Pikabu.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.

Il guscio acquoso della terra dell'idrosfera è di circa il 71% della superficie terrestre. Nello stato limite, l'acqua è sia nella crosta mortale della litosfera, e si stima che le riserve di tali acqua (per un secondo !!) siano approssimativamente uguali alla massa dell'acqua libera nell'idosfera. Si è ritrovato che 1 km³ di granito durante la fusione può essere assegnato 26 milioni di tonnellate d'acqua. Le donne più "riserve" V., prigioniero in profondità settimanale della Terra - nel manto. Tengono che ci siano fino a 13 miliardi di km³ di acqua, cioè più che nell'idrosfera. Ma solo 1 km³ di tale acqua viene effettuata sulla superficie dei vulcani ogni anno. L'industria ha giocato e svolge il ruolo decisivo della storia geologica della terra, nella formazione del suo regime termico, del clima e del tempo. È Lontano da tutto si sa di questo interessante, molto conosciuto, ma in molti modi misterioso, così abbondante e una questione così carente, su acqua semplice.

. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
. Grazie a lui, il tempo di congelamento di alcuni prodotti e materiali è ridotto, che contiene acqua.
Video sull'argomento

Il freddo è caratteristico della maggior parte del nostro paese. Oltre a sci in questo momento, possono essere eseguiti alcuni esperimenti con acqua. Ad esempio, getta acqua calda in aria, rendendo così la neve. Questo spettacolare trucco si basa su un fatto interessante noto dal momento dell'Aristotele.

È descritto semplicemente - l'acqua calda si congela più veloce del freddo. Questa proprietà ha ricevuto il nome dell'effetto del MPEmb. Scolaro Tanzanian ha scoperto questo fenomeno nel 1963. Allora perché l'acqua calda si congela più veloce del freddo?

Esperimenti con gelato

Erasto Mpembea e altri bambini nella sua scuola spesso fecero gelato utilizzando una camera di congelamento della scuola. Il processo era il seguente: hanno bollito latte e mescolandolo con zucchero. Dopodiché, questa miscela è stata collocata nel congelatore. E una volta che Mpemba si affrettò e metti la sostanza risultante per raffreddare nello stato riscaldato.

Video sull'argomento

Si è scoperto che il suo gelato si è rivelato più velocemente di un compagno di classe. Ma ci sono poche persone credevano a uno scolaro, e nel 1969, Mpemba, insieme ai fisici del professore pubblicati Articolo. in questa occasione. Questo effetto non è sempre osservato, quindi se si tenta di ripeterlo a casa, lontano dal fatto che accadrà. Probabilmente c'è Alcuni motivi .

Versioni di spiegazione di questo effetto

Il rilevamento dell'effetto del mpemba non ha permesso con una precisione assoluta di spiegare questo fenomeno. Per comprendere appieno questo processo non è ancora riuscito, ma le controversie scientifiche sono condotte molto. E ci sono diverse versioni di spiegare l'effetto dello mpemba.

L'ipotesi più frequentemente avanzata - l'acqua calda evapora a causa della perdita di massa. Di conseguenza, il liquido si blocca, perdendo meno calore. Tuttavia, c'erano casi in cui l'effetto dell'Fembri è stato osservato in contenitori chiusi, dove non era l'evaporazione.

Un'altra ipotesi è che l'acqua sviluppa flussi di convezione e gradienti di temperatura in quanto si raffreddano. Un bicchiere di raffreddamento rapido con acqua calda avrà differenze di temperatura grandi e più velocemente per rimuovere il calore dalla superficie. Mentre un bicchiere d'acqua uniformemente raffreddato ha una differenza di temperatura più piccola. Anche ottenuto meno convezione che accelera il processo.

Video sull'argomento

Ci sono anche altre teorie. Ad esempio, secondo uno di questi, l'effetto dei gas disciolti in acqua sul processo di congelamento. Nel 2013, un gruppo di ricercatori di Singapore suggerito La tua versione della spiegazione dell'effetto di Mpemba. Secondo loro, la soluzione risiede nelle proprietà uniche dei legami chimici in acqua.

Come è noto, la molecola dell'acqua standard contiene un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. Sono collegati da legami covalenti. Ma quando si verifica un composto di diverse molecole, gli atomi di idrogeno formano anche connessioni con atomi di ossigeno in altre molecole. Questi legami di idrogeno danno acqua alcune delle sue proprietà, come un punto di ebollizione relativamente alto e una densità ridotta durante il congelamento.

I ricercatori ritengono che durante la diffusione di molecole di acqua bollente si diffondono, estendendo le obbligazioni di idrogeno. Ma a causa del volume limitato, i legami covalenti nelle singole molecole sono compressi, accumulando energia. Se l'acqua si congela in questo stato, i collegamenti rilasciano l'energia sotto forma di una "molla sbloccata", raffreddando molto più velocemente.

Video sull'argomento

Ma non tutti gli esperti concordano con una tale interpretazione dell'effetto del mpemb. Qualcuno accusa esperti nel fatto che la loro teoria potrebbe prevedere una nuova proprietà d'acqua. Tuttavia, non è nella consueta comprensione. Il chimico Richard Dawn dalla Stanford University ritiene affatto che il rapido congelamento delle acque calde dipende principalmente dall'evaporazione.

Molto probabilmente, proprio per questo, si verifica l'effetto di Mpembe. Forse nei futui scienziati sarà in grado di dimostrarlo completamente o portare alcuni emendamenti alla spiegazione.

Effetto mpemba o perché l'acqua calda si congela più veloce del freddo?

Effetto mpemba (Paradotto di MPEMBI) - Un paradosso che dice che l'acqua calda ad alcune condizioni si blocca più velocemente del freddo, sebbene deve sottoporsi alla temperatura dell'acqua fredda nel processo di congelamento. Questo paradosso è un fatto sperimentale che contraddice le solite idee, in base alle quali, con le stesse condizioni, il corpo più riscaldato per il raffreddamento a una determinata temperatura richiede più tempo rispetto al corpo meno riscaldato per il raffreddamento alla stessa temperatura.

Questo fenomeno è stato notato in una volta Aristotele, Francis Bacon e Rene Descart, ma solo nel 1963, Schoolboy Tanzaniano Erassto Mpembea ha scoperto che la miscela calda del gelato si blocca più velocemente del freddo.

Come studente di Magambaba High School in Tanzania, Erasto Mpembea ha fatto lavori pratici sul caso di cucina. Aveva bisogno di fare il gelato fatto in casa - far bollire il latte, sciogliere lo zucchero in esso, raffreddare a temperatura ambiente, quindi metterlo in frigo per il congelamento. Apparentemente, MPEMBBA non era particolarmente uno studente diligente e priedito con l'adempimento della prima parte del compito. Timore che non avrebbe avuto il tempo per la fine della lezione, mise nel frigorifero ancora latte caldo. A sua sorpresa, si bloccò anche prima del latte dei suoi compagni cucinati secondo una data tecnologia.

Dopo di ciò, Mpemba sperimenta non solo con latte, ma anche con l'acqua ordinaria. In ogni caso, già come studente della High School Mkvava, ha chiesto alla questione del professor Dennis Osborne dal college universitario a Dar Es Salama (per leggere gli studenti una conferenza sulla fisica nella classe universitaria: "Se prendi due identiche Contenitori con uguali volumi d'acqua così, in uno di essi, l'acqua ha una temperatura di 35 ° C, e nell'altro - 100 ° C, e li ha messi nel congelatore, quindi nella seconda acqua si blocca più velocemente. Perché? " Osborne si è interessato a questo problema e presto nel 1969, insieme a Mpemba ha pubblicato i risultati dei loro esperimenti nella rivista "Educazione fisica". Da allora, l'effetto trovato è chiamato L'effetto di Mpemba .

Fino ad ora, nessuno sa come spiegare questo strano effetto. Gli scienziati non hanno singolo versione, anche se ce ne sono molti. È tutto sulla differenza nelle proprietà delle acque calde e fredde, ma non è ancora chiaro quali proprietà svolgono un ruolo in questo caso: la differenza di supercisione, evaporazione, formazione di ghiaccio, convezione o effetti dei gas scaricati sull'acqua in diversi temperature.

La paradossalità dell'effetto del mpemba è che il tempo durante il quale il corpo si raffredda fino alla temperatura ambiente dovrebbe essere in proporzione alla differenza nelle temperature di questo corpo e dell'ambiente. Questa legge è stata ancora stabilita da Newton e da allora molte volte confermò in pratica. In tal senso, l'acqua con una temperatura di 100 ° C si raffredda a una temperatura di 0 ° C più veloce rispetto alla stessa quantità di acqua con una temperatura di 35 ° C.

Tuttavia, non implica un paradosso, dal momento che l'effetto dello mpemba può essere trovato una spiegazione e nel quadro della famosa fisica. Ecco alcune spiegazioni dell'effetto di MPEMBU:

Evaporazione

Acqua calda più veloce evapora dal contenitore, riducendo così il suo volume e il volume di acqua più piccolo con la stessa temperatura si blocca più velocemente. Riscaldato a 100 con acqua perde il 16% della sua massa durante il raffreddamento a 0 C.

Effetto dell'evaporazione - doppio effetto. Innanzitutto, la massa d'acqua è ridotta, che è necessaria per il raffreddamento. E in secondo luogo, la temperatura è ridotta a causa del fatto che il calore dell'evaporazione della transizione dalla fase dell'acqua alla fase del vapore è ridotta.

Differenza di temperatura

A causa del fatto che la differenza di temperatura tra acqua calda e aria fredda è più - quindi lo scambio di calore in questo caso c'è più intenso e acqua calda viene raffreddata più velocemente.

Superceller

Quando l'acqua viene raffreddata sotto 0 c, non si blocca sempre. In alcune condizioni, può subire ipotermia, continuando a rimanere liquidi a temperature al di sotto della temperatura del punto di congelamento. In alcuni casi, l'acqua può rimanere liquida anche ad una temperatura di -20 C.

La ragione di questo effetto è che per cominciare a formare i primi cristalli di ghiaccio necessita di centri di formazione di cristalli. Se non sono in acqua liquida, la supercellatura continuerà fino a quando la temperatura diminuirà così tanto che i cristalli inizieranno a formare spontaneamente. Quando iniziano a formarsi in un fluido supercolare, inizieranno a crescere più velocemente, formando un lorth shuhuh, che il congelamento formerà il ghiaccio.

L'acqua calda è più suscettibile al superockoling poiché il suo riscaldamento elimina gas e bolle disciolti, che a loro volta possono fungere da centri per la formazione di cristalli di ghiaccio.

Perché il superkooling causa acqua calda per attaccarsi più velocemente? Nel caso dell'acqua fredda, che non è troppo cotta dal seguente. In questo caso, il sottile strato di ghiaccio sarà formato sulla superficie della nave. Questo strato di ghiaccio fungerà da isolatore tra acqua e aria fredda e impedirà un'ulteriore evaporazione. Il tasso di formazione di cristalli di ghiaccio in questo caso sarà inferiore. Nel caso di acqua calda, sottoposti a supercooling, l'acqua supercolare non ha uno strato di ghiaccio di protezione protettivo. Pertanto, perde il calore molto più veloce attraverso la parte superiore aperta.

Quando il processo di ipotermia finisce e si congela l'acqua, molto più calore è perso e quindi è formato più ghiaccio.

Molti ricercatori di questo effetto considerano il supercrooling al fattore principale nel caso dell'effetto MPEmb.

Convezione

L'acqua fredda inizia a congelare dall'alto, peggiorando così i processi di emissione di calore e convezione, e quindi perdita di calore, mentre l'acqua calda inizia a congelare dal basso.

Questo effetto della anomalia della densità dell'acqua è spiegato. L'acqua ha una densità massima a 4 C. Se l'acqua di raffreddamento a 4 s e mettela ad una temperatura inferiore, lo strato superficiale dell'acqua si bloccherà più velocemente. Poiché questa acqua è meno densa dell'acqua ad una temperatura di 4 s, rimarrà in superficie, formando uno strato freddo sottile. In queste condizioni, il sottile strato di ghiaccio sarà formato sulla superficie dell'acqua per un breve periodo, ma questo strato di ghiaccio sarà un isolante che protegge gli strati inferiori dell'acqua, che rimarranno ad una temperatura di 4 C. Pertanto, l'ulteriore processo di raffreddamento sarà più lento.

Nel caso dell'acqua calda, la situazione è completamente diversa. Lo strato superficiale dell'acqua verrà raffreddato più velocemente a causa dell'evaporazione e della maggiore differenza di temperatura. Inoltre, gli strati dell'acqua fredda sono più densi dei livelli di acqua calda, quindi lo strato dell'acqua fredda cadrà, sollevando uno strato di acqua calda in superficie. Tale circolazione dell'acqua fornisce una rapida caduta di temperatura.

Ma perché questo processo non raggiunge il punto di equilibrio? Per spiegare l'effetto dello Mpemba da questo punto di vista della convezione, sarebbe necessario effettuare gli strati di acqua fredda e calda sono separati e il processo di convezione stesso continua dopo la temperatura media dell'acqua scende sotto 4 C.

Tuttavia, non ci sono dati sperimentali che confermano questa ipotesi che gli strati di acqua calda e calda sono suddivisi durante la convezione.

Gas dissolte

L'acqua contiene sempre gas disciolti in esso - ossigeno e anidride carbonica. Questi gas hanno la capacità di ridurre il punto di congelamento dell'acqua. Quando l'acqua viene riscaldata, questi gas vengono rilasciati dall'acqua, dalla loro solubilità in acqua alle alte temperature di seguito. Pertanto, quando si raffredda l'acqua calda, ci sono sempre meno gas disciolti in esso che in acqua fredda non riscaldata. Pertanto, il punto di congelamento dell'acqua riscaldata è più alto e si blocca più velocemente. Questo fattore è talvolta considerato come la cosa principale quando si spiega l'effetto del MPEmb, anche se non ci sono dati sperimentali che confermano questo fatto.

Conduttività termica

Questo meccanismo può svolgere un ruolo significativo quando l'acqua è collocata nel congelatore della camera di refrigerazione in piccoli contenitori. In queste condizioni, è notato che il contenitore dell'acqua calda viene spostato da un ghiaccio congelatore da un congelatore, migliorando così il contatto termico con il muro del congelatore e la conduttività termica. Di conseguenza, il calore viene rimosso dal contenitore con acqua calda più veloce rispetto al freddo. A loro volta, il contenitore con acqua fredda non si avvolge sotto la neve.

Tutte queste condizioni (così come altre) sono state studiate in molti esperimenti, ma una risposta inequivocabile alla domanda - quale di essi fornisce la riproduzione al cento per cento dell'effetto MPEMBE - e non è stato ricevuto.

Ad esempio, nel 1995, il fisico tedesco David Auerbach ha studiato l'effetto dell'ipotermia dell'acqua su questo effetto. Trovò quell'acqua calda, raggiungendo uno stato supercolare, si blocca a una temperatura più alta del freddo, il che significa più velocemente il secondo. Ma l'acqua fredda raggiunge uno stato supercolare più velocemente del caldo, compensando così il ritardo precedente.

Inoltre, i risultati di Auerbakh hanno contraddetto i dati ottenuti in precedenza che l'acqua calda è in grado di ottenere un maggiore sovraccarico a causa di un numero minore di centri di cristallizzazione. Quando l'acqua viene riscaldata da esso, i gas disciolti in esso vengono rimossi, e durante il suo bollente, alcuni sali disciolti in esso sono precipitati.

Puoi dire finora solo una cosa è possibile - la riproduzione di questo effetto dipende in modo significativo dalle condizioni in cui viene effettuato l'esperimento. È precisamente perché non è sempre riprodotto.

O. V. Mosin.

Letterario Fonti :

"L'acqua calda si blocca più velocemente dell'acqua fredda, perché lo fa?", Jearl Walker nello scienziato amatoriale, scientifico americano, vol. 237, No. 3, PP 246-257; Settembre 1977.

"Il congelamento di acqua calda e fredda", G .S. Kell in American Journal of Physics, Vol. 37, No. 5, PP 564-565; Maggio, 1969.

"Supercooling e l'effetto mpemba", David Auerbach, in American Journal of Physics, Vol. 63, No. 10, PP 882-885; Ott, 1995.

"L'effetto mpemba: i tempi di congelamento di acqua calda e fredda", Charles A. Knight, in American Journal of Physics, Vol. 64, No. 5, P 524; Maggio, 1996.

"La parola finale", nuovo scienziato, 2 ° inganneto 1995.

Ciao, habr! Prependo alla vostra attenzione la traduzione dell'articolo "Perché l'acqua calda si blocca più velocemente dei fisici freddi risolvono l'effetto Momba".

Dal traduttore: Tutta la sua vita ha subito una domanda, e qui sei stato spiegato di nuovo.

Perché l'acqua bollente congela il più veloce dell'acqua fredda, dice al video:

Riepilogo: A causa della presenza di legami idrogeno nelle molecole d'acqua, un cambiamento nella configurazione dei legami covalenti di O-H viene modificata, con le forniture di energia aggiuntiva in esse, rilasciata durante il raffreddamento e il funzionamento come riscaldamento aggiuntivo che interferisce con il congelamento. In acqua calda, i legami idrogeno sono tesi, covalenti non tesi, la riserva energetica è a basso consulente e il congelamento è più veloce. C'è qualche momento caratteristico. Tau. necessario per formare legami di idrogeno se il processo di raffreddamento andrà lentamente, l'effetto di MPEmb scomparirà. Se il processo di raffreddamento è relativamente veloce (fino a decine di minuti), l'effetto è espresso. Dovrebbe probabilmente essere una temperatura critica, a partire da cui appare l'effetto, ma ciò non si riflette nell'articolo.

Un'immagine dell'articolo originale, che guarda il quale il lettore dovrebbe vedere con tutta la chiarezza che l'energia è in legami covalenti, che può quindi essere rilasciata sotto forma di calore aggiuntivo, prevenendo l'acqua fredda.

Storia della domanda

Aristotele ha notato per la prima volta che l'acqua calda si congela più veloce del freddo, ma i chimici si sono sempre rifiutati di spiegare questo paradosso. Fino ad oggi.

L'acqua è una delle sostanze più ordinarie sulla Terra, ma allo stesso tempo uno dei più misteriosi. Ad esempio, come nella maggior parte dei liquidi, la sua densità cresce durante il raffreddamento. Tuttavia, in contrasto con il resto, la sua densità raggiunge un massimo a una temperatura di 4C, e quindi inizia a diminuire fino alla temperatura di cristallizzazione.

In fase solida, l'acqua ha una densità leggermente più piccola, motivo per cui il ghiaccio galleggia sulla superficie dell'acqua. Questa è una delle ragioni per l'esistenza della vita sulla Terra - se il ghiaccio era più denso dell'acqua, poi durante il congelamento, cadrebbe il fondo dei laghi e degli oceani, che avrebbe reso impossibile molti tipi di processi chimici che rendono la vita possibile.

Quindi, c'è uno strano effetto membaby, il nome dopo lo studente tanzaniano, che ha scoperto che la miscela calda per il gelato si blocca più velocemente del freddo nel congelatore della cucina scolastica da qualche parte nei primi anni '60. (In effetti, questo effetto è stato notato da molti ricercatori della storia, a partire da Aristotele, Francis Bacon e Rene di Descartes).

Effetto mpemba È che l'acqua calda si congela più velocemente. Questo effetto è stato misurato in una varietà di casi con varie spiegazioni delineate di seguito. Una delle idee è che i vasi a caldo hanno il miglior contatto termico con il congelatore e rimuovere il calore in modo più efficiente. L'altro è che l'acqua calda evapora più velocemente, e poiché questo processo è un endotermico (viene fornito con l'assorbimento del calore) - allora accelera il congelamento.

Nessuna di queste spiegazioni sembra plausibile, quindi non c'era ancora una vera spiegazione.

Una nuova spiegazione dell'effetto (ora è certamente corretto)

Oggi, Chang da Nangang Technology University di Singapore e molti dei suoi colleghi hanno fornito tale. Questi ragazzi sostengono che l'effetto di MPEM è il risultato delle proprietà uniche di vari tipi di comunicazione, tenendo insieme le molecole d'acqua.

Quindi qual è lo stesso in questi collegamenti? Ogni molecola d'acqua è costituita da un atomo di ossigeno relativamente grande collegato a due bassi atomi di idrogeno con un legame covalente convenzionale. Ma se posizioni alcune molecole d'acqua, i legami di idrogeno inizieranno anche a svolgere un ruolo importante. Ciò è dovuto al fatto che gli atomi di idrogeno di una molecola si trovano vicino all'ossigeno di un'altra molecola e interagiscono con esso. I legami di idrogeno sono molto più deboli del covalente (circa per. ~ 10 volte), ma più forte delle forze di Van der Galles che usano un calotto per attaccarsi a pareti verticali.

I chimici sono stati a lungo consapevoli dell'importanza di questi legami. Ad esempio, il punto di ebollizione dell'acqua è molto più alto di quello degli altri liquidi con molecole simili, a causa del fatto che i legami di idrogeno tengono insieme le molecole.

Ma negli ultimi anni, i chimici sono sempre più interessati ad altri ruoli che possono svolgere legami di idrogeno. Ad esempio, le molecole d'acqua nei sottili capillari formano lunghe catene detenute da legami di idrogeno. Questo è molto importante per le piante che hanno evaporazione dell'acqua attraverso le membrane foglie trascina efficacemente la catena di molecole d'acqua dalle radici.

Ora, con i coautori, sostengono che anche le obbligazioni di idrogeno spiegano l'effetto del mpembe. La loro idea chiave è che le obbligazioni di idrogeno portano a un contatto più denso di molecole d'acqua, e quando ciò si verifica, la repulsione naturale tra le molecole porta alla compressione di legami covalenti e l'accumulo di energia in esse.

Tuttavia, quando il liquido viene riscaldato, aumenta la distanza tra le molecole e le obbligazioni di idrogeno sono allungate. Permette inoltre di aumentare la lunghezza dei legami covalenti e quindi tirare l'energia accumulata in esse. Un elemento importante della teoria è il fatto che un processo in cui i legami covalenti danno energia accumulati in loro- equivalente al raffreddamento!

In effetti, questo effetto migliora il solito processo di raffreddamento. Pertanto, l'acqua calda deve essere raffreddata più velocemente del freddo, gli autori sostengono. E questo è esattamente ciò che osserviamo nell'effetto della truffa.

Perché è una nuova spiegazione migliore del precedente?

Questi ragazzi calcolato la quantità di raffreddamento aggiuntivo e ha dimostrato che corrisponde esattamente alla differenza osservata negli esperimenti Sulla misurazione della differenza nei tassi di raffreddamento ad acqua calda e fredda. Ecco! Questo è un aspetto interessante alle complesse e misteriose proprietà dell'acqua che rendono ancora i chimici non dormire di notte. Nonostante il fatto che l'idea di Zi e Co-Autori sia convincente, potrebbe essere un altro errore di teorici, che altri fisici dovranno confutare. Questo perché le teorie non hanno una forza predittiva (almeno - nell'articolo originale).

Zi e coautori devono sfruttare la loro teoria per la previsione di nuove proprietà dell'acqua, che non sono derivate dal normale ragionamento. Ad esempio, se i legami covalenti vengono abbreviati, questo dovrebbe portare ad alcune nuove proprietà misurate dell'acqua, che non dovrebbe manifestarsi altrimenti. L'apertura e la misurazione di tali proprietà sarebbero l'ultima ciliegia sulla torta, che manca la teoria nella sua forma attuale.

Quindi, nonostante il fatto che i ragazzi possano aver spiegato l'effetto di MPEmb, beh, hanno bisogno di un podnaping un podnaping per convincere gli altri.

Essere così come può, hanno una teoria interessante.

P.S. Nel 2016, uno dei co-autori - Chang Sun (Chang Q. Sun) insieme a Yi Sun (Yi Sun) ha pubblicato una dichiarazione più completa della teoria proposta, con la considerazione di effetti superficiali, convezione, diffusione, radiazione e altro Fattori e buon accordo con esperimento (Springer).

Letteratura

Letteratura

Rif: Arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O Bond Anomalous Relax Resolving Mpemba Paradox

Originale: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/Why-Hot- ACQUISTA-FreeZes-Faster-than-Cold-physicists-Solve-HE-MPEMBA-EFFECT-D8A2F611E853.

Perché "ha spiegato di nuovo" - e perché era già stato:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. I processi di MARKOV non equilibrium: possono seguire alcune traiettorie insolite fortemente più veloci dell'equilibrio, quindi la rapida acqua bollente di raffreddamento cade su una traiettoria così "accelerata" e supera l'acqua fredda (che si raffredda in più condizioni di equilibrio).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735.
  4. Cluster (anche a causa di legami idrogeno) che interferiscono con la cristallizzazione. In acqua bollente non ci sono tali cluster, e durante il suo congelamento, non hanno il tempo di formare, e in acqua, per un lungo periodo dell'ex freddo fuori dal congelatore, e non lo danno per congelarlo normalmente.
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059.
  6. Il supercoling sotto il punto di congelamento, che in acqua originariamente calda è più debole, perché il casino è maggiore, e non è sufficiente organizzare nel congelatore nel processo di congelamento. (Ma qui è chiaramente un problema - in esperimenti, l'intera curva di raffreddamento di acqua calda è più ripida e non solo il processo di congelamento, e questo "disordine" sulla conduttività termica e il raffreddamento se deve essere influenzato rallentando il raffreddamento, e accelerazione).

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

L'acqua evapora dalla superficie e prende calore. L'acqua calda è più veloce (solo non è chiaro perché, dopo aver allineato le temperature, l'acqua continua a evaporare più attivamente, anche se è già più fredda di quell'acqua originariamente fredda).

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

Video.

Tutta la convezione del vino, che migliora lo scambio di calore (i flussi di convezione stanno girando su inerzia e dopo la temperatura degli occhiali livellati e per molto tempo).

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

In tutto, la dissoluzione delle impurità (gas?). In impurità di acqua bollente meno, congelando più velocemente.

Conclusione

Il fenomeno dell'acqua calda congelata con una maggiore velocità del freddo, conosciuta nella scienza come l'effetto della truffa. Oltre questo fenomeno paradossale, le così grandi menti come Aristotele, Francis Bacon e René Descartes, si riflettevano sopra, ma per il millennio, nessuno è stato in grado di offrire una spiegazione ragionevole per questo fenomeno.

Solo nel 1963, uno scolaro dalla Repubblica di Tanganyik, Erasto Mpembe, notò questo effetto sull'esempio di gelato, ma nessuno degli adulti gli diede una spiegazione. Ciononostante, i fisici e i chimici pensavano seriamente a un fenomeno così semplice, ma così incomprensibile.

Da allora, le diverse versioni si sono espresse, una delle quali suonava come segue: Alcune delle acque calde sono prima appena evaporate, e poi, quando rimane meno della sua quantità, l'acqua si blocca più velocemente. Questa versione, in virtù della sua semplicità, è diventata la più popolare, ma gli scienziati non hanno pienamente soddisfatto. Al giorno d'oggi, un team di ricercatori dell'Università dell'Università Tecnologica di Nanyang a Singapore (Università Tecnologica di Nanyang), guidata da Chimicista Si Zhanom (Xi Zhang) ha dichiarato di essere riuscito a permettere un indovinello secolo sul perché l'acqua calda si blocca più velocemente del freddo. Poiché gli specialisti cinesi hanno scoperto, il segreto si trova nella quantità di energia immagazzinata in legami idrogeno tra molecole d'acqua.

Come è noto, le molecole d'acqua consistono in un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno tenuti insieme con legami covalenti, che sembra uno scambio di elettroni a livello di particella. Un altro fatto famoso è che gli atomi di idrogeno sono attratti dagli atomi di ossigeno dalle molecole vicine - allo stesso tempo si formano legami di idrogeno.

L'effetto Mpemba è interessante, quindi continua a studiare. Gli studi sono condotti immediatamente in diverse direzioni. Gli scienziati scopriranno sicuramente la causa del paradosso inspiegabile e consente alle persone di espandere le possibilità di usarlo.

Allo stesso tempo, le molecole d'acqua sono generalmente respinte l'una dall'altra. Gli scienziati di Singapore hanno notato: l'acqua più calda, maggiore è la distanza tra le molecole del fluido dovuta all'aumento delle forze repellenti. Di conseguenza, i legami di idrogeno sono tesi e pertanto si riservano maggiori energia. Questa energia viene rilasciata quando l'acqua viene raffreddata - le molecole si avvicinano l'una all'altra. E il ritorno dell'energia, come sai, e significa raffreddamento.

Poiché i chimici scrivono nel loro articolo, che possono essere trovati sul sito web di preprints di Arxiv.org, in acqua calda, i legami di idrogeno sono tensionari più forti del freddo. Pertanto, si scopre che nei legami idrogeno di acqua calda sono memorizzati più energia, il che significa che viene rilasciato di più durante il raffreddamento a temperature meno. Per questo motivo, il congelato è più veloce.

Ad oggi, gli scienziati hanno risolto questo mistero solo teoricamente. Quando presentano prove convincenti della loro versione, la domanda del perché l'acqua calda è ghiacciata più veloce del freddo, sarà possibile chiudere. Anche sull'argomento: Gli scienziati di 100 anni non riuscivano a capire perché le teiere americane fisico hanno risolto il paradosso della fisica di gatto Schrödinger ha risolto un enigma a lungo termine del comportamento della fisica elettronica dimostrato che il campo magnetico cambia il trasferimento del materiale del materiale in Diamond ha visto l'effetto quantico di Zenon. Perché l'acqua calda si congela più veloce del freddo? Questo è vero, anche se suona incredibile, perché nel processo di congelamento, l'acqua calda deve passare la temperatura dell'acqua fredda. Nel frattempo, questo effetto è usato. Ad esempio, rulli e diapositive in inverno versato caldo, non acqua fredda. Gli specialisti consigliano agli automobilisti di riempire l'inverno nel serbatoio della lavatrice freddo, e non acqua calda. Paradox è noto nel mondo come "effetto mpemb". Questo fenomeno ha menzionato Aristotele, Francis Bacon e René Descartes, ma solo nel 1963, i professori della fisica furono pagati e cercarono di esplorare. Tutto è iniziato con il fatto che Scolaro Tanzanian Erasto Mpembba ha osservato il latte zuccherato, che ha usato per preparare il gelato, si blocca più velocemente se fosse pre-riscaldato e presentato l'ipotesi che l'acqua calda si blocca più velocemente del freddo. Ha fatto appello a chiarimenti all'ente della fisica, ma ha riso solo allo studente, dicendo quanto segue: "Questa non è una fisica mondiale, ma un medico di mpeli." Fortunatamente, Dennis Osborne era a scuola, professore di fisica presso l'Università di Dar Es Salama. E Mpemba gli appoggiò con la stessa domanda. Il professore è stato creato meno scettico, ha detto che non poteva giudicare ciò che non aveva mai visto, e al ritorno a casa ha chiesto ai dipendenti di condurre esperimenti pertinenti. Sembra che abbiano confermato le parole del ragazzo. In ogni caso, nel 1969, Osborne ha parlato di lavorare con Mpembo nella rivista "ITA. Fisica. Formazione scolastica.

" Nello stesso anno, George Kell del Consiglio di ricerca nazionale canadese ha pubblicato un articolo con una descrizione del fenomeno in "ENG.

  • Americano.
  • rivista
  • Di.
  • Fisica.

"

Ci sono diverse opzioni per spiegare questo paradosso:

L'acqua calda evapora più velocemente, riducendo così il suo volume e un volume di acqua più piccolo con la stessa temperatura si blocca più velocemente. Nei contenitori ermetici, l'acqua fredda dovrebbe congelarsi più velocemente.

La presenza del rivestimento della neve. Il contenitore dell'acqua calda è uno shoaleing sotto se stesso, è quindi il contatto termico con una superficie di raffreddamento. L'acqua fredda non splende sotto di esso. In assenza di fodera della neve, il contenitore dell'acqua fredda deve congelare più velocemente.

L'acqua fredda inizia a congelare dall'alto, peggiorando così i processi di emissione di calore e convezione, e quindi perdita di calore, mentre l'acqua calda inizia a congelare dal basso. Con ulteriore agitazione meccanica di acqua in contenitori, l'acqua fredda dovrebbe congelarsi più velocemente.

La presenza di centri di cristallizzazione in acqua raffreddata - sostanze sciolte in esso. Con un piccolo numero di centri di tali centri in acqua fredda, la trasformazione dell'acqua nel ghiaccio è difficile e forse il suo supercooling quando rimane in uno stato liquido, avendo una temperatura negativa.

Recentemente, è stata pubblicata un'altra spiegazione. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) dall'Università di Washington ha studiato questo fenomeno e è arrivato alla conclusione che un ruolo importante in esso è giocato da sostanze disciolte in acqua, che sono depositate quando sono riscaldate. Sotto le sostanze disciolte, il Dr. Katz implica anche bicarbonati di calcio e magnesio, che sono contenuti in acqua rigida. Quando l'acqua viene riscaldata, queste sostanze sono depositate, l'acqua diventa morbida. L'acqua che non ha mai riscaldata, contiene queste impurità, è "dura". Mentre si blocca e la formazione di cristalli di ghiaccio, la concentrazione di impurità in acqua aumenta 50 volte. A causa di ciò, il punto di congelamento dell'acqua è ridotto.

Questa spiegazione non sembra convincente, perché Non c'è bisogno di dimenticare che l'effetto è stato trovato in esperimenti con gelato, e non con acqua rigida. Molto probabilmente la causa del fenomeno di termofisico e non chimico.

Mentre la spiegazione inequivocabile del paradosso del mpemb non è stata ricevuta. Devo dire che alcuni scienziati non considerano questo paradosso degno di attenzione. Tuttavia, è molto interessante che un semplice scolaro abbia raggiunto il riconoscimento dell'effetto fisico e ha acquisito popolarità grazie alla sua curiosità e perseveranza.

Aggiunto nel febbraio 2014

La nota è stata scritta nel 2011. Da allora, nuovi studi dell'effetto di MPEMBI e nuovi tentativi di spiegarlo è apparso. Quindi, nel 2012, la Royal Chemical Society of Great Britain ha annunciato una competizione internazionale per la soluzione di segreti scientifici "effetto mpembri" con un fondo premio di 1000 sterline. La scadenza è stata installata il 30 luglio 2012. Nikola Beregovik dal laboratorio dell'Università di Zagabria è diventato il vincitore. Ha pubblicato il suo lavoro in cui ha analizzato i precedenti tentativi di spiegare questo fenomeno e concluse che non erano convincenti. Il modello proposto da loro è basato sulle proprietà fondamentali dell'acqua. Coloro che desiderano trovare un lavoro sul link http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

La ricerca su questo non è stata completata. Nel 2013, la fisica da Singapore ha dimostrato teoricamente la causa dell'effetto EmPUBE. Il lavoro può essere trovato per riferimento http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Simile sul tema degli articoli sul sito:

451 gradi Fahrenheit, temperatura del fuoco della carta?

Termometro a infrarossi medico - Miti e realtà Perché il cielo stellato è nero? (Paradox fotometrico)

Mistero della foglia rossa

  Foto14818-3.Perché la cerniera e il tuono del tuono?

Perché il cielo è blu? Può congelare? .

La risposta è semplice - sì, forse

. Inoltre, l'acqua bollente si bloccherà più veloce del freddo. Cosa più veloce: bollente o freddo H2O?

Gli scienziati hanno molti esperimenti e hanno dimostrato che il primo acqua bollente cristallizza.

Se nel congelatore contemporaneamente mette due capacità dello stesso volume e forma con acqua bollente e acqua semplice, quindi

Il primo si trasformerà in ghiaccio in acqua bollente con precisione

Sebbene, se segui la logica, deve prima raffreddare, e quindi cristallizzarsi. Ma non è.

Vale la pena notare che tale effetto è stato osservato dalle persone per molto tempo.

  1. foto14818-3. L'Aristotele ha indicato questo nei suoi record, era interessato al fenomeno di R. Dekart. Tuttavia, studiando attentamente questo problema in quel momento, poche persone hanno fatto, non era particolarmente interessato agli scienziati.
  2. Un schoolboy inquisitore Tanzanskaya ha dato un solido studi sull'argomento, che ha trovato nella vita di tutti i giorni che il liquido di riscaldamento, se latte o acqua, cristallizza più velocemente.
  3. Nel 1969, un esperimento è stato condotto dal professor D.sboron, che ha dimostrato l'approvazione del giovane. Da quel momento in poi, il fenomeno ha ricevuto il nome del suo "apriscatole" e divenne noto come l'effetto del mpemb.

Perché?

Non è stato ancora completamente spiegato e capire ancora il fenomeno, ma sono sufficienti le controversie tra gli scienziati sotto questo argomento. Tuttavia, alcune ipotesi hanno ancora luogo: .

Quando si bolliva c'è evaporazione e una diminuzione del volume dell'acqua, il che significa che il processo di cristallizzazione è attivato, cioè. accelera.

I gas disciolti in acqua vengono evaporati, quindi la densità dell'acqua in uno stato bollente è superiore a quella della temperatura dell'acqua. È noto che l'alta percentuale di densità contribuisce alla velocità di raffreddamento.

Il congelamento dell'acqua calda inizia ad andare sotto, e il livello superiore della superficie superiore rimane libero. Ciò consente ai processi di convezione e radiazione del calore non interrompere e non rallentare. Nello stato normale, la superficie superiore viene conservata allo stato abituale, che rallenta il rendimento del calore.

Ci sono altre versioni che spiegano il fenomeno paradossale. Uno di questi è stato avanzato dagli scienziati di Washington da D. Katts. A suo parere, nel processo di ebollizione, l'acqua del "duro" si trasforma in un "soft". Parte delle sostanze, come il magnesio e il bicarbonato di calcio, sono sedied e non interferiscono con la cristallizzazione. perciò

Il processo di congelamento dell'acqua bollente va a volte più veloce del solito

Come fa questo paradosso applicato nella vita reale?

L'esistenza di un fenomeno paradossale consente di risparmiare tempo per preparare siti di gioco e sport nella stagione invernale.

Fenomeno incomprensibile usato e produzione industriale

Добавить комментарий