Pikabu.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.

Cangkang air dari tanah hidrosfer sekitar 71% dari permukaan bumi. Dalam keadaan terikat, air baik dalam kerak fana litosfer, dan diperkirakan bahwa cadangan air seperti itu (untuk sedetik !!) kira-kira sama dengan massa air bebas di hidrosfer. Ditemukan bahwa 1 Km³ granit selama peleburan dapat dialokasikan 26 juta ton air. Perempuan lebih banyak "cadangan" V., ditahan dalam mingguan di bumi - di mantel. Mereka berpendapat bahwa ada hingga 13 Miliar km³ air, yaitu, lebih dari dalam hidrosfer. Tetapi hanya 1 km³ dari air seperti itu yang dilakukan di permukaan gunung berapi setiap tahunnya. Industri telah memainkan dan memainkan peran yang menentukan dari sejarah geologis Bumi, dalam pembentukan rezim termal, iklim dan cuaca. Jauh dari semuanya diketahui tentang hal-hal menarik ini, lama diketahui, tetapi dalam banyak hal misterius, sangat berlimpah dan masalah yang kurang, tentang air sederhana.

. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
. Berkat dia, waktu pembekuan beberapa produk dan bahan berkurang, yang mengandung air.
Video pada topik

Cuaca dingin adalah karakteristik sebagian besar negara kita. Selain bermain ski saat ini, beberapa eksperimen dengan air dapat dilakukan. Misalnya, lempar air panas ke udara, sehingga membuat salju. Trik spektakuler ini didasarkan pada fakta menarik yang dikenal sejak zaman Aristoteles.

Ini dijelaskan dengan sederhana - air panas membeku lebih cepat daripada dingin. Properti ini menerima nama efek MPEMB. Anak sekolah Tanzania menemukan fenomena ini pada tahun 1963. Jadi mengapa air panas membeku lebih cepat dari dingin?

Eksperimen dengan es krim

Erasto Mpembea dan anak-anak lain di sekolahnya sering membuat es krim menggunakan ruang pembekuan sekolah. Prosesnya adalah sebagai berikut: Mereka merebus susu dan mencampurnya dengan gula. Setelah itu, campuran ini ditempatkan di freezer. Dan sekali Mpemba bergegas dan menempatkan zat yang dihasilkan untuk mendinginkan keadaan panas.

Video pada topik

Ternyata es krimnya ternyata lebih cepat dari teman sekelas. Tetapi ada beberapa orang yang percaya seorang anak sekolah, dan pada tahun 1969, MPemba, bersama dengan profesor fisikawan yang diterbitkan Artikel. pada kesempatan ini. Efek ini tidak selalu diamati, jadi jika Anda mencoba mengulanginya di rumah, jauh dari kenyataan bahwa itu akan terjadi. Mungkin ada Beberapa alasan .

Versi penjelasan dari efek ini

Deteksi efek MPEMBA tidak memungkinkan dengan akurasi absolut untuk menjelaskan fenomena ini. Untuk sepenuhnya memahami proses ini belum berhasil, tetapi perselisihan ilmiah dilakukan banyak. Dan ada beberapa versi untuk menjelaskan efek MPEMBA.

Hipotesis yang paling sering maju - air panas menguap karena kehilangan massa. Akibatnya, cairan membeku, kehilangan lebih sedikit panas. Namun, ada kasus-kasus ketika efek MPembi diamati pada wadah tertutup, di mana penguapan tidak.

Asumsi lain adalah bahwa air mengembangkan aliran konveksi dan gradien suhu karena pendinginan. Kaca pendingin cepat dengan air panas akan memiliki perbedaan suhu yang besar dan lebih cepat untuk menghilangkan panas dari permukaan. Sementara segelas air yang seragam memiliki perbedaan suhu yang lebih kecil. Juga diperoleh kurang konveksi mempercepat proses.

Video pada topik

Ada juga teori lain. Misalnya, menurut salah satu dari mereka, efek gas terlarut dalam air pada proses pembekuan. Pada 2013, sekelompok peneliti dari Singapura disarankan Versi Anda dari penjelasan tentang efek MPEMBA. Menurut mereka, solusinya terletak pada sifat unik ikatan bahan kimia dalam air.

Seperti diketahui, molekul air standar berisi satu atom oksigen dan dua atom hidrogen. Mereka terhubung dengan ikatan kovalen. Tetapi ketika suatu senyawa beberapa molekul terjadi, atom hidrogen juga membentuk koneksi dengan atom oksigen dalam molekul lain. Obligasi hidrogen ini memberi air beberapa sifatnya, seperti titik didih yang relatif tinggi dan berkurangnya kepadatan selama pembekuan.

Para peneliti percaya bahwa selama molekul air mendidih menyebar, memperluas ikatan hidrogen. Tetapi karena volume terbatas, ikatan kovalen dalam molekul individu dikompresi, mengumpulkan energi. Jika air membeku dalam keadaan ini, tautan melepaskan energi dalam bentuk "pegas yang tidak dikunci", pendinginan lebih cepat.

Video pada topik

Tetapi tidak semua ahli setuju dengan interpretasi dari efek MPEMB. Seseorang menuduh para ahli dalam kenyataan bahwa teori mereka dapat memprediksi properti baru. Namun, itu tidak dalam pemahaman yang biasa. Kimiawan Richard Dawn dari Universitas Stanford menganggap sama sekali pembekuan cepat air panas terutama tergantung pada penguapan.

Kemungkinan besar, tepatnya karena ini, efek MPEMBE terjadi. Mungkin di masa depan para ilmuwan akan dapat sepenuhnya membuktikannya atau membawa beberapa amandemen pada penjelasan.

Efek MPemba atau mengapa air panas membeku lebih cepat dari dingin?

Efek MPemba. (Paradox MPembi) - Paradoks yang mengatakan bahwa air panas pada beberapa kondisi membeku lebih cepat daripada dingin, meskipun harus menjalani suhu air dingin dalam proses pembekuan. Paradoks ini adalah fakta eksperimental yang bertentangan dengan ide-ide biasa, menurutnya, dengan kondisi yang sama, semakin banyak tubuh yang dipanaskan untuk pendinginan hingga suhu tertentu membutuhkan lebih banyak waktu daripada tubuh yang kurang dipanaskan untuk pendinginan dengan suhu yang sama.

Fenomena ini diperhatikan pada suatu waktu Aristoteles, Francis Bacon dan Rene Descart, tetapi hanya pada tahun 1963, Tanzanian Schoolboy Erassto Mpembea menemukan bahwa campuran es krim panas lebih cepat dari dingin.

Sebagai mahasiswa SMA Magambaba di Tanzania, Erasto Mpembea melakukan pekerjaan praktis pada kasus masak. Dia perlu membuat es krim buatan sendiri - mendidih susu, melarutkan gula di dalamnya, mendinginkannya dengan suhu kamar, dan kemudian meletakkannya di lemari es untuk membeku. Rupanya, Mpembba bukanlah siswa yang rajin dan predieded dengan pemenuhan bagian pertama dari tugas. Khawatir dia tidak akan punya waktu untuk akhir pelajaran, dia memasukkan kulkas masih susu panas. Yang mengejutkannya, itu membeku bahkan lebih awal daripada susu rekan-rekannya yang dimasak sesuai dengan teknologi yang diberikan.

Setelah itu, Mpemba bereksperimen tidak hanya dengan susu, tetapi juga dengan air biasa. Dalam hal apa pun, sudah sebagai mahasiswa SMA MKVAVA, ia mengajukan pertanyaan tentang Profesor Dennis Osborne dari University College di Dar Es Salama (untuk membaca siswa kuliah tentang fisika di kelas universitas: "Jika Anda mengambil dua identik wadah dengan volume air yang sama jadi, di salah satu dari mereka, air memiliki suhu 35 ° C, dan dalam yang lain - 100 ° C, dan menempatkan mereka di freezer, kemudian di air kedua membeku lebih cepat. Mengapa? " Osborne menjadi tertarik pada masalah ini dan segera pada tahun 1969, bersama dengan MPEMBa menerbitkan hasil percobaan mereka di majalah "Pendidikan Fisika". Sejak itu, efek yang ditemukan disebut Efek MPemba .

Hingga saat ini, tidak ada yang tahu bagaimana menjelaskan efek aneh ini. Para ilmuwan tidak memiliki versi tunggal, meskipun ada banyak. Ini semua tentang perbedaan dalam sifat-sifat air panas dan dingin, tetapi belum jelas properti mana yang memainkan peran dalam hal ini: perbedaan supercooling, penguapan, pembentukan es, konveksi atau dampak gas yang dibuang pada air yang berbeda suhu.

Paradoksikal efek MPEMBA adalah bahwa waktu di mana tubuh mendingin hingga suhu sekitar harus sebanding dengan perbedaan dalam suhu tubuh ini dan lingkungan. Undang-undang ini masih didirikan oleh Newton dan sejak itu berkali-kali dikonfirmasi dalam praktik. Dalam efek ini, air dengan suhu 100 ° C mendingin ke suhu 0 ° C lebih cepat dari jumlah air yang sama dengan suhu 35 ° C.

Namun demikian, itu tidak menyiratkan paradoks, karena efek MPEMBA dapat ditemukan penjelasan dan dalam kerangka fisika terkenal. Berikut adalah beberapa penjelasan tentang efek MPEMBU:

Penguapan

Air panas lebih cepat menguap dari wadah, sehingga mengurangi volumenya, dan volume air yang lebih kecil dengan suhu yang sama macet lebih cepat. Dipanaskan hingga 100 dengan air kehilangan 16% dari massa selama pendinginan menjadi 0 C.

Efek Penguapan - Efek Ganda. Pertama, massa air berkurang, yang diperlukan untuk pendinginan. Dan kedua, suhu berkurang karena fakta bahwa panas penguapan transisi dari fase air ke fase uap berkurang.

Perbedaan suhu

Karena kenyataan bahwa perbedaan suhu antara air panas dan udara dingin lebih - oleh karena itu pertukaran panas dalam hal ini ada lebih intens dan air panas didinginkan lebih cepat.

SuperCooling.

Ketika air didinginkan di bawah 0 c tidak selalu membeku. Dalam beberapa kondisi, ia dapat menjalani hipotermia, terus tetap cairan pada suhu di bawah suhu titik beku. Dalam beberapa kasus, air dapat tetap cair bahkan pada suhu -20 C.

Alasan untuk efek ini adalah bahwa untuk mulai membentuk kristal es pertama membutuhkan pusat pembentukan kristal. Jika mereka tidak dalam air cair, maka supercooling akan berlanjut sampai suhu berkurang begitu banyak sehingga kristal akan mulai terbentuk secara spontan. Ketika mereka mulai terbentuk dalam cairan supercooled, mereka akan mulai tumbuh lebih cepat, membentuk Lorth Shuhuh, yang membeku akan membentuk es.

Air panas paling rentan terhadap supercooling karena pemanasannya menghilangkan gas dan gelembung terlarut, yang pada gilirannya dapat berfungsi sebagai pusat untuk pembentukan kristal es.

Mengapa supercooling menyebabkan air panas menempel lebih cepat? Dalam kasus air dingin, yang tidak terlalu matang oleh hal-hal berikut. Dalam hal ini, lapisan es tipis akan terbentuk di permukaan kapal. Lapisan es ini akan bertindak sebagai isolator antara air dan udara dingin dan akan mencegah penguapan lebih lanjut. Tingkat pembentukan kristal es dalam hal ini akan kurang. Dalam hal air panas, menjalani supercooling, air supercooled tidak memiliki lapisan es pelindung es. Oleh karena itu, ia kehilangan panas lebih cepat melalui atas terbuka.

Ketika proses hipotermia berakhir dan air membeku, jauh lebih banyak panas hilang dan karenanya lebih banyak es terbentuk.

Banyak peneliti dari efek ini menganggap supercooling ke faktor utama dalam kasus efek MPEMB.

Konveksi

Air dingin mulai membeku dari atas, sehingga memperburuk proses emisi panas dan konveksi, dan karena itu kehilangan panas, sementara air panas mulai membeku dari bawah.

Efek anomali densitas air ini dijelaskan. Air memiliki kepadatan maksimal pada 4 C. Jika air pendingin hingga 4 detik dan letakkan pada suhu yang lebih rendah, lapisan permukaan air akan membeku lebih cepat. Karena air ini kurang padat daripada air pada suhu 4 detik, itu akan tetap di permukaan, membentuk lapisan dingin yang tipis. Dalam kondisi ini, lapisan tipis es akan terbentuk di permukaan air untuk waktu yang singkat, tetapi lapisan es ini akan menjadi isolator yang melindungi lapisan air yang lebih rendah, yang akan tetap pada suhu 4 C. Oleh karena itu, proses pendinginan lebih lanjut akan lebih lambat.

Dalam kasus air panas, situasinya sangat berbeda. Lapisan air air akan didinginkan lebih cepat karena penguapan dan perbedaan suhu yang lebih besar. Selain itu, lapisan air dingin lebih padat daripada lapisan air panas, oleh karena itu lapisan air dingin akan jatuh, mengangkat lapisan air hangat ke permukaan. Sirkulasi air seperti itu memberikan penurunan suhu yang cepat.

Tetapi mengapa proses ini tidak mencapai titik ekuilibrium? Untuk menjelaskan efek MPemba dari sudut pandang konveksi ini, perlu untuk membuat lapisan air dingin dan panas dipisahkan dan proses konveksi itu sendiri berlanjut setelah rata-rata suhu air turun di bawah 4 C.

Namun, tidak ada data eksperimental yang akan mengkonfirmasi hipotesis ini bahwa lapisan air dingin dan panas dibagi selama konveksi.

Gas terlarut

Air selalu mengandung gas yang dilarutkan di dalamnya - oksigen dan karbon dioksida. Gas-gas ini memiliki kemampuan untuk mengurangi titik beku air. Ketika air dipanaskan, gas-gas ini dilepaskan dari air, karena kelarutannya dalam air pada suhu tinggi di bawah ini. Oleh karena itu, ketika air panas didinginkan, selalu ada gas yang terlarut lebih sedikit di dalamnya daripada air dingin yang tidak dipanaskan. Karena itu, titik beku air panas lebih tinggi dan membeku lebih cepat. Faktor ini kadang-kadang dianggap sebagai hal utama ketika menjelaskan efek MPEMB, meskipun tidak ada data eksperimental yang mengkonfirmasi fakta ini.

Konduktivitas termal

Mekanisme ini dapat memainkan peran penting ketika air ditempatkan di freezer ruang pendingin dalam wadah kecil. Dalam kondisi ini, dicatat bahwa wadah air panas digeser oleh es freezer dari freezer, sehingga meningkatkan kontak termal dengan dinding freezer dan konduktivitas termal. Akibatnya, panasnya dikeluarkan dari wadah dengan air panas lebih cepat daripada dari dingin. Pada gilirannya, wadah dengan air dingin tidak hilang di bawah salju.

Semua kondisi (serta lain-lain) ini dipelajari dalam banyak percobaan, tetapi jawaban yang jelas untuk pertanyaan - manakah di antara mereka yang menyediakan reproduksi seratus persen dari Efek MPEMBE - dan tidak diterima.

Misalnya, pada tahun 1995, fisikawan Jerman David Auerbach mempelajari efek hipotermia air pada efek ini. Dia menemukan air panas itu, mencapai keadaan supercooled, membeku pada suhu yang lebih tinggi daripada dingin, yang berarti lebih cepat. Tetapi air dingin mencapai keadaan supercooled lebih cepat daripada panas, dengan demikian mengkompensasi lag sebelumnya.

Selain itu, hasil Auerbakh bertentangan dengan data yang diperoleh sebelumnya bahwa air panas mampu mencapai overcooling yang lebih besar karena sejumlah kecil pusat kristalisasi. Ketika air dipanaskan darinya, gas-gas yang dilarutkan di dalamnya dihilangkan, dan selama didistraannya, beberapa garam larut di dalamnya diendapkan.

Anda dapat mengatakan sejauh ini hanya satu hal yang mungkin - reproduksi efek ini secara signifikan tergantung pada kondisi di mana eksperimen dilakukan. Justru karena tidak selalu direproduksi.

O. V. MOSIN.

Sastra Sumber. :

"Air panas membeku lebih cepat dari air dingin. Mengapa itu melakukannya?", Jearl Walker di Ilmuwan Amatir, Ilmiah Amerika, Vol. 237, Tidak. 3, PP 246-257; September 1977.

"Beku air panas dan dingin", g .S. Kell dalam Jurnal Fisika Amerika, Vol. 37, Tidak. 5, PP 564-565; Mei 1969.

"Supercooling dan Efek MPemba", David Auerbach, di American Journal of Physics, Vol. 63, Tidak. 10, PP 882-885; Oktober 1995.

"Efek MPemba: waktu pembekuan air panas dan dingin", Charles A. Knight, di American Journal of Physics, Vol. 64, Tidak. 5, p 524; Mei 1996.

"Kata terakhir", ilmuwan baru, 2 NEPT 1995.

Hai, HABR! Saya menyajikan perhatian Anda terjemahan artikel "Mengapa air panas membeku lebih cepat daripada fisikawan dingin memecahkan efek Momba".

Dari penerjemah: Seluruh hidupnya mengalami pertanyaan, dan di sini Anda dijelaskan lagi.

Mengapa air mendidih membekukan air dingin tercepat, menceritakan videonya:

Ringkasan: Karena adanya obligasi hidrogen dalam molekul air, perubahan konfigurasi obligasi kovalen O-H diubah, dengan persediaan energi tambahan di dalamnya, dilepaskan selama pendinginan dan bekerja sebagai pemanasan tambahan yang mengganggu pembekuan. Dalam air panas, ikatan hidrogen diregangkan, kovalen tidak tegang, cadangan energi rendah dan beku lebih cepat. Ada beberapa waktu karakteristik. Tau. diperlukan untuk membentuk ikatan hidrogen jika proses pendinginan akan berjalan perlahan, efek MPEMB akan hilang. Jika proses pendinginan relatif cepat (hingga puluhan menit), efeknya diungkapkan. Mungkin seharusnya beberapa suhu kritis, mulai dengan efeknya muncul, tetapi ini tidak tercermin dalam artikel.

Gambar dari artikel asli, melihat mana pembaca harus melihat dengan semua kejelasan bahwa energi dalam obligasi kovalen, yang kemudian dapat dilepaskan dalam bentuk panas tambahan, mencegah air dingin.

Sejarah Pertanyaan

Aristoteles pertama kali mencatat bahwa air panas membeku lebih cepat daripada dingin, tetapi ahli kimia selalu menolak untuk menjelaskan paradoks ini. Hingga hari ini.

Air adalah salah satu zat paling biasa di bumi, tetapi pada saat yang sama salah satu yang paling misterius. Misalnya, seperti pada sebagian besar cairan, kepadatannya tumbuh selama pendinginan. Namun, berbeda dengan yang lain, kepadatannya mencapai maksimum pada suhu 4C, dan kemudian mulai berkurang hingga suhu kristalisasi.

Dalam fase padat, air memiliki kepadatan yang sedikit lebih kecil, itulah sebabnya es mengapung di permukaan air. Ini adalah salah satu alasan keberadaan kehidupan di Bumi - jika es lebih padat air, maka selama pembekuan, ia akan menjatuhkan bagian bawah danau dan lautan, yang akan membuatnya mustahil banyak jenis proses kimia yang membuat hidup bisa jadi.

Jadi, ada efek menyabasi aneh, dinamai siswa Tanzania, yang menemukan bahwa campuran panas untuk es krim membeku lebih cepat daripada dingin di freezer masakan sekolah di suatu tempat pada awal 1960-an. (Faktanya, efek ini dicatat oleh banyak peneliti dalam sejarah, dimulai dengan Aristoteles, Francis Bacon dan Rene of Descartes).

Efek MPemba. Itu air panas membeku lebih cepat dingin. Efek ini diukur dalam berbagai kasus dengan berbagai penjelasan yang diuraikan di bawah ini. Salah satu ide adalah bahwa kapal-kapal panas memiliki kontak termal terbaik dengan freezer dan menghapus panas lebih efisien. Yang lain adalah bahwa air hangat menguap lebih cepat, dan karena proses ini merupakan endoterm (dilengkapi dengan penyerapan panas) - maka itu mempercepat pembekuan.

Tak satu pun dari penjelasan ini yang terlihat masuk akal, jadi masih belum ada penjelasan nyata.

Penjelasan baru tentang efek (sekarang tentu saja benar)

Hari ini, Chang dari Nangang Technology University of Singapura dan beberapa rekannya disediakan seperti itu. Orang-orang ini berpendapat bahwa efek MPEM adalah hasil dari sifat unik dari berbagai jenis komunikasi, menyatukan molekul air.

Jadi apa yang sama dalam koneksi ini? Setiap molekul air terdiri dari atom oksigen yang relatif besar yang terhubung dengan dua atom hidrogen rendah dengan ikatan kovalen konvensional. Tetapi jika Anda menempatkan beberapa molekul air, obligasi hidrogen juga akan mulai memainkan peran penting. Ini disebabkan oleh fakta bahwa atom hidrogen dari satu molekul terletak di dekat oksigen molekul lain, dan berinteraksi dengannya. Obligasi hidrogen jauh lebih lemah daripada kovalen (kira-kira per. ~ 10 kali), tetapi lebih kuat dari kekuatan van der Wales yang menggunakan heckon untuk menempel pada dinding vertikal.

Ahli kimia telah lama menyadari pentingnya ikatan-ikatan ini. Misalnya, titik didih air jauh lebih tinggi daripada cairan lain dengan molekul serupa, karena fakta bahwa ikatan hidrogen memiliki molekul bersama.

Tetapi dalam beberapa tahun terakhir, ahli kimia semakin tertarik pada peran lain yang dapat memainkan obligasi hidrogen. Misalnya, molekul air dalam kapiler tipis membentuk rantai panjang yang dipegang oleh obligasi hidrogen. Ini sangat penting bagi tanaman yang memiliki penguapan air melalui membran daun secara efektif menyeret rantai molekul air dari akar ke atas.

Sekarang, dengan rekan penulis, mereka berpendapat bahwa obligasi hidrogen juga menjelaskan pengaruh MPEMBE. Ide kunci mereka adalah bahwa obligasi hidrogen mengarah pada kontak molekul air yang lebih padat, dan ketika ini terjadi, tolakan alami antara molekul menyebabkan kompresi obligasi kovalen dan akumulasi energi di dalamnya.

Namun, ketika cairan dipanaskan, jarak antara molekul meningkat, dan ikatan hidrogen diregangkan. Ini juga memungkinkan Anda untuk meningkatkan panjang ikatan kovalen dan dengan demikian menarik kembali energi yang terakumulasi di dalamnya. Elemen penting dari teori adalah fakta bahwa suatu proses di mana ikatan kovalen memberikan energi yang terakumulasi dalam mereka- setara dengan pendinginan!

Bahkan, efek ini meningkatkan proses pendinginan yang biasa. Dengan demikian, air panas harus didinginkan lebih cepat daripada dingin, penulis berpendapat. Dan inilah yang kita amati pada efek penipuan.

Mengapa penjelasan baru lebih baik dari sebelumnya?

Orang-orang ini menghitung jumlah pendinginan tambahan, dan menunjukkan bahwa persis sesuai dengan perbedaan yang diamati dalam percobaan Pada mengukur perbedaan dalam tingkat pendinginan air panas dan dingin. Hebat! Ini adalah pandangan yang menarik pada sifat-sifat yang kompleks dan misterius yang masih membuat ahli kimia tidak tidur di malam hari. Terlepas dari kenyataan bahwa gagasan Zi dan penulis bersama meyakinkan, itu mungkin kesalahan teori lain, yang harus disangkal oleh fisikawan lain. Ini karena teori tidak memiliki kekuatan prediktif (setidaknya - dalam artikel asli).

Zi dan rekan penulis perlu memanfaatkan teori mereka untuk prediksi sifat baru air, yang tidak berasal dari penalaran biasa. Misalnya, jika ikatan kovalen dipersingkat, ini harus mengarah pada beberapa sifat-sifat baru yang diukur, yang tidak perlu memanifestasikan diri sebaliknya. Pembukaan dan pengukuran sifat-sifat tersebut akan menjadi ceri terakhir pada kue, yang tidak memiliki teori dalam bentuk saat ini.

Jadi, terlepas dari kenyataan bahwa orang-orang mungkin telah menjelaskan efek MPEMB, baik, mereka perlu sedikit podnaping untuk meyakinkan orang lain.

Jadilah itu mungkin, mereka memiliki teori yang menarik.

P. Pada tahun 2016, salah satu penulis bersama - Chang Sun (Chang Q. Sun) bersama dengan Yi Sun (Yi Sun) menerbitkan pernyataan yang lebih lengkap tentang teori yang diusulkan, dengan pertimbangan efek permukaan, konveksi, difusi, radiasi, dan lainnya. Faktor-dan tampaknya kesepakatan yang baik dengan eksperimen (Springer).

literatur

literatur

Ref: Arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O Bonds Relaksasi Anomali Menyelesaikan Paradoks MPEMBa

Asli: https://medium.com/the-physics-arixiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicists-the-mpemba-efect-d8a2f611e853.

Mengapa "menjelaskan lagi" - dan karena sudah:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. Proses Non-Equilibrium Markov: dapat mengikuti beberapa lintasan yang tidak biasa lebih cepat daripada keseimbangan, oleh karena itu air mendidih pendinginan cepat jatuh pada lintasan "dipercepat" seperti itu, dan menyalip air dingin (yang mendingin dalam kondisi lebih miring).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735.
  4. Cluster (juga karena obligasi hidrogen) yang mengganggu kristalisasi. Dalam air mendidih tidak ada cluster seperti itu, dan selama pembekuannya, mereka tidak punya waktu untuk membentuk, dan dalam air, untuk waktu yang lama dari bekas dingin di luar freezer, dan mereka tidak memberikannya untuk membekukannya secara normal.
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059.
  6. Supercooling di bawah titik beku, yang pada awalnya air panas lebih lemah, karena kekacauan lebih besar, dan itu tidak cukup untuk mengatur dalam freezer dalam proses pembekuan. (Tapi di sini jelas merupakan masalah - dalam percobaan, seluruh kurva pendinginan air panas lebih curam, dan tidak hanya proses pembekuan, dan "gangguan" ini pada konduktivitas termal dan pendinginan jika harus dipengaruhi dengan memperlambat pendinginan, dan akselerasi).

https://www.scienceDirect.com/Science/Article/pii/S0140700716302869.

Air menguap dari permukaan, dan memanaskan panas. Air panas lebih cepat (hanya tidak jelas mengapa, setelah menyelaraskan suhu, air yang panas - terus menguap lebih aktif, meskipun sudah lebih dingin dari air yang awalnya dingin).

https://www.scienceadirect.com/Science/Article/pii/S0017931014008072.

Video.

Semua konveksi anggur, yang meningkatkan pertukaran panas (aliran konveksi berputar atas inersia dan setelah suhu kacamata rata dan untuk waktu yang lama setelah itu).

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

Secara keseluruhan, pembubaran kotoran (gas?). Dalam kotoran air mendidih kurang, beku lebih cepat.

Kesimpulan

Fenomena air panas membeku dengan kecepatan lebih dari dingin, yang dikenal dalam sains sebagai efek penipuan. Dari fenomena paradoks ini, pikiran-pikiran yang luar biasa seperti Aristoteles, Francis Bacon dan René Descartes, tercermin di atas, tetapi untuk milenium, tidak ada yang bisa menawarkan penjelasan yang masuk akal untuk fenomena ini.

Hanya pada tahun 1963, seorang anak sekolah dari Republik Tanganyik, Erasto MPEMBE, memperhatikan efek ini pada contoh es krim, tetapi tidak ada orang dewasa yang memberinya penjelasan. Namun demikian, fisikawan dan ahli kimia serius memikirkan fenomena yang begitu sederhana, tetapi sangat tidak dapat dipahami.

Sejak itu, versi yang berbeda telah menyatakan, salah satunya terdengar sebagai berikut: Beberapa air panas pertama kali diuapkan, dan kemudian, ketika masih kurang dari kuantitasnya, air membeku lebih cepat. Versi ini, berdasarkan kesederhanaannya, menjadi yang paling populer, tetapi para ilmuwan tidak sepenuhnya memuaskan. Saat ini, sebuah tim peneliti dari Universitas Teknologi Nanyang di Singapura (Nanyang Technological University), dipimpin oleh ahli kimia SI Zhanom (Xi Zhang) menyatakan bahwa mereka berhasil mengizinkan teka-teki abad ke-dalam tentang mengapa air hangat membeku lebih cepat daripada dingin. Ketika spesialis Tiongkok mengetahui, rahasianya terletak pada jumlah energi yang disimpan dalam ikatan hidrogen antara molekul air.

Seperti diketahui, molekul air terdiri dari satu atom oksigen dan dua atom hidrogen disatukan dengan obligasi kovalen, yang terlihat seperti pertukaran elektron pada tingkat partikel. Fakta terkenal lainnya adalah bahwa atom hidrogen tertarik pada atom oksigen dari molekul tetangga - pada saat yang sama obligasi hidrogen terbentuk.

Efek MPemba menarik, sehingga terus belajar. Studi dilakukan segera dalam beberapa arah. Para ilmuwan pasti akan menemukan penyebab paradoks yang tidak dapat dijelaskan dan memungkinkan orang untuk memperluas kemungkinan menggunakannya.

Pada saat yang sama, molekul air umumnya ditolak satu sama lain. Para ilmuwan dari Singapura memperhatikan: air yang lebih hangat, semakin besar jarak antara molekul fluida karena peningkatan kekuatan penolak. Akibatnya, ikatan hidrogen diregangkan, dan karenanya mencadangkan energi yang lebih besar. Energi ini dilepaskan ketika air didinginkan - molekul semakin dekat. Dan kembalinya energi, seperti yang Anda tahu, dan berarti pendinginan.

Ketika ahli kimia menulis dalam artikel mereka, yang dapat ditemukan di situs web pracetak arxiv.org, dalam air panas, obligasi hidrogen ditarik lebih kuat daripada dalam cuaca dingin. Dengan demikian, ternyata dalam ikatan hidrogen dari air panas disimpan lebih banyak energi, yang berarti lebih banyak dilepaskan selama pendinginan hingga minus suhu. Untuk alasan ini, beku lebih cepat.

Hingga saat ini, para ilmuwan telah memecahkan misteri ini secara teori. Ketika mereka menyajikan bukti meyakinkan dari versi mereka, pertanyaan mengapa air panas dibekukan lebih cepat daripada dingin, akan mungkin ditutup. Juga pada topik: Para ilmuwan berusia 100 tahun tidak dapat memahami mengapa teko-fisikawan Amerika memecahkan paradoks kucing Schrödinger Physics memecahkan teka-teki jangka panjang dari perilaku fisika elektron membuktikan bahwa medan magnet mengubah perpindahan panas material dalam berlian melihat efek kuantum. dari Zenon Mengapa air panas membeku lebih cepat dari dingin? Ini benar, meskipun kedengarannya luar biasa, karena dalam proses pembekuan, air hangat harus melewati suhu air dingin. Sementara itu, efek ini digunakan. Sebagai contoh, rol dan slide di musim dingin menuangkan air panas, bukan air dingin. Spesialis menyarankan pengendara untuk mengisi musim dingin di tangki mesin cuci dingin, dan bukan air panas. Paradoks dikenal di dunia sebagai "Efek MPEMB". Fenomena ini menyebutkan Aristoteles, Francis Bacon dan René Descartes, tetapi hanya pada tahun 1963, profesor fisika dibayarkan kepadanya dan mencoba menjelajah. Semuanya dimulai dengan fakta bahwa Tanzanian Schoolboy Erasto Mpembba mencatat bahwa susu manis, yang ia gunakan untuk menyiapkan es krim, membeku lebih cepat jika dipanaskan sebelumnya dan mengedepankan asumsi bahwa air panas membeku lebih cepat daripada dingin. Dia mengajukan banding untuk klarifikasi kepada guru fisika, tetapi dia hanya menertawakan siswa, mengatakan hal berikut: "Ini bukan fisika dunia, tetapi dokter MPEMS." Untungnya, Dennis Osborne pernah di sekolah, profesor fisika dari Universitas Dar es Salama. Dan Mpemba mengajukan banding kepadanya dengan pertanyaan yang sama. Profesor itu didirikan kurang skeptis, mengatakan dia tidak bisa menilai apa yang belum pernah dia lihat, dan setelah kembali ke rumah meminta karyawan untuk melakukan eksperimen yang relevan. Sepertinya mereka mengkonfirmasi kata-kata bocah itu. Bagaimanapun, pada tahun 1969, Osborne berbicara tentang bekerja dengan MPembo di majalah "Eng. Fisika. Pendidikan.

" Pada tahun yang sama, George Kell dari Dewan Riset Nasional Kanada menerbitkan sebuah artikel dengan deskripsi fenomena dalam "Eng.

  • Amerika.
  • Jurnal.
  • Dari.
  • Fisika.

"

Ada beberapa opsi untuk menjelaskan paradoks ini:

Air panas menguap lebih cepat, sehingga mengurangi volumenya, dan volume air yang lebih kecil dengan suhu yang sama macet lebih cepat. Dalam wadah hermetis, air dingin harus membeku lebih cepat.

Kehadiran lapisan salju. Wadah air panas bersolok-olok dirinya sendiri, karena itu kontak termal dengan permukaan pendinginan. Air dingin tidak bersinar di bawahnya. Dengan tidak adanya lapisan salju, wadah air dingin harus membeku lebih cepat.

Air dingin mulai membeku dari atas, sehingga memperburuk proses emisi panas dan konveksi, dan karena itu kehilangan panas, sementara air panas mulai membeku dari bawah. Dengan pengadukan mekanis tambahan air dalam wadah, air dingin harus membeku lebih cepat.

Kehadiran pusat kristalisasi dalam air dingin - zat terlarut di dalamnya. Dengan sejumlah kecil pusat seperti itu dalam air dingin, transformasi air ke dalam es itu sulit dan mungkin supercooling ketika masih dalam keadaan cair, memiliki suhu minus.

Baru-baru ini, penjelasan lain diterbitkan. Jonathan Katz (Jonathan Katz) dari Universitas Washington menyelidiki fenomena ini dan sampai pada kesimpulan bahwa peran penting dalamnya dimainkan oleh zat terlarut dalam air, yang disimpan ketika dipanaskan. Di bawah zat terlarut, Dr. Katz juga menyiratkan kalsium dan magnesium bikarbonat, yang terkandung dalam air kaku. Ketika air dipanaskan, zat-zat ini disimpan, air menjadi lunak. Air yang tidak pernah dipanaskan, mengandung kotoran ini, itu "sulit." Saat membeku dan pembentukan kristal es, konsentrasi kotoran dalam air meningkat 50 kali. Karena itu, titik beku air berkurang.

Penjelasan ini tampaknya tidak meyakinkan, karena Tidak perlu lupa bahwa efeknya ditemukan dalam eksperimen dengan es krim, dan bukan dengan air kaku. Kemungkinan besar penyebab fenomena termofisik, dan bukan bahan kimia.

Sementara penjelasan tegas dari paradoks MPEMB tidak diterima. Saya harus mengatakan bahwa beberapa ilmuwan tidak menganggap paradoks ini layak mendapat perhatian. Namun, sangat menarik bahwa sekolah sederhana telah mencapai pengakuan terhadap efek fisik dan memperoleh popularitas karena keingintahuan dan ketekunannya.

Ditambahkan pada Februari 2014

Catatan ini ditulis pada tahun 2011. Sejak itu, studi baru tentang pengaruh MPembi dan upaya baru untuk menjelaskannya telah muncul. Jadi, pada 2012, Royal Chemical Society of Great Britain mengumumkan persaingan internasional untuk solusi rahasia ilmiah "Efek MPembi" dengan dana hadiah 1000 pound. Batas waktu dipasang pada 30 Juli 2012. Nikola Beregovik dari laboratorium Universitas Zagreb menjadi pemenang. Dia menerbitkan karyanya di mana ia menganalisis upaya sebelumnya untuk menjelaskan fenomena ini dan menyimpulkan bahwa mereka tidak meyakinkan. Model yang diusulkan oleh mereka didasarkan pada sifat mendasar air. Mereka yang berharap dapat menemukan pekerjaan pada tautan http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Penelitian tentang ini tidak selesai. Pada 2013, fisika dari Singapura secara teoritis membuktikan penyebab efek Empube. Pekerjaan dapat ditemukan dengan referensi http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Serupa pada subjek artikel di situs:

451 Derajat Fahrenheit, Suhu Api Kertas?

Termometer inframerah medis - mitos dan kenyataan Mengapa langit berbintang Hitam? (Paradoks fotometrik)

Misteri daun merah

  Foto14818-3.Mengapa ritsleting dan guntur guntur?

Kenapa langit biru? Bisakah itu membeku? .

Jawabannya sederhana - ya, mungkin

. Apalagi air mendidih akan membeku lebih cepat daripada dingin. Apa yang lebih cepat: Didih atau Dingin H2O?

Para ilmuwan memiliki banyak eksperimen dan membuktikan bahwa yang pertama mengkristal air mendidih.

Jika di freezer secara bersamaan menempatkan dua kapasitas dengan volume dan bentuk yang sama dengan air mendidih dan air sederhana, maka

Yang pertama akan berubah menjadi es yang tepat mendidih air

Meskipun, jika Anda mengikuti logika, itu harus terlebih dahulu menjadi dingin, dan kemudian mengkristal. Tapi itu tidak.

Perlu dicatat bahwa efek seperti itu diamati oleh orang-orang untuk waktu yang lama.

  1. foto14818-3. Aristoteles menunjuk ini dalam catatannya, tertarik pada fenomena R. Dekor. Namun, mempelajari masalah ini dengan hati-hati pada waktu itu, beberapa orang melakukannya, itu tidak terlalu tertarik pada para ilmuwan.
  2. Seorang anak sekolah Tanzanskaya yang ingin tahu tentang topik yang kuat, yang ditemukan dalam kehidupan sehari-hari bahwa cairan pemanasan, baik susu atau air, mengkristal lebih cepat.
  3. Pada tahun 1969, sebuah eksperimen dilakukan oleh Profesor D.sboron, yang membuktikan persetujuan pemuda itu. Sejak saat itu, fenomena menerima nama "pembuka" -nya, dan dikenal sebagai efek MPEMB.

Mengapa?

Itu belum sepenuhnya dijelaskan dan untuk memahami fenomena tersebut, tetapi perselisihan di antara para ilmuwan di bawah topik ini cukup. Namun, beberapa hipotesis masih terjadi: .

Saat mendidih ada penguapan dan penurunan volume air, yang berarti bahwa proses kristalisasi diaktifkan, I.E. berakselerasi.

Gas-gas yang dilarutkan dalam air diuapkan, oleh karena itu kepadatan air dalam keadaan mendidih lebih tinggi daripada suhu air. Diketahui bahwa tingginya persentase kepadatan berkontribusi pada laju pendinginan.

Pembekuan air panas mulai ke bawah, dan lapisan permukaan atas tetap gratis. Ini memungkinkan proses konveksi dan radiasi panas tidak berhenti dan tidak melambat. Dalam keadaan normal, permukaan atas diawetkan pada keadaan yang biasa, yang memperlambat hasil panas.

Ada versi lain yang menjelaskan fenomena paradoks. Salah satunya diajukan oleh para ilmuwan dari Washington oleh D. Katts. Menurutnya, dalam proses mendidih, air dari "tangguh" berubah menjadi "lunak". Bagian zat, seperti magnesium dan kalsium bikarbonat, dibius dan tidak mengganggu kristalisasi. karena itu

Proses pembekuan air mendidih berkali-kali lebih cepat dari biasanya

Bagaimana paradoks ini diterapkan dalam kehidupan nyata?

Keberadaan fenomena paradoks menghemat waktu untuk menyiapkan situs permainan dan olahraga di musim dingin.

Menggunakan fenomena yang tidak dapat dimengerti dan produksi industri

Добавить комментарий