetyidut venytetään. Sen avulla voit myös lisätä kovalenttisten joukkovelkakirjojen pituutta ja siten vetää takaisin heihin kerääntymisen. Tärkeä osa teoriaa on se, että prosessi, jossa kovalenttiset sidokset antavat energiaa, joka on kertynyt jäähdytyksestä!

Itse asiassa tämä vaikutus parantaa tavanomaista jäähdytysprosessia. Näin ollen kuuma vesi on jäähdytettävä nopeammin kuin kylmä, kirjoittajat väittävät. Ja tämä on juuri sitä, mitä tarkkailemme huijauksen vaikutuksesta.

Miksi uusi selitys on parempi kuin edellinen?

Nämä kaverit laskettu ylimääräisen jäähdytyksen määrä ja osoitti, että se vastaa tarkalleen havaittua eroa kokeissa Mittaamalla erilainen ero kuuma ja kylmä vesijäähdytysnopeus. Voila! Tämä on mielenkiintoinen tarkastelu monimutkaisista ja salaperäisistä ominaisuuksista, jotka vielä tekevät kemistit, eivät nuku yöllä. Huolimatta siitä, että zi: n ja rikkaiden tekijöiden ajatus on vakuuttava, se voi olla toinen virhe teoreetikoista, mitä muita fyysikkoja on kumottava. Tämä johtuu siitä, että teorioilla ei ole ennakoivaa vahvuutta (ainakin - alkuperäisessä artikkelissa).

ZI: n ja kirjoittajien on hyödynnettävä teoriaa veden uusien ominaisuuksien ennustamiseksi, jotka eivät ole tavanomaisesta päättelystä. Esimerkiksi jos kovalenttiset sidokset lyhennetään, tämän pitäisi johtaa uusiin veden mitattuihin ominaisuuksiin, joiden ei tarvitse ilmetä toisin. Tällaisten ominaisuuksien avaaminen ja mittaus olisi viimeinen kirsikka kakkulla, jolla ei ole teoriaa nykyisessä muodossaan.

Joten huolimatta siitä, että kaverit ovat voineet selittää MPEMB: n, hyvin, he tarvitsevat hieman podnaping vakuuttamaan muita.

Ole se, kuten se voi, heillä on mielenkiintoinen teoria.

P.S. Vuonna 2016 yksi yhteistyökumppaneista - Chang Sun (Chang Q. Sun) yhdessä Yi Sunin (Yi Sun) kanssa julkaisi täydellisen lausunnon ehdotetusta teoriasta, kun tarkastellaan pintavaikutuksia, konvektiota, levittämistä, säteilyä ja muita tekijät - ja näyttävät hyvään sopimukseen kokeilun kanssa (Springer).

Kirjallisuus

Kirjallisuus

Ref: Arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O BOND MAAMALOINEN RETHERS REAMMBA PARADOX

Alkuperäinen: https://medium.com/the-physiikka-arxiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicits-solve-t-mpemba-effect-8a2f611e853

Miksi "selitti uudelleen" - ja koska se oli jo:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060
  2. Ei-tasapaino MAROMOV-prosessit: voi seurata joitakin epätavallisia reittiä voimakkaasti nopeammin kuin tasapaino, joten nopea jäähdytys kiehuvaa vettä kuuluu tällaiseen "nopeutettuun" liikerataan ja ylittää kylmän veden (joka jäähdyttää enemmän tasapainotusolosuhteissa).
  3. https://pubs.acs.org/Doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735
  4. Klusterit (myös vedyn sidoksista), jotka häiritsevät kiteytystä. Kiehuessa vedessä ei ole tällaisia ​​klustereita, ja sen jäädyttämisessä heillä ei ole aikaa muodostaa ja vedessä, pitkään entisen kylmän ajan pakastimen ulkopuolella, ja he eivät anna sitä jäädyttää sitä normaalisti.
  5. https://aApt.Scitation.org/DOI/10/1119/1.18059
  6. Supercooling alle jäätymispisteen, joka alunperin kuumassa vedessä on heikompi, koska sotku on suurempi, eikä se riitä järjestämään pakastimessa jäätymisprosessissa. (Mutta tässä on selvästi ongelma - kokeissa, koko kuuman veden jäähdytyskäyrä on jyrkempi kylmä ja ei vain jäätymisprosessi, ja tämä "häiriö" lämmönjohtavuudesta ja jäähdytyksestä, jos se olisi vaikuttava hidastamalla jäähdytys, ja kiihdytys).

https://www.sciencedirect.com/science/article/Pii/S0140700716302869.

Vesi haihtuu pinnalta ja ottaa lämpöä. Kuuma vesi on nopeampi (vain ei ole selvää, miksi lämpötila on kohdistettu, kuumaa vettä, joka jatkuu aktiivisesti, vaikka se on jo kylmempi kuin alun perin kylmä).

https://www.scinnilect.com/science/article/Pii/S0017931014008072.

Video.

Kaikki viininvalmistus, joka parantaa lämmönvaihtoa (konvektiovirrat pyörivät inertiaan ja lasien lämpötilan jälkeen ja pitkään sen jälkeen).

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

Kaiken kaikkiaan epäpuhtauksien purkaminen (kaasut?). Kiehuessa veden epäpuhtauksia vähemmän, jäädyttää nopeammin.

Johtopäätös

Kuuman veden ilmiö, joka on jäätynyt suuremmalla nopeudella kuin kylmä, tiedossa tieteessä huijauksen vaikutus. Tämän paradoksaalisen ilmiön yli, niin suuret mielet kuin Aristoteles, Francis Bacon ja René Descartes heijastuivat edellä, mutta vuosituhannen vuoksi kukaan ei pystynyt tarjoamaan kohtuullista selitystä tästä ilmiöstä.

Vain vuonna 1963 Tanganyikin tasavallasta peräisin oleva koulupoika, Erasto Mpembe, huomasi tämän vaikutuksen jäätelön esimerkissä, mutta mikään aikuisista antoi hänelle selitystä. Kuitenkin fyysiset ja kemistit vakavasti ajatellut niin yksinkertaista, mutta niin käsittämätön ilmiö.

Siitä lähtien eri versiot ovat ilmaisseet, joista yksi kuulostaa seuraavasti: osa kuumaa vettä haihdutetaan ensin ja sitten, kun se pysyy vähemmän kuin sen määrä, vesi jäätyy nopeammin. Tämä versio, sen yksinkertaisuuden vuoksi tuli suosituin, mutta tiedemiehet eivät täysin tyydyttäneet. Nanyangin teknologisen yliopiston yliopiston tutkijoiden ryhmä Singaporessa (Nanyang Technological University), jonka johtaja Chemist Si Zhanom (Xi Zhang) totesi, että he onnistuivat sallimaan vuosisadan vanhan arvoituksen siitä, miksi lämmin vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä. Kun kiinalaiset asiantuntijat huomasivat, salaisuus on vesiliuoksissa varastoitujen energian määrä vesimolekyylien välillä.

Kuten tunnetaan, vesimolekyylit koostuvat yhdestä happiatomista ja kahdesta vetyatomista, jotka pidetään yhdessä kovalenttisten sidosten kanssa, jotka näyttävät elektronien vaihdosta hiukkasten tasolla. Toinen kuuluisa tosiasia on, että vetyatomeja houkutellaan happiatomeja naapurimolekyyleistä - samaan aikaan muodostetaan vetyidokset.

MPEMBA-vaikutus on mielenkiintoinen, joten se tutkii edelleen. Tutkimukset suoritetaan välittömästi useissa suunnissa. Tutkijat varmasti selvittävät selittämättömän paradoksiin ja antaa ihmisille mahdollisuuden laajentaa mahdollisuuksia käyttää sitä.

Samanaikaisesti vesimolekyylit hylätään yleensä toisistaan. Singaporen tiedemiehet huomasi: lämpimämpi vesi, sitä suurempi etäisyys nestemolekyylien välillä johtui nousevien voimien lisääntymisestä. Tämän seurauksena vetysidokset venytetään, ja siten varaa suurempaa energiaa. Tämä energia vapautuu, kun vesi jäähdytetään - molekyylit tulevat lähemmäs toisiaan. Ja energian tuotto, kuten tiedät ja tarkoittaa jäähdytystä.

Koska kemistit kirjoittavat artikkelissaan, joka löytyy Arxiv.orgin esipaineista, kuumalla vedellä, vetysidokset kiristävät voimakkaammin kuin kylmässä. Siten on osoittautunut, että kuuman veden vetysidosten varastoidaan enemmän energiaa, mikä tarkoittaa sitä, että se vapautuu enemmän jäähdytyksen aikana miinuslämpötiloihin. Tästä syystä jäädytetty on nopeampi.

Tähän mennessä tutkijat ovat ratkaisseet tämän mysteerin vain teoreettisesti. Kun he esittelevät vakuuttavia todisteita versiosta, kysymys siitä, miksi kuuma vesi on pakastettu nopeammin kuin kylmä, on mahdollista sulkea. Myös aihe: 100-vuotiaita tiedemiehet eivät voineet ymmärtää, miksi Cat Schrödinger Fysiikan paradoksi ratkaisi pitkän aikavälin arvoituksen elektronisen fysiikan käyttäytymisestä osoitti, että magneettikenttä muuttaa timantin materiaalin lämmönsiirtoa kvantti-vaikutus Zenon Miksi kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä? Tämä pätee, vaikka se kuulostaa uskomattomaksi, koska jäätymisprosessissa lämpimän veden on läpäistävä kylmäveden lämpötila. Samaan aikaan tätä vaikutusta käytetään. Esimerkiksi rullat ja liukut talvella kaadetaan kuumana, ei kylmän veden. Asiantuntijat neuvovat autoilijoita täyttämään talvella pesukone säiliössä kylmä, eikä kuumaa vettä. Paradox tunnetaan maailmassa "MPEMB-vaikutus". Tämä ilmiö mainitsi Aristoteles, Francis Bacon ja René Descartes, mutta vain vuonna 1963 fysiikan professorit maksettiin hänelle ja yritti tutkia. Kaikki alkoi, että Tansanian Schoolboy Erasto Mpembba totesi, että makeutettu maito, jota hän tapasi jäätelöä, jäätyy nopeammin, jos se esitään esilämmitykseen ja esittämällä, että kuuma vesi jäätyy nopeammin kuin kylmä. Hän valitti selvennystä fysiikan opettajalle, mutta hän vain nauroi opiskelijalle ja sanoivat seuraavista: "Tämä ei ole maailman fysiikka, vaan MPEMS: n lääkäri." Onneksi Dennis Osborne oli kerran koulussa, fysiikan professori Dar Es Salaman yliopistosta. Ja MPEMBA valitti hänelle samalla kysymyksellä. Professori perustettiin vähemmän epäileväksi, sanoi, että hän ei voinut arvioida sitä, mitä hän ei ollut koskaan nähnyt, ja palattuaan kotiin pyysi työntekijöitä tekemään asianmukaisia ​​kokeita. Näyttää siltä, ​​että he vahvistivat pojan sanat. Joka tapauksessa vuonna 1969 Osborne puhui työskentelystä MPEMBO: n kanssa aikakauslehdessä "Eng. Fysiikka. Koulutus.

" Samana vuonna Kanadan kansallisen tutkimusneuvoston George Kell julkaisi artikkelin, jossa kuvaus "F Eng.

  • Amerikkalainen.
  • Järjestää
  • Of.
  • Fysiikka.

"

Tämän paradoksen selittämiseksi on useita vaihtoehtoja:

Kuuma vesi haihtuu nopeammin, mikä vähentää sen tilavuutta ja pienempi määrä vettä, jossa sama lämpötila jäätyy nopeammin. Hermeettisissä säiliöissä kylmävesi pitäisi jäädyttää nopeammin.

Lumikin läsnäolo. Kuumavesisäiliö on itsessään siis, se on siis lämpökosketus jäähdytyspinnalle. Kylmä vesi ei loista sen alla. Lumivuorauksen puuttuessa kylmän vesisäiliön on jäädyttävä nopeammin.

Kylmä vesi alkaa jäädyttää ylhäältä, mikä heikentää lämmönpäästöjen ja konvektion prosesseja, ja siten lämpöhäviö, kun taas kuuma vesi alkaa jäätyä alhaalta. Veden mekaanisen sekoittamisen lisääminen säiliöissä kylmän veden pitäisi jäädyttää nopeammin.

Kiteytyskeskusten läsnäolo jäähdytetyssä vedessä - siinä liuennut aineet. Pienellä määrällä tällaisia ​​keskuksia kylmässä vedessä, veden transformaatio jäällä on vaikeaa ja mahdollisesti sen supercooling, kun se pysyy nestemäisessä tilassa, jossa on miinuslämpötila.

Viime aikoina julkaistiin toinen selitys. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) Washingtonin yliopistosta tutkittiin tätä ilmiötä ja päätteli, että siihen liittyvä tärkeä rooli pelataan liuennut aineet vedessä, jotka on talletettu lämmitettäessä. Liuennut aineet Dr. Katz tarkoittaa myös kalsiumia ja magnesiumbikarbonaatteja, jotka sisältyvät jäykän veteen. Kun vettä kuumennetaan, nämä aineet talletetaan, vesi tulee pehmeäksi. Vesi, joka ei ole koskaan lämmitetty, sisältää nämä epäpuhtaudet, se on "kova". Kun se jäätyy ja jää kiteiden muodostuminen, epäpuhtauksien pitoisuus vedessä kasvaa 50 kertaa. Tämän vuoksi vesijäähdytyspiste vähenee.

Tämä selitys ei näytä vakuuttavaksi, koska Ei tarvitse unohtaa, että vaikutusta löydettiin kokeista jäätelöllä, eikä jäykällä vedellä. Todennäköisin syy termopyylisen ilmiön, eikä kemiallisen ilmiön.

Vaikka MPEMB: n paradoksen yksiselitteistä selitystä ei vastaanoteta. Minun on sanottava, että jotkut tutkijat eivät pidä tätä paradoksista arvokasta huomiota. On kuitenkin erittäin mielenkiintoista, että yksinkertainen koulupoika on saavuttanut fyysisen vaikutuksen tunnustamisen ja saadaan suosio sen uteliaisuuden ja sitkeyden vuoksi.

Lisätty helmikuussa 2014

Huomautus on kirjoitettu vuonna 2011. Siitä lähtien uudet tutkimukset MPEMBI: n vaikutuksesta ja uusista yrityksistä selittävät sen. Joten vuonna 2012 Ison-Britannian kuninkaallinen kemiallinen yhteiskunta ilmoitti kansainvälisen kilpailun tieteellisten salaisuuksien ratkaisusta "MPEMBI EFFECT" palkintorahastolla 1000 kiloa. Määräaika asennettiin 30. heinäkuuta 2012. Nikola Beregovikin Zagrebin yliopiston laboratoriosta tuli voittajaksi. Hän julkaisi työnsä, jossa hän analysoi aiempia yrityksiä selittää tätä ilmiötä ja päätteli, etteivät he ole vakuuttavia. Niiden ehdottama malli perustuu veden perustavanlaatuisiin ominaisuuksiin. Ne, jotka haluavat löytää työtä linkissä http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Tutkimusta tätä ei saatu päätökseen. Vuonna 2013 Singaporesta fysiikka teoreettisesti osoittautui Empube-vaikutuksen syyksi. Työtä löytyy osoitteesta http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Samanlainen sivustolla olevien artikkeleiden aihe:

451 astetta Fahrenheit, paperipalo?

Lääketieteellinen infrapuna-lämpömittari - myyttejä ja todellisuutta Miksi tähtitaivaus on musta? (Photometrinen paradoksi)

Punaisen lehtien mysteeri

  FOTO1818-3.Miksi vetoketju ja ukkonen ukkonen?

Miksi taivas on sininen? Voiko se jäätyä? .

Vastaus on yksinkertainen - kyllä, ehkä

. Lisäksi kiehuvaa vettä jäätyy nopeammin kuin kylmä. Mitä nopeammin: kiehuminen tai kylmä H2O?

Tutkijoilla on paljon kokeita ja osoittautui, että ensimmäinen kiteyttää kiehuvaa vettä.

Jos pakastimessa samanaikaisesti asetetaan kaksi samaa äänenvoimakkuutta ja muotoa kiehuvaa vettä ja yksinkertaista vettä, sitten

Ensimmäinen kääntyy jään täsmälleen kiehuvaa vettä

Vaikka jos noudatat logiikkaa, sen on ensin jäähdyttävä ja kiteyttää sitten. Mutta se ei ole.

On syytä huomata, että ihmiset havaitsivat tällaista vaikutusta jo pitkään.

  1. foto14818-3. Aristotele huomautti tähän hänen tietueensa, oli kiinnostunut R. Dekartin ilmiöstä. Kuitenkin tarkasti tätä asiaa tuolloin, harvat ihmiset tekivät, se ei ollut erityisen kiinnostunut tutkijoista.
  2. Inquisitive Tanzanskaya Schoolboy antoi vankan tutkimuksen aiheesta, joka löysi jokapäiväisessä elämässä, että Maito tai vesi kiteytyvät nopeammin.
  3. Vuonna 1969 professori D.Sboron teki kokeilua, joka osoittautui nuoren miehen hyväksynnän. Tästä hetkestä lähtien ilmiö sai hänen "avaajan" nimen, ja tuli tunnetun MPEMB: n vaikutus.

Miksi?

Se ei ollut vielä täysin selitetty ja ymmärtää vielä ilmiötä, mutta tämän aiheen mukaiset tiedemiehet ovat riittäviä. Kuitenkin jotkut hypoteesit tapahtuvat edelleen: .

Kun kiehuminen on haihduttamalla ja veden tilavuuden väheneminen, mikä tarkoittaa, että kiteytysprosessi on aktivoitu, ts. kiihdyttää.

Veteen liuotettuja kaasuja haihdutetaan, joten veden tiheys kiehumistilassa on suurempi kuin veden lämpötila. On tunnettua, että suuri prosenttiosuus tiheys edistää jäähdytysnopeutta.

Kuuman veden jäätyminen alkaa mennä alle, ja ylempi pintakerros pysyy ilmaiseksi. Tämä mahdollistaa lämmön konvektion ja säteilyn prosesseja olla lopettamatta eikä hidasta. Normaalissa tilassa yläpinta säilyy tavallisessa tilassa, joka hidastaa lämpöä.

On muita versioita, jotka selittävät paradoksaalisen ilmiön. Yksi niistä oli esittänyt Washingtonin tutkijat D. Katts. Hänen mielestään kiehumisprosessissa vettä "kova" muuttuu "pehmeiksi". Osa aineista, kuten magnesium ja kalsiumbikarbonaatti, ovat seditiivisia ja eivät häiritse kiteytymistä. siksi

Kiehuttavan veden jäätymisprosessi menee aina tavalliseen tapaan nopeammin

Miten tämä paradoksi levitetään todellisessa elämässä?

Paradoksaalisen ilmiön olemassaolo säästää aikaa valmistella pelipaikkoja ja urheilua talvikaudella.

Käytetty käsittämätön ilmiö ja teollinen tuotanto

Добавить комментарий