Pikabu

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.

De waterige schaal van de aarde van de hydosfeer is ongeveer 71% van het aardoppervlak. In de gebonden toestand is water zowel in de sterfelijke korst van de lithosfeer, en wordt geschat dat de reserves van dergelijk water (voor een tweede !!) ongeveer gelijk zijn aan de massa vrij water in de hydosfeer. Er werd gevonden dat 1 km³ graniet tijdens het smelten 26 miljoen ton water kan worden toegewezen. Vrouwen meer "reserves" V., gevangen in de diepgaande wekelijkse van de aarde - in de mantel. Ze houden vast dat er maximaal 13 is Miljoen Km³ water, dat is, meer dan in de hydrospere. Maar slechts 1 km³ van een dergelijk water wordt jaarlijks op het oppervlak van de vulkanen uitgevoerd. De industrie speelde en speelt de beslissende rol van de geologische geschiedenis van de aarde, in de vorming van het thermische regime, klimaat en weer. Het is Verre van alles is bekend over dit interessante, lang bekende, maar op veel opzichten mysterieus, zo overvloedig en zo'n gebrekkig materiaal, over eenvoudig water.

​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
​Dankzij hem wordt de vriespunt van sommige producten en materialen verminderd, die water bevat.
Video op het onderwerp

Koud weer is kenmerkend voor het grootste deel van ons land. Naast skiën op dit moment, kunnen sommige experimenten met water worden uitgevoerd. Gooi bijvoorbeeld warm water in de lucht en maakt dus sneeuw. Deze spectaculaire truc is gebaseerd op een interessant feit bekend sinds de tijd van Aristoteles.

Het wordt eenvoudig beschreven - heet water bevriest sneller dan koud. Deze eigenschap ontving de naam van het effect van de MPEMB. Tanzaniaanse schooljongen ontdekte dit fenomeen in 1963. Dus waarom bevriest warm water sneller dan koud?

Experimenten met ijs

ERASTO MPEMBEA EN ANDERE KINDEREN IN ZIJN SCHOOL MAAKT GEMAAKT IJS GEBRUIKT GEBRUIK VAN EEN SCHOOL PRIMEZING KAMER. Het proces was als volgt: ze koste melk en gemengd het met suiker. Daarna werd dit mengsel in de vriezer geplaatst. En eenmaal mpemba haastte zich en legde de resulterende substantie om af te koelen in de verwarmde toestand.

Video op het onderwerp

Het bleek dat zijn ijs sneller bleek dan een klasgenoot. Maar daar hebben weinig mensen een schooljongen geloofd en in 1969, MPEMBA, samen met professor Physici Publiceerden Artikel. in dit geval. Dit effect wordt niet altijd waargenomen, dus als u het thuis probeert te herhalen, ver van het feit dat het zal gebeuren. Waarschijnlijk is er een paar redenen .

Uitlegversies van dit effect

De detectie van het effect van de MPEMBA stond niet toe met absolute nauwkeurigheid om dit fenomeen uit te leggen. Om dit proces volledig te begrijpen is nog niet gelukt, maar wetenschappelijke geschillen worden veel uitgevoerd. En er zijn verschillende versies van het uitleggen van het effect van de MPEMBA.

De meest geavanceerde hypothese - warm water verdampt als gevolg van massatieverlies. Dientengevolge bevriest de vloeistof, verliest minder warmte. Er waren echter gevallen waarin het effect van de MPEMBI werd waargenomen in gesloten containers, waar verdamping dat niet was.

Een andere aanname is dat water convectietreams en temperatuurgradiënten ontwikkelt, omdat het koelt. Een snel koelglas met warm water heeft grote temperatuurverschillen en sneller om de warmte van het oppervlak te verwijderen. Hoewel een uniform gekoeld glas water een kleiner temperatuurverschil heeft. Verkregen ook minder convectie die het proces versnelt.

Video op het onderwerp

Er zijn ook andere theorieën. Bijvoorbeeld, volgens een van hen, het effect van opgeloste gassen in water op het vriesproces. In 2013, een groep onderzoekers uit Singapore suggereerde Uw versie van de uitleg van het effect van de MPEMBA. Volgens hen ligt de oplossing in de unieke eigenschappen van chemische banden in water.

Zoals bekend bevat het standaard watermolecuul één zuurstofatoom en twee waterstofatomen. Ze zijn verbonden door covalente obligaties. Maar wanneer een verbinding met verschillende moleculen optreedt, vormen waterstofatomen ook verbindingen met zuurstofatomen in andere moleculen. Deze waterstofbindingen geven een deel van zijn eigenschappen, zoals een relatief hoog kookpunt en een verminderde dichtheid tijdens het bevriezen.

Onderzoekers geloven dat tijdens kokend watermoleculen verspreiden, uitstrekkende waterstofbindingen. Maar vanwege het beperkte volume worden covalente bindingen in individuele moleculen gecomprimeerd, energie geaccumulteerd. Als water in deze toestand bevriest, geven de links de energie vrij in de vorm van een "ontgrendelde lente", die veel sneller koelen.

Video op het onderwerp

Maar niet alle experts zijn het eens met een dergelijke interpretatie van het effect van de MPEMB. Iemand beschuldigt deskundigen in het feit dat hun theorie een nieuw bezit van water kon voorspellen. Het is echter niet in het gebruikelijke begrip. Chemicus Richard Dawn Van Stanford University is van mening dat de snelle bevriezing van warm water voornamelijk afhangt van verdamping.

Hoogstwaarschijnlijk, juist hierdoor, treedt het effect van MPEMBE op. Misschien kunnen wetenschappers in de toekomst het volledig bewijzen of een aantal amendementen op de uitleg brengen.

MPEMBA-effect of waarom heet water sneller bevriezen dan koud?

MPEMBA-effect (Paradox van MPEMBI) - een paradox die zegt dat warm water in sommige omstandigheden sneller bevriest dan koud, hoewel het de temperatuur van het koude water in het vriesproces moet ondergaan. Deze paradox is een experimenteel feit dat de gebruikelijke ideeën in tegenspraak is met de gebruikelijke ideeën, volgens welke, met dezelfde omstandigheden, de meer verwarmde instantie voor het koelen tot een bepaalde temperatuur meer tijd vereist dan de minder verwarmde instantie voor koeling tot dezelfde temperatuur.

Dit fenomeen werd opgemerkt in eenmalige Aristoteles, Francis Bacon en Rene Descart, maar alleen in 1963 ontdekte Tanzaniaanse schooljongen Erassto MPEMbea dat het hete mengeling van ijs sneller bevriest dan koud.

Als student van Magambaba High School in Tanzania, heeft ERASTO MPEMBEA praktisch werk op de Cook Case. Hij moest zelfgemaakte ijs maken - melk kookt, het oplossen van suiker, koel het tot kamertemperatuur en leg het dan in de koelkast om te bevriezen. Blijkbaar was MPEMBBA niet in het bijzonder een ijverige student en gepreukd met de vervulling van het eerste deel van de taak. Vrezen dat hij geen tijd zou hebben voor het einde van de les, legde hij de koelkast nog steeds hete melk in. Tot zijn verbazing bevroor het nog eerder dan de melk van zijn kameraden gekookt volgens een bepaalde technologie.

Daarna experimenteerde MPEMBA niet alleen met melk, maar ook met gewoon water. In ieder geval, al als student van de MKVAVA High School, vroeg hij de kwestie van professor Dennis Osborne van het University College in Dar Es Salama (om de studenten een lezing te lezen over natuurkunde in het klaslokaal van de Universiteit: "Als je er twee identiek bent Containers met gelijke hoeveelheden water, dus in een van hen, heeft water een temperatuur van 35 ° C, en in de andere - 100 ° C, en plaatst ze in de vriezer, dan bevriest in het tweede water sneller. Waarom? " Osborne werd geïnteresseerd in dit probleem en binnenkort in 1969 publiceerde samen met MPEMBA de resultaten van hun experimenten in het tijdschrift "Physics Education". Sindsdien wordt het gevonden effect genoemd Het effect van MPEMBA .

Tot nu toe weet niemand hoe dit vreemde effect uit te leggen. Wetenschappers hebben geen enkele versie, hoewel er veel zijn. Het draait allemaal om het verschil in de eigenschappen van warm en koud water, maar het is nog niet duidelijk welke eigenschappen in dit geval een rol spelen: het verschil in superkoelen, verdamping, ijsvorming, convectie of de effecten van ontlaadde gassen op water op het andere temperaturen.

De paradoxicaliteit van het effect van de MPEMBA is dat het tijdstip waarop het lichaam aan de omgevingstemperatuur afkoelt, in verhouding staat tot het verschil in de temperaturen van dit orgaan en het milieu. Deze wet is nog steeds gevestigd door Newton en sindsdien vele malen bevestigd in de praktijk. In dit effect koelt water met een temperatuur van 100 ° C op een temperatuur van 0 ° C sneller dan dezelfde hoeveelheid water met een temperatuur van 35 ° C.

Desalniettemin impliceert het geen paradox, omdat het effect van de MPEMBA een uitleg en in het kader van de beroemde natuurkunde kan worden gevonden. Hier zijn een paar uitleg over het effect van MPEMBU:

Verdamping

Hete water sneller verdampt uit de container, waardoor het volume wordt verminderd, en het kleinere water volume met dezelfde temperatuur bevriest sneller. Verwarmd tot 100 met water verliest 16% van zijn massa tijdens koeling tot 0 C.

Effect van verdamping - dubbel effect. Ten eerste wordt de massa water verminderd, wat nodig is voor koeling. En ten tweede wordt de temperatuur verminderd vanwege het feit dat de warmte van verdamping van de overgang van de waterfase naar de stoomfase wordt verminderd.

Temperatuur verschil

Vanwege het feit dat het temperatuurverschil tussen warm water en koude lucht meer is - dus warmte-uitwisseling in dit geval is er intens en heet water sneller afgekoeld.

Superkoelen

Wanneer het water wordt afgekoeld onder 0 C is het niet altijd bevriezen. In sommige omstandigheden kan het hypothermie ondergaan, waarbij het vloeistof blijft blijven bij temperaturen onder de temperatuur van het vriespunt. In sommige gevallen kan water een vloeistof blijven, zelfs bij een temperatuur van -20 C.

De reden voor dit effect is dat om te beginnen met het vormen van de eerste ijskristallen kristalvormingscentra nodig heeft. Als ze niet in vloeibaar water zijn, gaat de superkoeling door totdat de temperatuur zo veel afneemt dat de kristallen spontaan zullen vormen. Wanneer ze beginnen te vormen in een supercoolde vloeistof, beginnen ze sneller te groeien, waardoor een lorth shuhuh, die bevriezing ijs vormt.

Warm water is het meest vatbaar voor superkoeling sinds de verwarming opgelopen gassen en bubbels elimineert, die op zijn beurt als centra kunnen dienen voor de vorming van ijskristallen.

Waarom veroorzaakt de superkoelen hete water om sneller te blijven? In het geval van koud water, wat niet is gaar door het volgende. In dit geval wordt de dunne laag ijs gevormd op het oppervlak van het vaartuig. Deze laag ijs zal fungeren als een isolator tussen water en koude lucht en zal verdere verdamping voorkomen. De vorm van vorming van ijskristallen in dit geval zal minder zijn. In het geval van heet water, ondergaat het onderkoelen van supercooled water geen beschermende oppervlaktelaag van ijs. Daarom verliest het veel sneller door open bovenkant.

Wanneer het proces van hypothermie eindigt en water bevriest, is veel meer warmte verloren en daarom wordt meer ijs gevormd.

Veel onderzoekers van dit effect overwegen superkoeling aan de hoofdfactor in het geval van het MPEMB-effect.

Convectie

Koud water begint van bovenaf te bevriezen, waardoor de processen van warmteemissie en convectie wordt verslechterd en daarom warmteverlies, terwijl heet water begint te bevriezen van onderaf.

Dit effect van waterdichtheid wordt anomalie uitgelegd. Water heeft een maximale dichtheid bij 4 C. Als koelwater tot 4 s koelt en op een lagere temperatuur wordt gesteld, zal de oppervlaktelaag van water sneller bevriezen. Omdat dit water minder dicht is dan water bij een temperatuur van 4 s, blijft het op het oppervlak, het vormen van een dunne koude laag. Onder deze omstandigheden zal de dunne laag ijs gedurende een korte tijd op het oppervlak van het water worden gevormd, maar deze laagijs zal een isolator zijn die de onderste lagen van water beschermt, die bij een temperatuur van 4 C zal blijven. Daarom zal het verdere koelproces langzamer zijn.

In het geval van warm water is de situatie helemaal anders. De oppervlaktelaag van water wordt sneller afgekoeld door verdamping en meer temperatuurverschil. Bovendien zijn koudwaterlagen dichter dan warmwaterlagen, daarom valt de koude waterlaag naar beneden en tilt hij een laag warm water op het oppervlak. Een dergelijke watercirculatie verschaft een snelle temperatuurdaling.

Maar waarom bereikt dit proces het evenwichtspunt niet? Om het effect van de MPEMBA uit dit oogpunt van convectie uit te leggen, zou het noodzakelijk zijn om die koude en warmwaterlagen gescheiden zijn en het convectieproces zelf voortduurt nadat de gemiddelde watertemperatuur daalt onder 4 C.

Er zijn echter geen experimentele gegevens die deze hypothese zouden bevestigen dat koude en warmwaterlagen worden verdeeld tijdens convectie.

Opgeloste gassen

Water bevat altijd gassen die erin zijn opgelost - zuurstof en koolstofdioxide. Deze gassen hebben het vermogen om het watervriespunt te verminderen. Wanneer het water wordt verwarmd, worden deze gassen uit water vrijgelaten, sinds hun oplosbaarheid in water bij hoge temperaturen hieronder. Daarom, wanneer warm water wordt gekoeld, zijn er altijd minder opgeloste gassen erin dan in niet-verwarmd koud water. Daarom is het vriespunt van verwarmd water hoger en bevriest het sneller. Deze factor wordt soms beschouwd als het belangrijkste bij het uitleggen van het effect van de MPEMB, hoewel er geen experimentele gegevens zijn die dit feit bevestigen.

Warmtegeleiding

Dit mechanisme kan een belangrijke rol spelen wanneer er water in de vriezer van de koelkamer in kleine containers wordt geplaatst. Onder deze omstandigheden wordt opgemerkt dat de warmwatercontainer wordt verschoven door een vriesijs van een vriezer, waardoor het thermische contact met de vriesmuur en de thermische geleidbaarheid wordt verbeterd. Dientengevolge wordt de warmte uit de container verwijderd met warm water sneller dan van kou. Op zijn beurt schijnt de container met koud water niet onder de sneeuw.

Al deze (evenals andere) omstandigheden werden in veel experimenten bestudeerd, maar een ondubbelzinnig antwoord op de vraag - die van hen een honderd procent reproductie van het MPEMBE-effect - en niet werd ontvangen.

Bijvoorbeeld, in 1995 bestudeerde de Duitse natuurkundige David Auerbach het effect van waterhypothermie over dit effect. Hij vond dat warm water, met een supercoolde toestand, bevriest bij een hogere temperatuur dan de kou, wat sneller het laatste betekent. Maar koud water bereikt een supercoolde toestand sneller dan heet, waardoor de vorige vertraging wordt vergoed.

Bovendien zijn de resultaten van Auerbakh in tegenspraak met de eerder verkregen gegevens die warm water in staat is om grotere overkoeling te bereiken vanwege een kleiner aantal kristallisatiecentra. Wanneer het water ervan wordt verwarmd, worden de gassen opgelost in het verwijderd en tijdens het koken zijn sommige zouten opgelost in het opgelost.

Je kunt tot nu toe slechts één ding zeggen - de reproductie van dit effect is aanzienlijk afhankelijk van de omstandigheden waarin het experiment wordt uitgevoerd. Juist omdat het niet altijd wordt gereproduceerd.

O. V. MOSIN

Literair Bronnen :

"Warm water bevriest sneller dan koud water, waarom doet het dat?", Jearl Walker in de amateurwetenschapper, wetenschappelijke Amerikaanse, vol. 237, Nee. 3, PP 246-257; September, 1977.

"De bevriezing van warm en koud water", G . Kell in American Journal of Physics, Vol. 37, Nee. 5, PP 564-565; Mei, 1969.

"Supercooling en het MPEMBA-effect", David Auerbach, in American Journal of Physics, Vol. 63, Nee. 10, PP 882-885; Oktober 1995.

"Het MPEMBA-effect: de vriespunt van warm en koud water", Charles A. Knight, in American Journal of Physics, Vol. 64, Nee. 5, P 524; Mei, 1996.

"Het laatste woord", nieuwe wetenschapper, 2e decept 1995.

Hallo, Habr! Ik presenteer je aandacht de vertaling van het artikel "Waarom heet water sneller bevriest dan koudfysicisten het Momba-effect oplossen".

Van de vertaler: Al zijn leven leed een vraag, en hier werd je weer uitgelegd.

Waarom kokend water de snelste van koud water bevriest, vertelt de video:

SAMENVATTING: Vanwege de aanwezigheid van waterstofbindingen in watermoleculen wordt een verandering in de configuratie van covalente obligaties van O-H gewijzigd, waarbij de benodigdheden van extra energie erin worden vrijgegeven tijdens het koken en werken als extra verwarming die zich versterkt met het bevriezen. In warm water zijn waterstofbindingen uitgerekt, covalente niet gespannen, energiereserve is laaggekoeld en bevriest is sneller. Er is een karakteristieke tijd. Tau. nodig om waterstofbindingen te vormen als het koelproces langzaam zal gaan, zal het effect van de MPEMB verdwijnen. Als het koelproces relatief snel is (tot tien minuten), wordt het effect uitgedrukt. Het zou waarschijnlijk een kritische temperatuur moeten zijn, waarmee het effect verschijnt, maar dit komt niet weerspiegeld in het artikel.

Een afbeelding uit het oorspronkelijke artikel, waarmee de lezer moet zien met alle duidelijkheid die energie in covalente obligaties is, die dan in de vorm van extra warmte kan worden vrijgegeven, die koud water voorkomen.

Geschiedenis van de vraag

Aristoteles merkte eerst op dat heet water sneller bevriest dan koud, maar chemici weigerden altijd deze paradox uit te leggen. Tot op de dag van vandaag.

Water is een van de meest gewone stoffen op aarde, maar tegelijkertijd een van de meest mysterieuze. Bijvoorbeeld, zoals in de meeste vloeistoffen groeit de dichtheid tijdens koeling. In tegenstelling tot de rest bereikt de dichtheid echter een maximum bij een temperatuur van 4c, en begint vervolgens af te dalen tot de kristallisatietemperatuur.

In vaste fase heeft water een iets kleinere dichtheid, daarom drijft ijs op het oppervlak van het water. Dit is een van de redenen voor het bestaan ​​van het leven op aarde - als het ijs dichter water was, dan zou hij tijdens het bevriezen vallen, de bodem van de meren en de oceanen, wat het onmogelijk zou maken, vele soorten chemische processen die het leven onmogelijk zouden maken mogelijk.

Er is dus een vreemd membaby-effect, vernoemd naar Tanzaniaanse student, die vond dat het hete mengsel voor ijs sneller bevriest dan de kou in de vriezer van schoolgerechten ergens in het begin van de jaren zestig. (In feite werd dit effect opgemerkt door veel onderzoekers in de geschiedenis, te beginnen met Aristoteles, Francis Bacon en Rene of Descartes).

MPEMBA-effect Het is dat warm water sneller koud bevriest. Dit effect werd gemeten in verschillende gevallen met verschillende verklaringen die hieronder worden uiteengezet. Een van de ideeën is dat hete schepen het beste thermische contact hebben met de vriezer en efficiënter warmte verwijderen. De andere is dat warm water sneller verdampt, en aangezien dit proces een endotherm is (wordt geleverd met de absorptie van warmte) - dan versnelt het bevriezing.

Geen van deze verklaringen ziet er plausibel uit, dus er was nog steeds geen echte verklaring.

Een nieuwe verklaring van het effect (nu is het zeker correct)

Vandaag, Chang van de Universiteit van Nangang Technology of Singapore en een aantal van zijn collega's verstrekt die. Deze jongens beweren dat het effect van MPEM's het resultaat is van de unieke eigenschappen van verschillende soorten communicatie, wat watermoleculen samen te houden.

Dus wat is hetzelfde in deze verbindingen? Elk watermolecuul bestaat uit een relatief groot zuurstofatoom dat is verbonden met twee lage waterstofatomen met een conventionele covalente binding. Maar als u een paar watermoleculen plaatst, beginnen de waterstofbindingen ook een belangrijke rol te spelen. Dit komt door het feit dat waterstofatomen van één molecuul zich in de buurt van de zuurstof van een ander molecuul bevinden en ermee communiceren. Waterstofbindingen zijn veel zwakker dan covalente (ca. per. ~ 10 keer), maar sterker dan van der Wales-krachten die een heckon gebruiken om te plakken op verticale muren.

Chemici zijn al lang op de hoogte van het belang van deze banden. Het kookpunt van water is bijvoorbeeld veel hoger dan die van andere vloeistoffen met vergelijkbare moleculen, vanwege het feit dat waterstofobligaties de moleculen bij elkaar houden.

Maar in de afgelopen jaren zijn chemici steeds meer geïnteresseerd in andere rollen die waterstofbruggen kunnen spelen. Watermoleculen in dunne capillairen vormen bijvoorbeeld lange ketens vastgehouden door waterstofbindingen. Dit is erg belangrijk voor planten die verdamping van water door de bladeren membranen effectief de ketting van watermoleculen van wortels omhoog slepen.

Nu, met co-auteurs, beweren ze dat waterstofobligaties ook het effect van de MPEMBE uitleggen. Hun belangrijke idee is dat waterstofobligaties leiden tot een meer dicht contact met watermoleculen, en wanneer dit gebeurt, leidt de natuurlijke afstoting tussen moleculen tot de compressie van covalente bindingen en de ophoping van energie in hen.

Wanneer de vloeistof echter wordt verwarmd, worden de afstand tussen moleculen toenemen en worden waterstofbindingen uitgerekt. Hiermee kunt u ook de lengte van covalente obligaties verhogen en zo de energie opgehoopt. Een belangrijk element van de theorie is het feit dat een proces waarbij covalente obligaties energie geaccumuleerd in hen geaccumuleerd - equivalent aan koeling!

In feite verbetert dit effect het gebruikelijke koelproces. Het warme water moet dus sneller worden gekoeld dan koud, debatteren de auteurs. En dit is precies wat we observeren in het effect van de zwendel.

Waarom is een nieuwe uitleg beter dan vorige?

Deze jongens berekend de hoeveelheid extra koeling en toonde aan dat het precies overeenkomt met het waargenomen verschil in de experimenten Bij het meten van het verschil in warme en koude waterkoelingsnelheden. Voila! Dit is een interessante blik op het complexe en mysterieuze eigenschappen van water dat nog steeds chemici maakt, slapen niet 's nachts. Ondanks het feit dat het idee van ZI en co-auteurs overtuigend is, kan het een andere fout zijn van theoretici, welke andere natuurkundigen zullen moeten worden weerlegd. Dit komt omdat theorieën over voorspellende sterkte (tenminste - in het oorspronkelijke artikel) missen.

ZI en co-auteurs moeten profiteren van hun theorie voor de voorspelling van nieuwe eigenschappen van water, die niet zijn afgeleid van gewone redenering. Bijvoorbeeld, als covalente obligaties worden ingekort, zou dit moeten leiden tot een aantal nieuwe gemeten eigenschappen van water, wat zichzelf anders niet zou moeten manifesteren. De opening en meting van dergelijke eigenschappen zou de laatste kers op de taart zijn, die de theorie mist in zijn huidige vorm.

Dus, ondanks het feit dat de jongens het effect van MPEMB misschien hebben uitgelegd, hebben ze een beetje podnaping nodig om anderen te overtuigen.

Wees dat, zoals het kan, ze hebben een interessante theorie.

P.s. In 2016 publiceerde een van de co-auteurs - Chang Sun (Chang Q. Sun) samen met Yi Sun (Yi Sun) een completere verklaring van de voorgestelde theorie, met de overweging van oppervlakte-effecten, convectie, diffusie, straling en andere factoren - en lijken goede overeenstemming met Experiment (Springer).

Literatuur

Literatuur

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O BOND ANOMALE ONTSPANNING OPLOSSEN MPEMBA Paradox

Origineel: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/why-hot-water-frees-faster-than-cold-fysicisten-Solve-the-mpemba-effect-D8A2F611E853

Waarom "opnieuw uitgelegd" - en omdat het al was:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060
  2. Non-Equilibrium Markov-processen: kan een aantal ongebruikelijke trajecten sterk sneller volgen dan evenwicht, dus snel kokend water valt op zo'n "versneld" traject, en inhaalt koud water (wat koelt in meer evenwichtsvoorwaarden).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735
  4. Clusters (ook vanwege waterstofbindingen) die de kristallisatie verstoren. In kokend water zijn er geen dergelijke clusters, en tijdens het bevriezen hebben ze geen tijd om te vormen, en in water, voor een lange tijd van de voormalige kou buiten de vriezer, en ze geven het niet om het normaal te bevriezen.
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059
  6. De superkoeling onder het vriespunt, dat in oorspronkelijk warm water zwakker is, omdat de puinhoop groter is, en het is niet genoeg om in de vriezer in het vriesproces te organiseren. (Maar hier is het duidelijk een probleem - in experimenten, de gehele koelcurve van heet water is steiler koud, en niet alleen het vriesproces, en deze "stoornis" op thermische geleidbaarheid en koeling als het moet worden beïnvloed door afkoeling te vertragen, en versnelling).

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

Water verdampt van het oppervlak en neemt warmte. Warm water is sneller (alleen het is niet duidelijk waarom, na het uitlijnen van de temperaturen, het water dat warm was, actiever te verdampen, hoewel het al kouder is dan dat water dat oorspronkelijk koud was).

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

Video.

Alle wijnconvectie, die de warmte-uitwisseling verbetert (convectiestromen draaien over inertie en na de temperatuur van de glazen en lange tijd daarna).

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

In totaal de ontbinding van onzuiverheden (gassen?). In kokende waterontvoerder minder, die sneller bevriezen.

Conclusie

Het fenomeen van heet water bevroren met een grotere snelheid dan koud, in de wetenschap bekend als het effect van oplichterij. Over dit paradoxale fenomeen, zulke grote geesten als Aristoteles, Francis Bacon en René Descartes, werden hierboven weerspiegeld, maar voor het Millennium kon niemand een redelijke verklaring voor dit fenomeen aanbieden.

Pas in 1963 zag een schooljongen uit de Republiek Tanganyik, ERASTO MPEMBE, dit effect op het voorbeeld van ijs, maar geen van volwassenen gaf hem een ​​verklaring. Niettemin dachten natuurkundigen en chemici serieus over zo eenvoudig, maar zo onbegrijpelijk fenomeen.

Sindsdien hebben verschillende versies uitgedrukt, waarvan er één als volgt klonk: sommige van het warme water wordt eerst net afgedampt, en dan, wanneer het minder blijft dan de hoeveelheid, bevriest water sneller. Deze versie werd op grond van zijn eenvoud de meest populaire, maar wetenschappers bevredigen niet volledig. Tegenwoordig stelde een team van onderzoekers van de Universiteit van de Universiteit van Nanyang in Singapore (Nanyang Technological University), onder leiding van chemicus Si Zhanom (Xi Zang) dat ze erin slaagden een eeuwenoude raadsel toe te staan ​​waarom warm water sneller bevriest dan koud. Naarmate Chinese specialisten ontdekten, ligt het geheim in de hoeveelheid energie die is opgeslagen in waterstofbindingen tussen watermoleculen.

Zoals bekend, bestaan ​​watermoleculen uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen die samen met covalente obligaties worden gehouden, die op een uitwisseling van elektronen op het deeltjesniveau lijkt. Een ander beroemd feit is dat waterstofatomen worden aangetrokken tot zuurstofatomen uit naburige moleculen - tegelijkertijd worden waterstofbindingen gevormd.

MPEMBA-effect is interessant, dus het blijft studeren. Studies worden onmiddellijk in verschillende richtingen uitgevoerd. Wetenschappers zullen de oorzaak van de onverklaarbare paradox zeker achterhalen en mensen toestaan ​​om de mogelijkheden uit te breiden.

Tegelijkertijd worden de watermoleculen over het algemeen van elkaar afgestoten. Wetenschappers van Singapore merkten op: het warmere water, hoe groter de afstand tussen de vloeibare moleculen als gevolg van de toename van de afstotende krachten. Dientengevolge zijn waterstofbindingen uitgerekt en reserveert daarom meer energie. Deze energie wordt vrijgegeven wanneer het water wordt gekoeld - de moleculen komen dichter bij elkaar. En de terugkeer van energie, zoals je weet, en betekent koeling.

Aangezien chemici in hun artikel schrijven, die te vinden is op de website van preprints van arxiv.org, zijn waterstofbindingen in warm water sterker dan in de kou. Aldus blijkt dat in waterstofbruggen van warm water meer energie wordt opgeslagen, wat betekent dat het meer wordt vrijgegeven tijdens koeling tot minus temperaturen. Om deze reden is de bevroren sneller.

Tot op heden hebben wetenschappers dit mysterie alleen theoretisch opgelost. Wanneer ze overtuigend bewijs van hun versie presenteren, is de vraag waarom heet water sneller is bevroren dan koud, het zal mogelijk zijn om gesloten te zijn. Ook op het onderwerp: Wetenschappers van 100 jaar oud konden niet begrijpen waarom de American Physicus van de theepotten de paradox van Cat Schrödinger Physics opgelost, een langetermijnreiddle van het gedrag van de elektronfysica heeft bewezen dat het magnetische veld verandert dat de warmteoverdracht van het materiaal in diamant het kwantumeffect verandert van Zenon Waarom bevriest heet water sneller dan koud? Dit is waar, hoewel het ongelooflijk klinkt, want in het proces van bevriezing, moet het warme water de temperatuur van het koude water doorgeven. Ondertussen wordt deze effectshire gebruikt. Bijvoorbeeld rollen en dia's in de winter gieten hete, niet koud water. Specialisten adviseren automobilisten om de winter in de ring tankkoud in te vullen, en niet warm water. Paradox is in de wereld bekend als het "MPEMB-effect". Dit fenomeen genoemde Aristoteles, Francis Bacon en René Descartes, maar alleen in 1963 werden professoren van de natuurkunde aan hem betaald en geprobeerd te verkennen. Het begon allemaal met het feit dat Tanzaniaanse schooljongen ERASTO MPEMBBA opmerkte dat gezoete melk, die hij vroeger ijs maakte, sneller bevriest als het voorverwarmd was en de aanname aan de aanname heeft gedaan die warm water sneller bevriest. Hij sprak naar verduidelijking aan de fysica-leraar, maar hij lachte alleen bij de student en zei het volgende: "Dit is geen wereldfysica, maar een arts van MPEMS." Gelukkig was Dennis Osborne ooit op school, hoogleraar natuurkunde van de Universiteit van Dar Es Salama. En MPEMBA beroepde hem met dezelfde vraag. De professor werd minder sceptisch opgezet, zei dat hij niet kon oordelen wat hij nog nooit had gezien, en bij het terugkeren van thuis gevraagd medewerkers om relevante experimenten uit te voeren. Het lijkt erop dat ze de woorden van de jongen bevestigden. In ieder geval sprak Osborne in 1969 over het werken met MPEMBO in het magazine "Eng. Fysica. Onderwijs.

​In hetzelfde jaar publiceerde George Kell van de Canadese nationale onderzoeksraad een artikel met een beschrijving van het fenomeen in "Eng.

  • Amerikaans.
  • logboek
  • Van.
  • Fysica.

Er zijn verschillende opties voor het uitleggen van deze paradox:

Warm water verdampt sneller, waardoor het volume wordt verminderd, en een kleiner watervolume met dezelfde temperatuur bevriest sneller. In hermetische containers zou koud water sneller moeten bevriezen.

De aanwezigheid van sneeuwvoering. De warmwatercontainer schrijft onder zichzelf, het is daarom thermisch contact met een koeloppervlak. Koud water schittert er niet onder. Bij afwezigheid van sneeuwvoering moet de koudwatercontainer sneller bevriezen.

Koud water begint van bovenaf te bevriezen, waardoor de processen van warmteemissie en convectie wordt verslechterd en daarom warmteverlies, terwijl heet water begint te bevriezen van onderaf. Met extra mechanisch roeren van water in containers zou koud water sneller moeten bevriezen.

De aanwezigheid van kristallisatiecentra in gekoeld water - stoffen die erin zijn opgelost. Met een klein aantal van dergelijke centra in koud water is de transformatie van water in het ijs moeilijk en mogelijk zijn superkoeling wanneer het in een vloeibare toestand blijft, met een mintemperatuur.

Onlangs werd een andere verklaring gepubliceerd. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) uit de universiteit van Washington onderzocht dit fenomeen en kwam tot de conclusie dat een belangrijke rol wordt gespeeld door opgeloste stoffen in water, die worden gedeponeerd wanneer ze worden verwarmd. Onder de opgeloste stoffen impliceert Dr. Katz ook calcium- en magnesiumbicarbonaten, die zijn opgenomen in rigide water. Wanneer het water wordt verwarmd, worden deze stoffen gedeponeerd, water wordt zacht. Water dat nooit is verwarmd, bevat deze onzuiverheden, het is "taai". Terwijl het bevriest en de vorming van ijskristallen, neemt de concentratie van onzuiverheden in water 50 keer toe. Hierdoor wordt het watervriespunt verminderd.

Deze verklaring lijkt niet overtuigend, omdat Het is niet nodig om te vergeten dat het effect werd gevonden in experimenten met ijs, en niet met rigide water. Hoogstwaarschijnlijk de oorzaak van het fenomeen van thermofysisch, en niet chemisch.

Hoewel de ondubbelzinnige verklaring van de paradox van de MPEMB niet wordt ontvangen. Ik moet zeggen dat sommige wetenschappers deze paradox niet in acht nemen. Het is echter erg interessant dat een eenvoudige schooljongen de erkenning van het fysieke effect heeft bereikt en de populariteit heeft gewonnen vanwege zijn nieuwsgierigheid en doorzettingsvermogen.

Toegevoegd in februari 2014

De notitie is in 2011 geschreven. Sindsdien verschenen nieuwe studies van het effect van MPEMBI en nieuwe pogingen om het uit te leggen. Dus in 2012 kondigde de Royal Chemical Society of Great Britain een internationale competitie aan voor de oplossing van wetenschappelijke geheimen "MPEMBI-effect" met een prijzenfonds van 1000 pond. Deadline is op 30 juli 2012 geïnstalleerd. Nikola Beregovik van het laboratorium van de Universiteit van Zagreb werd de winnaar. Hij publiceerde zijn werk waarin hij eerdere pogingen had geanalyseerd om dit fenomeen te verklaren en concludeerde dat ze niet overtuigend waren. Het door hen voorgestelde model is gebaseerd op de fundamentele eigenschappen van water. Degenen die wensen, kunnen een baan vinden op de link http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Onderzoek hierop was niet voltooid. In 2013 bewees de natuurkunde van Singapore theoretisch de oorzaak van het Empube-effect. Het werk kan worden gevonden door verwijzing http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Vergelijkbaar met het onderwerp van artikelen op de site:

451 graden Fahrenheit, papierbrandtemperatuur?

Medische infraroodthermometer - Mythen en realiteit Waarom is de sterrenhemelzwart? (fotometrische paradox)

Mysterie van rood blad

  Foto14818-3.Waarom donderen rits en donderen?

Waarom is de lucht blauw? Kan het bevriezen? .

Het antwoord is eenvoudig - ja, misschien

​Bovendien zal kokend water sneller bevriezen dan koud. Wat sneller: kokend of koud H2O?

Wetenschappers hebben veel experimenten en bewezen dat het eerste kristalliseer het kokend water.

Als in de vriezer tegelijkertijd twee capaciteiten van hetzelfde volume en vorm met kokend water en eenvoudig water zet, dan

De eerste zal in ijskokend water veranderen

Hoewel, als u logica volgt, moet het eerst afkoelen en vervolgens kristalliseren. Maar het is niet.

Het is vermeldenswaard dat een dergelijk effect al heel lang door mensen werd waargenomen.

  1. foto14818-3​De Aristoteles wees hierop in zijn records, was geïnteresseerd in het fenomeen van R. DEKART. Echter, een zorgvuldig dit probleem bestudeert op dat moment, maar hebben maar weinig mensen, het was niet bijzonder geïnteresseerd in wetenschappers.
  2. Een nieuwsgierige Tanzanskaya-schooljongen gaf een solide studies van het onderwerp, die in het dagelijks leven vond dat de warming-up vloeistof, of het nu melk of water, sneller kristalliseerd is.
  3. In 1969 werd een experiment uitgevoerd door professor D.sboron, die de goedkeuring van de jongeman bewees. Vanaf dat moment ontving het fenomeen de naam van zijn "opener" en werd bekend als het effect van de MPEMB.

Waarom?

Het was nog niet volledig uitgelegd en om het fenomeen nog te begrijpen, maar geschillen onder wetenschappers onder dit onderwerp zijn voldoende. Sommige hypothesen vinden nog steeds plaats: .

Bij het koken is er verdamping en een afname van het watervolume, wat betekent dat het kristallisatieproces is geactiveerd, d.w.z. accelereert.

De gassen opgelost in water worden verdampt, daarom is de dichtheid van water in een kokende staat hoger dan die van de watertemperatuur. Het is bekend dat het hoge percentage van de dichtheid bijdraagt ​​aan de koelsnelheid.

Het vriespunt van heet water begint hieronder te gaan en de bovenste oppervlaktelaag blijft vrij. Hierdoor kunnen de processen van convectie en straling van warmte niet stoppen en niet vertragen. In de normale toestand wordt het bovenoppervlak bewaard bij de gebruikelijke toestand, die de warmte-opbrengst vertraagt.

Er zijn andere versies die het paradoxale fenomeen uitleggen. Een van hen werd naar voren gebracht door wetenschappers uit Washington door D. Katts. Naar zijn mening wordt in het kokende proces water uit het "moeilijk" in een "zacht". Een deel van stoffen, zoals magnesium en calciumbicarbonaat, worden veroefend en verstoren geen kristallisatie. daarom

Het vriesproces van kokend water gaat soms sneller dan normaal

Hoe wordt deze paradox in het echte leven toegepast?

Het bestaan ​​van een paradoxaal fenomeen bespaart tijd om game-sites en sporten in het winterseizoen te bereiden.

Gebruikte onbegrijpelijke fenomeen en industriële productie

Добавить комментарий