Pikabu.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.

Wodną powłokę ziemi hydosfery wynosi około 71% powierzchni Ziemi. W związanym stanie woda jest zarówno w śmiertelnej skorupie litosfery, jak i szacuje się, że rezerwy takiej wody (na sekundę !!) są w przybliżeniu równe masie wolnej wody w hydrofie. Stwierdzono, że 1 km³ granitu podczas topnienia można przypisać 26 milionów ton wody. Więcej "rezerwami" V., więzień w dogłębnej co tydzień ziemi - w płaszczu. Trzymają, że jest to do 13 Miliard KM3 wody, to znaczy więcej niż w hydrofie. Ale tylko 1 km³ takiej wody jest prowadzona na powierzchni wulkanów rocznie. Przemysł grał i odgrywa decydującą rolę historii geologicznej Ziemi, w tworzeniu swojego reżimu termicznego, klimatu i pogody. To jest Daleko od wszystkiego wiadomo o tym interesującym, długim znanym, ale na wiele sposobów tajemniczych, tak obfitych i tak niedostateczej sprawy o prostej wodzie.

. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
. Dzięki nim czas zamarzania niektórych produktów i materiałów jest zmniejszony, który zawiera wodę.
Wideo na ten temat

Zimna pogoda jest charakterystyczna dla większości naszego kraju. Oprócz jazdy na nartach w tym czasie można przeprowadzić niektóre eksperymenty z wodą. Na przykład rzuć gorącą wodę do powietrza, dzięki czemu śnieg. Ta spektakularna sztuczka opiera się na ciekawym fakcie znanym od czasu Arystotelesa.

Jest opisany po prostu - gorąca woda zamarza szybciej niż zimna. Ta właściwość otrzymała nazwę efektu MPEMB. Tanzanian Underboy odkrył to zjawisko w 1963 roku. Dlaczego więc gorąca woda zamarzała szybciej niż zimna?

Eksperymenty z lodami

Erasta Mpembea i inne dzieci w swojej szkole często wykonane lody za pomocą komory marznącej szkoły. Proces był następujący: gotowane mleko i mieszają go z cukrem. Następnie mieszaninę umieszczono w zamrażarce. A kiedy mpemba pospieszył i położył wynikową substancję do ochłodzenia w stanie ogrzewanym.

Wideo na ten temat

Okazało się, że jego lody okazały się szybciej niż kolega z klasy. Ale niewiele osób wierzyło, że uczeń, aw 1969 r. Mpemba, wraz z opublikowanymi przez profesor fizycy Artykuł. z tej okazji. Efekt ten nie zawsze jest obserwowany, więc jeśli spróbujesz powtórzyć go w domu, daleko od tego, że się wydarzy. Prawdopodobnie jest kilka powodów .

Objaśnienie wersje tego efektu

Wykrywanie wpływu MPEMBA nie pozwoliło absolutną dokładnością do wyjaśnienia tego zjawiska. Aby w pełni zrozumieć ten proces jeszcze się nie udało, ale spory naukowe są dużo prowadzone. I jest kilka wersji wyjaśniania efektu MPEMBA.

Najczęściej zaawansowana hipoteza - gorąca woda odparowuje z powodu utraty masy. W rezultacie ciecz zawiesza się, tracąc mniej ciepła. Jednakże były jednak przypadki, gdy efekt MPEMBI obserwowano w zamkniętych pojemnikach, gdzie nie było odparowanie.

Innym założeniem jest, że woda rozwija strumienie konwekcyjne i gradienty temperatury, ponieważ chłodzi się. Szybkie szkło chłodzące z gorącą wodą będzie miało duże różnice temperatur i szybciej usunąć ciepło z powierzchni. Podczas gdy jednolicie schłodzona szklanka wody ma mniejszą różnicę temperatur. Uzyskano również mniejszą konwekcję przyspieszenia procesu.

Wideo na ten temat

Są też inne teorie. Na przykład, według jednego z nich, wpływ rozpuszczonych gazów w wodzie na procesie zamrażania. W 2013 r. Grupa badaczy z Singapuru zasugerował Twoja wersja wyjaśnienia efektu MPEMBA. Według nich roztwór leży w unikalnych właściwościach chemicznych w wodzie.

Jak wiadomo, standardowa cząsteczka wody zawiera jeden atom tlenu i dwa atomy wodoru. Są one połączone wiązaniami kowalencyjnymi. Ale gdy występuje związek kilku cząsteczek, atomy wodoru tworzą również połączenia atomami tlenu w innych cząsteczkach. Te wiązania wodorowe zawierają wodę niektóre z jego właściwości, takich jak stosunkowo wysoki temperatura wrzenia i zmniejszona gęstość podczas zamrażania.

Naukowcy uważają, że podczas rozkładu cząsteczek wrzącej wody rozciągają się wiązania wodorowe. Ale ze względu na ograniczoną objętość wiązania kowalencyjne w poszczególnych cząsteczkach są skompresowane, gromadząc energię. Jeśli woda zawiesza się w tym stanie, linki uwalniają energię w postaci "odblokowanej sprężyny", chłodzenie znacznie szybciej.

Wideo na ten temat

Ale nie wszyscy eksperci zgadzają się z taką interpretacją wpływu MPEMB. Ktoś oskarża ekspertów w fakcie, że ich teoria może przewidzieć nową własność wody. Nie jest to jednak w zwykłym zrozumieniu. Chemik Richard Dawn z Uniwersytetu Stanforda uważa, że ​​szybki zamrożenie gorącej wody zależy głównie od odparowania.

Najprawdopodobniej właśnie z tego powodu efekt MPembe występuje. Być może w przyszłych naukowcy będą mogli w pełni udowodnić lub przynieść poprawki do wyjaśnienia.

Efekt MPEMBA lub dlaczego gorąca woda zamarzają szybciej niż zimno?

Efekt MPEMBA. (Paradox MPEMBI) - paradoks, który mówi, że gorąca woda w niektórych warunkach zamarza szybciej niż zimna, chociaż musi przejść temperaturę zimnej wody w procesie zamrażania. Ten paradoks jest faktem eksperymentalnym, który sprzeczny z zwykłymi pomysłami, zgodnie z tymi samymi warunkami, bardziej ogrzewany korpus do chłodzenia do pewnej temperatury wymaga więcej czasu niż mniej podgrzewanego korpusu do chłodzenia do tej samej temperatury.

Zjawisko to zostało zauważone w jednym czasie Arystoteles, Francis Bacon i Rene Estcart, ale tylko w 1963 r. Tanzanian Studioboy Erassto Mpembea odkrył, że gorąca mieszanka lodów zamarza szybciej niż zimna.

Jako student Magambaba High School w Tanzanii, Erasta Mpembea wykonała praktyczne prace na skrzynce Cook. Musiał zrobić domowej roboty lody - gotować mleko, rozpuścić w nim cukier, fajka do temperatury pokojowej, a następnie umieść go w lodówce do zamarzania. Najwyraźniej MPEMBBA nie była szczególnie pilnym studentem i prożem z wypełnieniem pierwszej części zadania. Obawiając się, że nie miał czasu na koniec lekcji, włożył w lodówkę wciąż gorące mleko. Ku swojemu zaskoczeniu, zamarł nawet wcześniej niż mleko swoich towarzyszy ugotowanych zgodnie z daną technologią.

Po tym MPEMBA eksperymentował nie tylko z mlekiem, ale także zwykłą wodą. W każdym razie, już jako student Mkvava High School, zadał pytanie profesora Dennis Osborne z uczelni Uniwersytetu w Dar Es Salama (aby przeczytać uczniów wykład na temat fizyki w klasie uniwersyteckiej: "Jeśli weźmiesz dwa identyczne Pojemniki o równych ilościach wody, więc w jednym z nich woda ma temperaturę 35 ° C, a w drugim - 100 ° C i umieścić je w zamrażarce, a następnie w drugiej wodzie zamarza szybciej. Czemu? " Osborne zainteresowała się tym problemem, a wkrótce w 1969 r. Wraz z MPEMBA opublikowała wyniki swoich eksperymentów w magazynie "Edukacja fizyki". Od tego czasu znalazł się efekt Efekt MPEMBA .

Do tej pory nikt nie wie, jak wyjaśnić ten dziwny efekt. Naukowcy nie mają jednej wersji, chociaż jest wiele. Chodzi o różnicę we właściwościach ciepłej i zimnej wody, ale nie jest jeszcze jasne, które właściwości odgrywają rolę w tym przypadku: różnica w przeładunku, parowaniu, tworzenia lodu, konwekcji lub skutków odprowadzanych gazów na wodzie w różnych temperatury.

Paradoksalność wpływu MPEMBA jest to, że czas, w którym organizm chłodzi się do temperatury otoczenia powinna być proporcjonalna do różnicy w temperaturach tego ciała i środowiska. Prawo to było nadal ustanowione przez Newtona i od tego czasu wiele razy potwierdzono w praktyce. W tym celu woda o temperaturze 100 ° C chłodzi do temperatury 0 ° C szybciej niż ta sama ilość wody o temperaturze 35 ° C

Niemniej jednak nie oznacza to paradoksu, ponieważ efekt MPEMBA można znaleźć wyjaśnienie iw ramach słynnej fizyki. Oto kilka wyjaśnień efektu MPEMBA:

Odparowanie

Gorąca woda szybciej odparowuje z pojemnika, zmniejszając tym samym jego objętość, a mniejsza objętość wody o tej samej temperaturze szybciej zamarza. Ogrzewany do 100 z wodą traci 16% jej masy podczas chłodzenia do 0 C.

Wpływ parowania - podwójny efekt. Po pierwsze, masa wody jest zmniejszona, która jest niezbędna do chłodzenia. I po drugie, temperatura jest zmniejszona ze względu na fakt, że ciepło odparowania przejścia z fazy wody do fazy pary jest zmniejszona.

Różnica temperatur

Ze względu na fakt, że różnica temperatur między gorącą wodą a zimnym powietrzem jest więcej - dlatego wymiana ciepła w tym przypadku jest bardziej intensywna, a gorąca woda jest chłodzona szybsza.

Supercooling

Gdy woda jest chłodzona poniżej 0 C, nie zawsze jest zamrażać. W pewnych warunkach może przejść hipotermię, kontynuując pozostawienie cieczy w temperaturach poniżej temperatury punktu zamrażania. W niektórych przypadkach woda może pozostać ciecz nawet w temperaturze -20 ° C.

Powodem tego efektu jest to, że w celu rozpoczęcia tworzenia pierwszych kryształów lodu potrzebują centrów tworzenia kryształów. Jeśli nie znajdują się w płynnej wodzie, surooling będzie kontynuowany, aż temperatura tak wiele się zmniejsza, że ​​kryształy zaczną tworzyć spontanicznie. Kiedy zaczynają tworzyć się w płynie podłożonego, zaczną rosnąć szybciej, tworząc Lorth Shuhuh, który zamarznięcie tworzy lód.

Gorąca woda jest najbardziej podatna na ochłodzenie, ponieważ ogrzewanie eliminuje rozpuszczone gazy i pęcherzyki, które z kolei może służyć jako centra do tworzenia kryształów lodu.

Dlaczego supercooling powoduje szybsze trzymanie ciepłej wody? W przypadku zimnej wody, która nie jest rozgotowana przez poniższe. W tym przypadku cienka warstwa lodu zostanie utworzona na powierzchni naczynia. Ta warstwa lodu będzie działać jako izolator między wodą a zimnym powietrzem i zapobiegnie dalszemu odparowaniu. Szybkość tworzenia kryształów lodowych w tym przypadku będzie mniejsza. W przypadku ciepłej wody, poddawana ochronne, wódka przeładowna nie ma ochronnej warstwy powierzchniowej lodu. Dlatego traci ciepło znacznie szybciej przez otwartą górę.

Gdy proces hipotermii kończy się i zawieszenia wody, znacznie więcej ciepła jest utracone, a zatem powstaje więcej lodu.

Wielu badaczy tego efektu rozważa upoolowanie do głównego czynnika w przypadku efektu MPEMB.

Konwekcja

Zimna woda zaczyna zamrozić z góry, w ten sposób pogorszeniu procesów emisji ciepła i konwekcji, a zatem straty ciepła, podczas gdy gorąca woda zaczyna zamrozić od dołu.

Wyjaśniono ten wpływ anomalii gęstości wody. Woda ma maksymalną gęstość w 4 ° C. Jeśli woda chłodząca do 4 s i umieścić go w niższej temperaturze, warstwa powierzchni wody będzie zamrozi szybciej. Ponieważ woda jest mniej gęsta niż woda w temperaturze 4 s, pozostanie na powierzchni, tworząc cienką zimną warstwę. W tych warunkach cienka warstwa lodu zostanie utworzona na powierzchni wody przez krótki czas, ale ta warstwa lodu będzie izolatorem, który chroni dolne warstwy wody, które pozostaną w temperaturze 4 C. Dlatego dalszy proces chłodzenia będzie wolniejszy.

W przypadku gorącej wody sytuacja jest zupełnie inna. Warstwa powierzchniowa wody zostanie schłodzona szybciej ze względu na odparowanie i większą różnicę temperatur. Ponadto warstwy zimnej wody są bardziej gęste niż warstwy gorącej wody, dlatego warstwa zimnej wody spadnie, podnosząc warstwę ciepłej wody do powierzchni. Taka cyrkulacja wody zapewnia szybki spadek temperatury.

Ale dlaczego ten proces nie osiąga punktu równowagi? Aby wyjaśnić efekt MPEMBA z tego punktu widzenia konwekcji, konieczne byłoby wykonanie, że warstwy zimnej i ciepłej wody są oddzielone, a sam proces konwekcji będzie kontynuowany po średniej temperaturze wody spadnie poniżej 4 C.

Nie ma jednak danych eksperymentalnych, które potwierdziłyby tę hipotezę, że zimne i ciepłe warstwy wodne są podzielone podczas konwekcji.

Rozpuszczone gazy

Woda zawsze zawiera gazy rozpuszczone w IT - tlen i dwutlenek węgla. Gazy te mają zdolność do zmniejszenia punktu zamarzania wody. Gdy woda jest ogrzewana, gazy te są uwalniane z wody, ponieważ ich rozpuszczalność w wodzie w wysokich temperaturach poniżej. Dlatego, gdy gorąca woda jest chłodzona, zawsze są mniej rozpuszczonego gazów w nim niż w niemal zimnej wodzie. W związku z tym punkt zamarzający gorącej wody jest wyższy i szybciej zamarza. Czynnik ten jest czasami uważany za główną rzecz przy wyjaśnianiu wpływu MPEMB, chociaż nie ma danych eksperymentalnych, potwierdzających ten fakt.

Przewodność cieplna

Mechanizm ten może odgrywać znaczącą rolę, gdy woda umieszcza się w zamrażarce komory chłodnicy w małych pojemnikach. W tych warunkach odnotowuje się, że pojemnik na ciepłą wodę jest przesuwany przez lód zamrażarki z zamrażarki, poprawiając tym samym kontakt termiczny z zamrażarką i przewodnością termiczną. W rezultacie ciepło jest usuwane z pojemnika z gorącą wodą szybciej niż z zimna. Z kolei pojemnik z zimną wodą nie śnieguje się pod śniegiem.

Wszystkie te (jak również inne) badano warunki w wielu eksperymentach, ale jednoznaczna odpowiedź na pytanie - które z nich zapewniają stu procent reprodukcji efektu MPEMBE - i nie został odebrany.

Na przykład w 1995 r. Niemiecki fizyk David Auerbach badał wpływ hipotermii wody na ten efekt. Znalazł tę gorącą wodę, osiągając stan posłupca, zawiesza się w wyższej temperaturze niż zimno, co oznacza szybsze ten ostatni. Ale zimna woda dociera do stanu posupu szybszego niż gorąco, kompensując w ten sposób poprzednie opóźnienie.

Ponadto wyniki Auerbakha zaprzeczają dane uzyskane wcześniej, że gorąca woda jest zdolna do osiągnięcia większego przymocowania z powodu mniejszej liczby centrów krystalizacji. Gdy woda jest z niego ogrzewana, gazy rozpuszczone w nim są usuwane, a podczas jej gotowania niektóre sole rozpuszczone w nim są wytrącane.

Można powiedzieć, że do tej pory można tylko jedna rzecz - reprodukcja tego efektu znacząco zależy od warunków, w których przeprowadzany jest eksperyment. Jest to dokładnie dlatego, że nie zawsze jest reprodukowana.

O. V. MOSIN.

Literacki ŹRÓDŁA :

"Gorąca woda zamarza szybciej niż zimna woda. Dlaczego tak to robi?", Jearl Walker w amatorskim naukowiec, naukowy amerykański, obj. 237, Nie. 3, PP 246-257; Wrzesień 1977 roku.

"Zamrożenie gorącej i zimnej wody", g .S. Kell w amerykańskim dzienniku fizyki, obj. 37, Nie. 5, PP 564-565; Maj, 1969.

"Supercooling i efekt MPEMBA", David Auerbach, w Ameryce Journal of Fizyka, obj. 63, Nie. 10, PP 882-885; Październik, 1995.

"Efekt MPEMBA: czas zamrażania gorącej i zimnej wody", Karola A. Knight, w Ameryce Journal of Fihics, obj. 64, Nie. 5, p 524; Maj 1996.

"Ostateczne słowo", nowy naukowiec, 2nd Nedept 1995.

Cześć, Habr! Prezentuję twoją uwagę Tłumaczenie artykułu "Dlaczego gorąca woda zamarza szybciej niż figicy na zimno rozwiązać efekt MOMBA".

Z tłumacza: Całe jego życie cierpiało na pytanie, a tutaj zostałeś wyjaśniony ponownie.

Dlaczego wrząca woda zamarza najszybciej zimną wodę, mówi wideo:

Podsumowanie: Ze względu na obecność wiązań wodorowych w cząsteczkach wody zmieniono zmianę konfiguracji wiązań kowalencyjnych O-H, przy czym dostawy dodatkowej energii w nich uwalniane podczas chłodzenia i pracuje jako dodatkowe ogrzewanie, które przeszkadza w zamarzaniu. W ciepłej wodzie wiązania wodorowe są rozciągnięte, kowalentent nie napięty, rezerwa energii jest niska chłodzenie, a zamrażanie jest szybsze. Jest jakiś charakterystyczny czas. Tau. Niezbędne do utworzenia wiązań wodoru Jeśli proces chłodzenia pójdzie powoli, efekt MPEMB zniknie. Jeśli proces chłodzenia jest stosunkowo szybki (do dziesiątek minut), efekt jest wyrażony. Prawdopodobnie powinno być pewna krytyczna temperatura, począwszy od którego pojawia się efekt, ale nie jest to odzwierciedlone w artykule.

Obraz z oryginalnego artykułu, patrząc na które czytelnik powinien zobaczyć całą jasnością, że energia jest w obligacjach kowalencyjnych, które można następnie uwolnić w postaci dodatkowego ciepła, zapobiegając zimnej wodzie.

Historia pytania

Arystoteles zauważył, że gorąca woda zamarza szybciej niż zimno, ale chemicy zawsze odmówili wyjaśnienia tego paradoksu. Do dziś.

Woda jest jedną z najbardziej zwykłych substancji na Ziemi, ale jednocześnie jeden z najbardziej tajemniczych. Na przykład, jak w większości płynów, jego gęstość rośnie podczas chłodzenia. Jednakże, w przeciwieństwie do reszty, jej gęstość osiąga maksimum w temperaturze 4C, a następnie zaczyna się zmniejszać do temperatury krystalizacji.

W fazie stałej, woda ma nieco mniejszą gęstość, dlatego lód unosi się na powierzchni wody. Jest to jeden z przyczyn istnienia życia na ziemi - jeśli lód był gęstsze wody, a następnie podczas zamrożenia upuścił dno jezior i oceanów, co uniemożliwiło wiele rodzajów procesów chemicznych, które tworzą życie możliwy.

Jest więc dziwny efekt membaby, nazwany na cześć Tanzanian Student, który odkrył, że gorąca mieszanka do lodów zamarza szybciej niż zimno w zamrażarce kuchni szkolnej gdzieś na początku lat 60. XX wieku. (W rzeczywistości efekt ten odnotowano wielu badaczy w historii, począwszy od Arystotelesa, Franciszka Bacona i Rene of Cartastes).

Efekt MPEMBA. To jest ta gorąca woda zamarza szybciej. Efekt ten mierzono w różnych przypadkach o różnych wyjaśnień opisanych poniżej. Jednym z pomysłów jest to, że gorące naczynia mają najlepszy kontakt termiczny z zamrażarką i wydajniej usunąć ciepło. Druga jest taka ciepła woda odparowuje szybciej, a ponieważ proces ten jest endotermiczny (jest wyposażony w absorpcję ciepła) - następnie przyspiesza zamrażanie.

Żadna z tych wyjaśnień nie wygląda na wiarygodne, więc nadal nie było prawdziwych wyjaśnienia.

Nowe wyjaśnienie efektu (obecnie jest z pewnością poprawne)

Obecnie Chang z Nangang Technology University of Singapore i kilku jego kolegów zapewniło takie. Ci faceci twierdzą, że efekt MP ludzi jest wynikiem unikalnych właściwości różnych rodzajów komunikacji, trzymając się cząsteczki wody razem.

Więc co jest takie samo w tych połączeniach? Każda cząsteczka wody składa się ze stosunkowo dużego atomu tlenu podłączonego do dwóch niskich atomów wodoru z konwencjonalną wiązaniem kowalencyjnym. Ale jeśli umieściłeś kilka cząsteczek wody, wiązania wodorowe będą również zaczną odgrywać ważną rolę. Wynika to z faktu, że atomy wodoru jednej cząsteczki znajdują się w pobliżu tlenu innej cząsteczki i interakcji z nim. Obligacje wodorowe są znacznie słabsze niż kowalentent (ok. ~ 10 razy), ale silniejsze niż van der Wales Siły, które wykorzystują hekon do przyklejania się do pionowych ścian.

Chemicy od dawna byli świadomi znaczenia tych więzi. Na przykład, temperatura wrzenia wody jest znacznie wyższa niż w przypadku innych cieczy o podobnych cząsteczkach, ze względu na fakt, że wiązania wodoru trzymają cząsteczki razem.

Ale w ostatnich latach chemicy są coraz bardziej zainteresowani innymi rolami, które mogą odtwarzać wiązania wodorowe. Na przykład cząsteczki wody w cienkich kapilarach tworzą długie łańcuchy w posiadaniu wiązań wodorowych. Jest to bardzo ważne dla roślin, które mają odparowanie wody przez membrany liście skutecznie przeciągają łańcuch cząsteczek wody z korzeni.

Teraz, z współautorami, twierdzą, że wiązania wodorowe również wyjaśniają wpływ MPembe. Ich kluczową ideą jest to, że wiązania wodorowe prowadzą do bardziej gęstego kontaktu cząsteczek wody, a gdy występuje, naturalny odpychanie między cząsteczkami prowadzi do kompresji wiązań kowalencyjnych i nagromadzenia w nich energii.

Jednakże, gdy ciecz jest ogrzewana, odległość między wzrasta cząsteczki, a wiązania wodorowe są rozciągane. Umożliwia również zwiększenie długości obligacji kowalencyjnych, a tym samym zgromadzą w nich energię z powrotem. Ważnym elementem teorii jest fakt, że proces, w którym obligacje kowalencyjne dają energię zgromadzoną w nich - odpowiednik chłodzenia!

W rzeczywistości efekt ten poprawia zwykły proces chłodzenia. W ten sposób gorąca woda powinna być chłodzona szybsza niż zimna, autorzy kłócą się. I to jest dokładnie to, co obserwujemy w efekcie oszustwa.

Dlaczego nowe wyjaśnienie jest lepsze niż poprzednie?

Ci goście obliczyła ilość dodatkowego chłodzenia i wykazała, że ​​dokładnie odpowiada obserwowanej różnicy w eksperymentach Na pomiar różnicy w szybkościach chłodzenia gorącej i zimnej wody. Voila! Jest to interesujące spojrzenie na złożone i tajemnicze właściwości wody, które wciąż robią chemicy nie śpią w nocy. Pomimo faktu, że pomysł Zi i współautorów jest przekonujący, może to być kolejny błąd theorystów, którzy inni fizycy będą musieli obalić. Dzieje się tak, ponieważ teorie nie mają siłę predykcyjnej (przynajmniej - w oryginalnym artykule).

Zi i współautorzy muszą skorzystać z teorii w celu przewidywania nowych właściwości wody, które nie pochodzą ze zwykłego rozumowania. Na przykład, jeśli obligacje kowalencyjne są skrócone, powinno to prowadzić do niektórych nowych zmierzonych właściwości wody, które nie musiałyby w inny sposób przejawiać. Otwarcie i pomiar takich nieruchomości byłyby ostatnią wiśnią na torcie, które nie ma teorii w obecnej formie.

Pomimo faktu, że faceci mogli wyjaśnić wpływ MPEMB, dobrze, potrzebują trochę podnaping, aby przekonać innych.

Bądź tak, jak może mieć ciekawą teorię.

Str.s. W 2016 r. Jeden ze współautorów - Chang Sun (Chang Q. Sun) wraz z Yi Sun (Yi Sun) opublikował bardziej pełne oświadczenie o proponowanej teorii, z uwzględnieniem efektów powierzchniowych, konwekcji, dyfuzji, promieniowania i innych Czynniki - i wydaje się dobre porozumienie z eksperymentem (Springer).

Literatura

Literatura

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: O: H-O Bond Anomaliczny relaks Rozpisanie MPEMBA Paradox

Oryginalny: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/hwhy-Hot-wwater-freezes-faster-than-cold-physicists-solve-the-mpemba-effect-d8A2F611E853.

Dlaczego "wyjaśnił ponownie" - a ponieważ był już:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. Procesy Markowa nierównowagowe: Może przestrzegać pewnych niezwykłych trajektorii mocno szybciej niż równowaga, dlatego szybka chłodzenie wrzącej wody spada na taką "przyspieszoną" trajektorię i wyprzedza zimną wodę (co ostygnie w więcej warunkach równowagi).
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ACS.JCTC.6B00735.
  4. Klastry (również ze względu na wiązania wodorowe), które zakłócają krystalizację. W wrzącej wodzie nie ma takich klastrów, a podczas zamrożenia nie mają czasu do utworzenia, aw wodzie, przez długi czas dawnego zimna na zewnątrz zamrażarki, a oni nie dają go normalnie.
  5. https://aapt.sciation.org/doi/10/1119/1.18059.
  6. Surooling poniżej punktu zamrażania, który w pierwotnie gorącej wodzie jest słabszy, ponieważ bałagan jest większy i nie wystarczy zorganizować w zamrażarce w procesie zamrażania. (Ale tutaj jest to wyraźnie problem - w eksperymentach, cała krzywa chłodząca gorącej wody jest bardziej zimna, a nie tylko proces zamrażania, a to "zaburzenie" na przewodności cieplnej i chłodzenia, jeśli powinno być pod wpływem spowolnienia chłodzenia, i przyspieszenie).

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

Woda odparowuje z powierzchni i bierze ciepło. Gorąca woda jest szybsza (tylko nie jest jasna, dlaczego po wyrównaniu temperatur, woda, która była gorąco, nadal odparowuje bardziej aktywnie, chociaż jest już zimniejszy niż woda, która była pierwotnie zimna).

https://www.scycedirect.com/Sience/article/pii/s0017931014008072.

Wideo.

Cała konwekcja wina, która poprawia wymianę ciepła (przepływy konwekcyjne spiną się nad bezwładnością i po temperaturze szklanki wyrównane i przez długi czas).

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

W sumie rozwiązanie zanieczyszczeń (gazów?). W wrzącej zanieczyszczeniach wody mniej zamarzania szybciej.

Wniosek

Zjawisko gorącej wody zamrożonej z większą prędkością niż zimna, znana w nauce jako efekt oszustwa. Na tym zjawisku paradoksalnym, wielkie umysły jak Arystoteles, Francis Bacon i René Kartezje, znalazły się powyżej, ale na tysiącleci, nikt nie był w stanie zaoferować rozsądnego wyjaśnienia tego zjawiska.

Tylko w 1963 r. Uczeń z Republiki Tanganiku, Erasta Mpembe, zauważył ten wpływ na przykładzie lodów, ale żaden z dorosłych nie dał mu wyjaśnienia. Niemniej jednak fizycy i chemicy poważnie myślali o tak prostym, ale tak niezrozumiałym zjawisku.

Od tego czasu wyrażono różne wersje, z których jeden brzmiał w następujący sposób: Niektóre z gorącej wody jest najpierw odparowują, a następnie, gdy pozostaje mniej niż jego ilość, woda zamarza szybciej. Ta wersja, na mocy swojej prostoty stała się najbardziej popularna, ale naukowcy nie spełnili w pełni. Obecnie zespół badaczy z University of Technological University of Nanyang w Singapurze (Uniwersytet Technologiczny Nanyang), kierowany przez chemik Si Zhanom (Xi Zhang) stwierdził, że udało im się zezwolić na stuletną zagadkę o tym, dlaczego ciepła woda zamarza szybciej niż zimno. Jak odkryli chińscy specjaliści, tajemnica leży w ilości energii przechowywanej w wiązaniach wodorowych między cząsteczkami wody.

Jak wiadomo, cząsteczki wodne składają się z jednego atomu tlenu i dwa atomy wodoru trzymane razem z wiązaniami kowalencyjnymi, które wyglądają jak wymiana elektronów na poziomie cząstek. Innym znanym faktem jest to, że atomy wodoru przyciągają atomy tlenu z sąsiednich cząsteczek - w tym samym czasie utworzono wiązania wodorowe.

Efekt MPEMBA jest interesujący, więc nadal się uczy. Badania prowadzone są natychmiast w kilku kierunkach. Naukowcy z pewnością dowiedzą się przyczynę niewytłumaczalnego paradoksu i pozwoli ludziom rozszerzyć możliwości ich używania.

Jednocześnie cząsteczki wody są ogólnie odpychane od siebie. Naukowcy z Singapuru zauważyli: cieplejsza woda, większa odległość między cząsteczkami płynów ze względu na wzrost siły odstraszającego. W rezultacie obligacje wodorowe są rozciągane, a tym samym zastrzega się większa energia. Ta energia jest uwalniana, gdy woda jest chłodzona - cząsteczki zbliżają się do siebie. I powrót energii, jak wiesz i oznacza chłodzenie.

Jako chemicy piszą w swoim artykule, które można znaleźć na stronie internetowej nadruków arxiv.org, w gorącej wodzie, wiązania wodorowe są mocniejsze niż na zimno. W ten sposób okazuje się, że w wiązaniach wodorowych gorącej wody jest przechowywana większa energia, co oznacza, że ​​jest uwalniany bardziej podczas chłodzenia do temperatury minus. Z tego powodu zamrożone jest szybsze.

Do tej pory naukowcy rozwiązali tę tajemnicę jedynie teoretycznie. Kiedy przedstawiają przekonujące dowody ich wersji, pytanie, dlaczego gorąca woda jest zamrożona szybciej niż zimna, będzie możliwe być zamknięte. Również na temat: Naukowcy ze 100 lat nie mogli zrozumieć, dlaczego czajnik amerykański fizyka rozwiązała paradoks Fizyki Kot Schrödinger rozwiązany długotrwałą zagadkę zachowania fizyki elektronowej udowodniła, że ​​pole magnetyczne zmienia przenoszenie ciepła materiału w diamentowi, widział efekt kwantowy zenon. Dlaczego gorąca woda zamarzła szybciej niż zimna? To prawda, chociaż brzmi to niesamowicie, ponieważ w procesie zamarzania ciepła woda musi przejść temperaturę zimnej wody. Tymczasem stosuje się ten efekt. Na przykład rolki i slajdy w zimie wlewały gorącą, a nie zimną wodą. Specjaliści doradzają kierowcy, aby wypełnić zimę w zbiorniku zbiornika, a nie gorącej wody. Paradox jest znany na świecie jako efekt "MPEMB". Zjawisko to wymieniało Arystotelesa, Francisa Bacona i René Kartezje, ale dopiero w 1963 roku, profesorowie fizyki zostali zapłacili mu i próbowali zbadać. Wszystko zaczęło się od faktu, że Tanzanian Undoboy Erasto Mpembba zauważył, że słodzone mleko, które użył do przygotowywania lodów, zamarza szybciej, jeśli został wstępnie podgrzewany i przedstawił założenie, że gorąca woda zamarza szybciej niż zimna. Odwołał się do wyjaśnienia nauczyciela fizyki, ale tylko śmiał się u studenta, mówiąc: "To nie jest fizyka świata, ale lekarz MPems". Na szczęście Dennis Osborne był kiedyś w szkole, profesor fizyki z University of Dar Es Salama. A mpemba odwołała się do niego z tym samym pytaniem. Profesor powstał mniej sceptyczny, powiedział, że nie mógł ocenić tego, czego nigdy nie widział, a po powrocie do domu poprosił pracowników do prowadzenia odpowiednich eksperymentów. Wygląda na to, że potwierdzili słowa chłopca. W każdym razie w 1969 r. Osborne przemówił o pracy z mpembo w magazynie "Eng. Fizyka. Edukacja.

" W tym samym roku George Kell z Kanadyjskiej Krajowej Rady Badawczej opublikowała artykuł z opisem zjawiska w "ENG.

  • Amerykański.
  • Dziennik
  • Z.
  • Fizyka.

"

Istnieje kilka opcji do wyjaśnienia tego paradoksu:

Gorąca woda odparowuje szybciej, w ten sposób zmniejszając jego objętość i mniejszą objętość wody o takiej samej temperaturze szybciej zamarza. W hermetycznych pojemnikach zimna woda powinna być szybsza zamarznięta.

Obecność wyściółki śnieżnej. Pojemnik na gorącą wodę śledzą się pod sobą, jest zatem styk termiczny z powierzchnią chłodzenia. Zimna woda nie świeci pod nim. W przypadku braku wyściółki śnieżnej pojemnik na zimno musi się szybciej zamrozić.

Zimna woda zaczyna zamrozić z góry, w ten sposób pogorszeniu procesów emisji ciepła i konwekcji, a zatem straty ciepła, podczas gdy gorąca woda zaczyna zamrozić od dołu. Przy dodatkowym mechanicznym mieszaniu wody w pojemnikach, zimna woda powinna być zamarznięta szybciej.

Obecność centrów krystalizacji w chłodzonej wodzie - substancje rozpuszczane w nim. Z małą liczbą takich ośrodków w zimnej wodzie, transformacja wody do lodu jest trudna i ewentualnie jej przeładunek, gdy pozostaje w stanie ciekłym, mającą temperaturę minus.

Ostatnio opublikowano kolejne wyjaśnienie. Dr Jonathan Katz (Jonathan Katz) z University Washington zbadał to zjawisko i doszło do wniosku, że ważną rolę w nim jest rozgrywana przez rozpuszczone substancje w wodzie, które są zdeponowane po podgrzaniu. Zgodnie z rozpuszczonymi substancjami dr Katz oznacza również wodorowęglany wapnia i magnezu, które są zawarte w sztywnej wodzie. Gdy woda jest ogrzewana, substancje te są osadzane, woda staje się miękka. Woda, która nigdy nie ogrzewała, zawiera te zanieczyszczenia, to jest "trudne". Ponieważ zamarza i tworzenie kryształów lodu stężenie zanieczyszczeń w wodzie wzrasta 50 razy. Z tego powodu punkt zamarzania wody jest zmniejszony.

To wyjaśnienie wydaje się przekonujące, ponieważ Nie ma potrzeby zapominać, że efekt został znaleziony w eksperymentach z lodami, a nie ze sztywną wodą. Najprawdopodobniej przyczyna fenomenu termofizycznego, a nie chemicznego.

Podczas gdy jednoznaczne wyjaśnienie paradoksu MPEMB nie zostanie odebrany. Muszę powiedzieć, że niektórzy naukowcy nie uwzględniają tego paradoksa godnego uwagi. Jednak bardzo interesujące jest jednak, że prosta ucznia osiągnęła uznanie efektu fizycznego i zyskał popularność ze względu na jego ciekawość i wytrwałość.

Dodano w lutym 2014 roku

Notatka została napisana w 2011 roku. Od tego czasu pojawiły się nowe badania efektu MPEMBI i nowych prób wyjaśnienia. Tak więc, w 2012 r. Royal Chemical Towarzystwo Wielkiej Brytanii ogłosił międzynarodowy konkurs na rozwiązanie tajemnic naukowych "Efekt MPEMBI" z funduszem nagrody 1000 funtów. Termin został zainstalowany 30 lipca 2012 r. Nikola Beregovik z laboratorium Uniwersytetu w Zagrzebie stał się zwycięzcą. Opublikował swoją pracę, w której przeanalizował wcześniejsze próby wyjaśnienia tego zjawiska i stwierdzili, że nie byli przekonani. Model proponowany przez nich opiera się na fundamentalnych właściwościach wody. Ci, którzy życzą, mogą znaleźć pracę na link http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Badania nad tym nie zostało zakończone. W 2013 r. Fizyka z Singapuru teoretycznie udowodniła przyczynę efektu Empube. Praca można znaleźć przez referencję http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Podobnie jak na temat artykułów na stronie:

451 stopni Fahrenheita, temperatura ognia papierowa?

Medyczny termometr na podczerwień - mity i rzeczywistość Dlaczego gwiaździste niebo jest czarne? (Paradoks fotometryczny)

Tajemnica czerwonego liścia

  Foto14818-3.Dlaczego zamek błyskawiczny i grzmot?

Dlaczego niebo jest niebieskie? Czy to może zamrozić? .

Odpowiedź jest prosta - tak, może

. Co więcej, wrząca woda zamarznie szybciej niż zimna. Co szybciej: wrzące lub zimne H2O?

Naukowcy mają wiele eksperymentów i okazały się, że pierwsza krystalizuje wrzącą wodę.

Jeśli w zamrażarce jednocześnie umieść dwie możliwości tej samej objętości i kształtu z wrzącą wodą i prostą wodą,

Pierwszy zmieni się w lód precyzyjnie wrzącej wody

Chociaż, jeśli przestrzegasz logiki, musi najpierw ostygnąć, a następnie krystalizować. Ale to nie jest.

Warto zauważyć, że taki efekt był obserwowany przez ludzi przez długi czas.

  1. foto14818-3. Arystoteles wskazywał na to w swoich płytach, był zainteresowany zjawiskiem R. Dekart. Jednak ostrożnie studiując ten problem w tym czasie, niewielu ludzi, nie był szczególnie zainteresowany naukowcami.
  2. Ciekawski Uczeń Tanzanskaya dał solidne badania tematu, który znalazł w codziennym życiu, że płyn rozgrzewkowy, zarówno mleko, jak i woda, szybciej krystalizuje.
  3. W 1969 r. Eksperyment został przeprowadzony przez profesora D.Sboro, który udowodnił zatwierdzenie młodego człowieka. Od tego momentu zjawisko otrzymało nazwę swojego "otwieracza" i stał się znany jako efekt MPEMB.

Dlaczego?

Nie było jeszcze w pełni wyjaśnione i rozumieć zjawisko, ale spory wśród naukowców na podstawie tego tematu są wystarczające. Jednak niektóre hipotezy nadal mają miejsce: .

Podczas wrzenia jest odparowanie i zmniejszenie objętości wody, co oznacza, że ​​proces krystalizacji jest aktywowany, tj. przyspiesza.

Gazy rozpuszczone w wodzie odparowano, dlatego gęstość wody w stanie wrzenia jest wyższa niż temperatura wody. Wiadomo, że wysoki odsetek gęstości przyczynia się do szybkości chłodzenia.

Zamrażanie ciepłej wody zaczyna się dalej, a górna warstwa powierzchni pozostaje wolna. Pozwala to na procesy konwekcji i promieniowania ciepła, aby nie zatrzymać się i nie zwolnić. W stanie normalnym górna powierzchnia jest zachowana w zwykłym stanie, co spowalnia wydajność ciepła.

Istnieją inne wersje, które wyjaśniają zjawisko paradoksalne. Jeden z nich został przedstawiony przez naukowców z Waszyngtonu D. Katts. Jego zdaniem w procesie wrzenia wody z "twardych" zamienia się w "miękki". Część substancji, takich jak wodorowęglan magnezowy i wodorowęglanu wapnia, są uspokajające i nie przeszkadzają w krystalizacji. w związku z tym

Proces zamarzania wrzącej wody idzie czasami szybciej niż zwykle

Jak ten paradoks stosuje się w prawdziwym życiu?

Istnienie zjawiska paradoksalnego oszczędza czas na przygotowanie stron i sportów w sezonie zimowym.

Używane niezrozumiałe zjawisko i produkcja przemysłowa

Добавить комментарий