Pikabu.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.

Carcasa apoasă a pământului hidrosferei este de aproximativ 71% din suprafața pământului. În starea legată, apa este atât în ​​crusta mortală a litosferei, cât și se estimează că rezervele unei astfel de apă (pentru o secundă!) Sunt aproximativ egale cu masa de apă liberă în hidrosferă. Sa constatat că 1 km³ de granit în timpul topiturii poate fi alocată 26 milioane de tone de apă. Femeile mai multe "rezerve" V., Prisonerate în săptămâna în profunzime a Pământului - în mantaua. Ei dețin că există până la 13 ani miliarde de km3 de apă, adică mai mult decât în ​​hidrosferă. Dar numai 1 km³ de o astfel de apă se desfășoară pe suprafața vulcanilor anual. Industria a jucat și joacă rolul decisiv al istoriei geologice a Pământului, în formarea regimului său termic, a climei și a vremii. Este Departe de tot ceea ce este cunoscut despre acest interesant, cunoscut, dar în multe moduri misterioase, atât de abundente și o chestiune deficitară, despre apa simplă.

. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
. Datorită lui, timpul de îngheț al unor produse și materiale este redus, care conține apă.
Video pe subiect

Vremea rece este caracteristică cea mai mare parte a țării noastre. În plus față de schi în acest moment, pot fi efectuate unele experimente cu apă. De exemplu, aruncați apă caldă în aer, făcând astfel zăpadă. Acest truc spectaculos se bazează pe un fapt interesant cunoscut de la ora lui Aristotel.

Este descrisă pur și simplu - apa caldă îngheață mai repede decât frigul. Această proprietate a primit numele efectului MPEMB. Școala tanzaniană a descoperit acest fenomen în 1963. Deci, de ce îngheța apei calde mai repede decât frigul?

Experimente cu înghețată

Erasto Mpembea și alți copii din școala sa au făcut adesea înghețată folosind o cameră de îngheț școlar. Procesul a fost după cum urmează: au fiert lapte și mi-au amestecat cu zahăr. După aceea, acest amestec a fost plasat în congelator. Și odată mpemba sa grăbit și a pus substanța rezultată să se răcească în starea încălzită.

Video pe subiect

Sa dovedit că înghețată sa dovedit mai repede decât un coleg de clasă. Dar puțini oameni au crezut un școală, iar în 1969, Mpemba, împreună cu profesorii de fizicieni publicați Articol. cu aceasta ocazie. Acest efect nu este întotdeauna observat, deci dacă încercați să îl repetați acasă, departe de faptul că se va întâmpla. Probabil că există Câteva motive .

Versiuni de explicare a acestui efect

Detectarea efectului MPEMBA nu a permis o precizie absolută pentru a explica acest fenomen. Pentru a înțelege pe deplin acest proces nu a reușit încă, dar litigiile științifice sunt realizate foarte mult. Și există mai multe versiuni de explicare a efectului MPEMBA.

Cea mai frecvent avansată ipoteză - apă caldă se evaporă datorită pierderii de masă. Ca urmare, lichidul îngheață, pierzând mai puțină căldură. Cu toate acestea, au existat cazuri în care efectul MPEMBI a fost observat în recipiente închise, unde evaporarea nu a fost.

O altă ipoteză este că apa dezvoltă fluxuri de convecție și gradienți de temperatură, deoarece este răcirea. O sticlă de răcire rapidă cu apă caldă va avea diferențe mari de temperatură și mai repede pentru a îndepărta căldura de la suprafață. În timp ce un pahar de apă răcit uniform are o diferență de temperatură mai mică. A obținut, de asemenea, mai puțină convecție accelerarea procesului.

Video pe subiect

Există și alte teorii. De exemplu, conform uneia dintre ele, efectul gazelor dizolvate în apă pe procesul de înghețare. În 2013, un grup de cercetători din Singapore sugerat Versiunea dvs. a explicației efectului MPEMBA. Potrivit acestora, soluția se află în proprietățile unice ale legăturilor chimice în apă.

După cum se știe, molecula standard de apă conține un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Ele sunt legate de obligațiuni covalente. Dar când apare un compus de mai multe molecule, atomii de hidrogen formează, de asemenea, conexiuni cu atomii de oxigen în alte molecule. Aceste legături de hidrogen dau apă o parte din proprietățile sale, cum ar fi un punct de fierbere relativ ridicat și o densitate redusă în timpul înghețării.

Cercetătorii cred că în timpul răspândirii moleculelor de apă fierbinte, extinderea legăturilor de hidrogen. Dar datorită volumului limitat, obligațiunile covalente în moleculele individuale sunt comprimate, acumulând energie. Dacă apa îngheață în această stare, legăturile eliberează energia sub forma unui "primăvară deblocată", răcirea mult mai rapidă.

Video pe subiect

Dar nu toți experții sunt de acord cu o astfel de interpretare a efectului MPEMB. Cineva acuză experții în faptul că teoria lor ar putea prezice o nouă proprietate de apă. Cu toate acestea, nu este în înțelegerea obișnuită. Chimistul Richard Dawn de la Universitatea Stanford consideră deloc că înghețarea rapidă a apei calde depinde în principal de evaporare.

Cel mai probabil, tocmai din acest motiv, apare efectul MPEMBE. Poate că în viitorii oameni de știință vor putea să-l dovedească pe deplin sau să aducă unele amendamente la explicație.

Efectul MPEMBA sau de ce înghețarea apei calde mai repede decât frigul?

MPEMBA Efect (Paradox of MPEMBI) - un paradox care spune că apa caldă în unele condiții îngheață mai repede decât frigul, deși trebuie să sufere temperatura apei reci în procesul de congelare. Acest paradox este un fapt experimental care contrazice ideile obișnuite, conform cărora, cu aceleași condiții, corpul mai încălzit pentru răcirea la o anumită temperatură necesită mai mult timp decât corpul mai puțin încălzit pentru răcirea la aceeași temperatură.

Acest fenomen a fost observat la un moment dat Aristotel, Francis Bacon și Rene Descart, dar numai în 1963, Școala Tanzaniană Erassto Mpembea a constatat că amestecul fierbinte de înghețată îngheață mai repede decât frig.

Ca student al Liceului Magambaba din Tanzania, Erasto Mpembea a făcut o lucrare practică în cazul lui Cook. Avea nevoie să facă înghețată de casă - lapte de fierbere, dizolva zahărul în el, se răcește la temperatura camerei și apoi pune-l în frigider pentru îngheț. Aparent, Mpembba nu a fost în special un student diligent și a fost încredințat cu împlinirea primei părți a sarcinii. Temându-se că nu ar avea timp pentru sfârșitul lecției, el a pus în frigider încă lapte fierbinte. Spre surprinderea lui, a înghețat chiar mai devreme decât laptele tovarășilor săi gătite conform unei tehnologii date.

După aceea, Mpemba a experimentat nu numai cu lapte, ci și cu apă obișnuită. În orice caz, deja ca student al Liceului Mkvava, el a pus întrebarea profesorului Dennis Osborne de la Colegiul Universitar din Dar Es Salama (pentru a citi elevii o prelegere cu privire la fizica în clasa universitară: "Dacă luați două identice Containerele cu volume egale de apă, într-unul dintre ele, apa are o temperatură de 35 ° C, iar în cealaltă - 100 ° C și puneți-le în congelator, apoi în cea de-a doua apă îngheață mai repede. De ce? " Osborne a devenit interesată de această problemă și, în curând, în 1969, împreună cu MPEMBA a publicat rezultatele experimentelor lor în revista "Educația fizică". De atunci, efectul găsit este numit Efectul MPEMBA .

Până acum, nimeni nu știe cum să explice acest efect ciudat. Oamenii de știință nu au o singură versiune, deși există multe. Este vorba despre diferența dintre proprietățile apei calde și reci, dar nu este încă clar care proprietăți joacă un rol în acest caz: diferența de supercooling, evaporare, formare de gheață, convecție sau efectele gazelor descărcate pe apă la diferite temperaturi.

Paradoxalitatea efectului MPEMBA este că timpul în care corpul se răcește până la temperatura ambiantă ar trebui să fie proporțional cu diferența de temperaturi ale acestui corp și de mediul înconjurător. Această lege a fost încă stabilită de Newton și de atunci de multe ori a fost confirmată în practică. În acest sens, apa cu o temperatură de 100 ° C se răcește la o temperatură de 0 ° C mai repede decât aceeași cantitate de apă cu o temperatură de 35 ° C.

Cu toate acestea, aceasta nu implică un paradox, deoarece efectul MPEMBA poate fi găsit o explicație și în cadrul faimosului fizică. Iată câteva explicații ale efectului MPEMBU:

Evaporare

Apa caldă mai rapidă se evaporă din recipient, reducând astfel volumul său, iar volumul mai mic de apă cu aceeași temperatură îngheață mai repede. Încălzit la 100 cu apă pierde 16% din masa sa în timpul răcirii la 0 ° C.

Efectul evaporării - efect dublu. În primul rând, masa apei este redusă, ceea ce este necesar pentru răcire. În al doilea rând, temperatura este redusă datorită faptului că căldura de evaporare a tranziției de la faza de apă la faza de abur este redusă.

Diferența de temperatură

Datorită faptului că diferența de temperatură dintre apa caldă și aerul rece este mai mult -, prin urmare, schimbul de căldură în acest caz este mai intensă și mai caldă este răcită mai repede.

SuperCooling.

Când apa este răcită sub 0 c, nu îngheață întotdeauna. În anumite condiții, poate fi supus hipotermiei, continuând să rămână lichid la temperaturi sub temperatura punctului de congelare. În unele cazuri, apa poate rămâne lichidă chiar și la o temperatură de -20 ° C.

Motivul pentru acest efect este că, pentru a începe să formeze primele cristale de gheață necesită centre de formare de cristal. Dacă nu sunt în apă lichidă, atunci supercooling-ul va continua până când temperatura scade atât de mult încât cristalele vor începe să se formeze spontan. Când încep să se formeze într-un fluid supracoliu, ei vor începe să crească mai repede, formând un Lth Shuhuh, care îngheț va forma gheață.

Apa caldă este cea mai susceptibilă la supercooling, deoarece încălzirea sa elimină gazele și bulele dizolvate, care, la rândul lor, pot servi ca centre pentru formarea de cristale de gheață.

De ce supercooling-ul provoacă apă caldă pentru a rămâne mai repede? În cazul apei reci, care nu este suprasolicitat de următoarele. În acest caz, stratul subțire de gheață va fi format pe suprafața vasului. Acest strat de gheață va acționa ca un izolator între apă și aer rece și va împiedica evaporarea ulterioară. Rata de formare a cristalelor de gheață în acest caz va fi mai mică. În cazul apei calde, supercooling-ul supus, apa superculă nu are un strat de suprafață de protecție de gheață. Prin urmare, pierde căldura mult mai repede prin partea de sus deschisă.

Când procesul de hipotermie se încheie și se blochează apa, mult mai multă căldură este pierdută și, prin urmare, se formează mai multă gheață.

Mulți cercetători din acest efect consideră supercooling la factorul principal în cazul efectului MPEMB.

Convecție

Apa rece începe să înghețe de sus, agravând astfel procesele de emisie de căldură și de convecție și, prin urmare, pierderea de căldură, în timp ce apa caldă începe să înghețe de jos.

Acest efect al anomaliei de densitate a apei este explicat. Apa are o densitate maximă la 4 ° C în cazul răcirii apei la 4 s și puneți-o la o temperatură mai scăzută, stratul de apă va îngheța mai repede. Deoarece această apă este mai puțin densa decât apa la o temperatură de 4 s, va rămâne pe suprafață, formând un strat rece subțire. În aceste condiții, stratul subțire de gheață va fi format pe suprafața apei pentru o perioadă scurtă de timp, dar acest strat de gheață va fi un izolator care protejează straturile inferioare de apă, care vor rămâne la o temperatură de 4 C. Prin urmare, procesul de răcire suplimentar va fi mai lent.

În cazul apei calde, situația este complet diferită. Stratul de apă de apă va fi răcit mai rapid datorită evaporării și diferenței de temperatură mai mare. În plus, straturile de apă rece sunt mai dense decât straturile de apă caldă, prin urmare stratul de apă rece va cădea în jos, ridicând un strat de apă caldă la suprafață. O astfel de circulație a apei oferă o scădere rapidă a temperaturii.

Dar de ce acest proces nu ajunge la punctul de echilibru? Pentru a explica efectul MPEMBA din acest punct de vedere al convecției, ar fi necesar să se facă ca straturile de apă rece și caldă să fie separate și procesul de convecție continuă după ce temperatura medie a apei scade sub 4 C.

Cu toate acestea, nu există date experimentale care să confirme această ipoteză că straturile de apă rece și caldă sunt împărțite în timpul convecției.

Gazele dizolvate

Apa conține întotdeauna gaze dizolvate în IT - oxigen și dioxid de carbon. Aceste gaze au capacitatea de a reduce punctul de înghețare a apei. Când apa este încălzită, aceste gaze sunt eliberate din apă, de la solubilitatea lor în apă la temperaturi ridicate de mai jos. Prin urmare, atunci când apa caldă este răcită, există întotdeauna mai puține gaze dizolvate în ea decât în ​​apă rece care nu este încălzită. Prin urmare, punctul de îngheț al apei încălzite este mai mare și îngheață mai repede. Acest factor este uneori considerat principalul lucru atunci când explicați efectul MPEMB, deși nu există date experimentale care să confirme acest fapt.

Conductivitate termică

Acest mecanism poate juca un rol semnificativ atunci când apa este plasată în congelatorul camerei de refrigerare în recipiente mici. În aceste condiții, se remarcă faptul că recipientul de apă caldă este deplasat de un gheață de congelator dintr-un congelator, îmbunătățind astfel contactul termic cu peretele congelator și conductivitatea termică. Ca rezultat, căldura este îndepărtată din recipient cu apă fierbinte mai repede decât de la frig. La rândul său, recipientul cu apă rece nu trece sub zăpadă.

Toate aceste condiții (precum și altele) au fost studiate în multe experimente, dar un răspuns fără echivoc la întrebarea - care dintre ele oferă o reproducere de o sută la sută a efectului MPEMBE - și nu a fost primit.

De exemplu, în 1995, fizicianul german David Auerbach a studiat efectul hipotermiei apei în acest sens. El a descoperit că apa caldă, ajungând la o stare supercală, îngheață la o temperatură mai mare decât frigul, ceea ce înseamnă mai repede pe acesta din urmă. Dar apa rece ajunge mai repede decât fierbinte, compensând astfel lag-ul anterior.

În plus, rezultatele Auerbakh au contrazis datele obținute anterior că apa caldă este capabilă să realizeze o supraîncărcare mai mare datorită unui număr mai mic de centre de cristalizare. Când apa este încălzită de la ea, gazele dizolvate în ea sunt îndepărtate și în timpul fierberii sale, unele săruri dizolvate în acesta sunt precipitate.

Puteți spune până acum un singur lucru este posibil - reproducerea acestui efect depinde în mod semnificativ de condițiile în care se efectuează experimentul. Tocmai pentru că nu este întotdeauna reprodusă.

O. V. MOSIN.

Literar Surse :

"Apa caldă îngheață mai repede decât apa rece. De ce face acest lucru?", Jearl Walker la om de știință amator, științific american, voi. 237, Nu. 3, pp 246-257; Septembrie 1977.

"Înghețarea apei calde și reci", g .S. Kell în America Journal of Fizică, voi. 37, Nu. 5, pp 564-565; Mai, 1969.

"SuperCooling și efectul MPEMBA", David Auerbach, în America Journal of Fizică, voi. 63, Nu. 10, pp 882-885; Oct, 1995.

"Efectul MPEMBA: Timpul de îngheț de apă caldă și rece", Charles A. Knight, în America Journal of Fizică, voi. 64, Nu. 5, p 524; Mai 1996.

"Cuvântul final", un nou om de știință, 2 decembrie 1995.

Bună, Haber! Vă prezint atenție traducerii articolului "De ce apa caldă îngheață mai repede decât fizicienii rece rezolva efectul MOMBA".

De la traducător: Toată viața lui a suferit o întrebare și aici ați fost explicați din nou.

De ce apa fierbinte îngheață cea mai rapidă de apă rece, spune videoclipul:

Rezumat: Datorită prezenței legăturilor de hidrogen în moleculele de apă, se schimbă o modificare a configurației legăturilor covalente ale O-H, cu consumabilele de energie suplimentară în ele, eliberată în timpul răcirii și de lucru ca o încălzire suplimentară care interferează cu înghețarea. În apă caldă, legăturile de hidrogen sunt întinse, covalentul nu tensionat, rezerva de energie este scăzută și înghețarea este mai rapidă. Există un timp caracteristic. Tau. necesare pentru a forma legături de hidrogen dacă procesul de răcire va merge încet, efectul MPEMB va dispărea. Dacă procesul de răcire este relativ rapid (până la zeci de minute), efectul este exprimat. Probabil ar fi o temperatură critică, începând cu care apare efectul, dar acest lucru nu este reflectat în articol.

O imagine din articolul original, privind căruia cititorul ar trebui să vadă cu toată claritatea că energia este în obligațiuni covalente, care pot fi apoi eliberate sub formă de căldură suplimentară, prevenind apa rece.

Istoria întrebării

Aristotel a menționat mai întâi că apa caldă îngheață mai repede decât frigul, dar chimistii au refuzat întotdeauna să explice acest paradox. Până în prezent.

Apa este una dintre cele mai obișnuite substanțe de pe Pământ, dar în același timp unul dintre cele mai misterioase. De exemplu, ca în majoritatea lichidelor, densitatea sa crește în timpul răcirii. Cu toate acestea, spre deosebire de restul, densitatea sa atinge un maxim la o temperatură de 4C și apoi începe să scadă până la temperatura de cristalizare.

În faza solidă, apa are o densitate puțin mai mică, motiv pentru care gheața plutește pe suprafața apei. Acesta este unul dintre motivele existenței vieții pe pământ - dacă gheața era mai densă a apei, apoi în timpul înghețului, el ar scădea fundul lacurilor și oceanelor, ceea ce ar face imposibilă multe tipuri de procese chimice care fac viața posibil.

Deci, există un efect din membrabia ciudată, numit după student tanzanian, care a descoperit că amestecul fierbinte pentru înghețată îngheață mai repede decât frigul în congelatorul bucătăriei școlare undeva la începutul anilor 1960. (De fapt, acest efect a fost remarcat de mulți cercetători din istorie, începând cu Aristotel, Francis Bacon și Rene de Descartes).

MPEMBA Efect Este că apa caldă îngheață mai repede rece. Acest efect a fost măsurat într-o varietate de cazuri cu diverse explicații prezentate mai jos. Una dintre idei este că vasele fierbinți au cel mai bun contact termic cu congelatorul și elimină căldura mai eficient. Celălalt este că apa caldă se evaporă mai repede și, deoarece acest proces este o endotermă (vine cu absorbția căldurii) - apoi accelerează înghețarea.

Nici una dintre aceste explicații nu arată plauzibilă, așa că nu există încă o explicație reală.

O nouă explicație a efectului (acum este cu siguranță corectă)

Astăzi, Chang de la Universitatea de Tehnologie Nangang din Singapore și câțiva dintre colegii săi au oferit astfel. Tipii ăștia susțin că efectul MPEM-urilor este rezultatul proprietăților unice ale diferitelor tipuri de comunicații, ținând moleculele de apă împreună.

Deci, ce este același în aceste conexiuni? Fiecare moleculă de apă constă dintr-un atom relativ mare de oxigen conectat la doi atomi cu hidrogen scăzut cu o legătură covalentă convențională. Dar dacă plasați câteva molecule de apă, legăturile de hidrogen vor începe, de asemenea, să joace un rol important. Acest lucru se datorează faptului că atomii de hidrogen ai unei molecule sunt situate în apropierea oxigenului unei alte molecule și interacționează cu ea. Legăturile de hidrogen sunt mult mai slabe decât covalent (aprox. Per. ~ De 10 ori), dar mai puternice decât forțele Van der Wales care folosește un heckon pentru lipirea pe pereți verticali.

Chimiștii au fost de mult conștienți de importanța acestor legături. De exemplu, punctul de fierbere al apei este mult mai mare decât cel al altor lichide cu molecule similare, datorită faptului că legăturile de hidrogen țin moleculele împreună.

Dar, în ultimii ani, chimistii sunt din ce în ce mai interesați de alte roluri care pot juca legături de hidrogen. De exemplu, moleculele de apă în capilare subțiri formează lanțuri lungi deținute de legăturile de hidrogen. Acest lucru este foarte important pentru plantele care au evaporarea apei prin intermediul membranelor de frunze traversează în mod eficient lanțul moleculelor de apă din rădăcini în sus.

Acum, cu coautori, ei susțin că legăturile de hidrogen explică, de asemenea, efectul mpembe. Ideea lor cheie este că legăturile de hidrogen conduc la o contact mai densă a moleculelor de apă, iar atunci când se întâmplă acest lucru, repulsia naturală între molecule duce la compresia legăturilor covalente și la acumularea de energie în ele.

Cu toate acestea, atunci când lichidul este încălzit, distanța dintre molecule crește, iar legăturile de hidrogen sunt întinse. De asemenea, vă permite să măriți lungimea legăturilor covalente și să trageți astfel energia acumulată în ele. Un element important al teoriei este faptul că un proces în care legăturile covalente dau energie acumulate în ele - echivalent cu răcirea!

De fapt, acest efect îmbunătățește procesul obișnuit de răcire. Astfel, apa caldă trebuie să fie răcită mai repede decât frigul, autorii susțin. Și acesta este exact ceea ce observăm în efectul înșelăciunii.

De ce este o nouă explicație mai bună decât înainte?

Acesti baieti calculată cantitatea de răcire suplimentară și a arătat că corespunde exact diferenței observate în experimente Pe măsurarea diferenței de ratele de răcire a apei calde și reci. Voila! Aceasta este o privire interesantă asupra proprietăților complexe și misterioase ale apei care încă fac ca chimistii să nu doarmă noaptea. În ciuda faptului că ideea lui Zi și Co-Autori este convingătoare, poate fi o altă greșeală a teoreticienilor, pe care alți fiziciști vor trebui să o respingă. Acest lucru se datorează faptului că teoriile nu au puterea predictivă (cel puțin - în articolul original).

Zi și coautorii trebuie să profite de teoria lor pentru predicția noilor proprietăți ale apei, care nu sunt derivate din raționamentul obișnuit. De exemplu, dacă legăturile covalente sunt scurtate, acest lucru ar trebui să conducă la unele proprietăți noi măsurate ale apei, ceea ce nu ar trebui să se manifeste altfel. Deschiderea și măsurarea acestor proprietăți ar fi ultima cireșă pe tort, care nu are teoria în forma sa actuală.

Deci, în ciuda faptului că băieții ar fi explicat efectul lui MPEMB, ei au nevoie de un pic podnaping pentru a convinge pe alții.

Fie ca, cum ar fi, ei au o teorie interesantă.

P.S. În 2016, unul dintre coautorii - Chang Sun (Chang Q. Sun) împreună cu Yi Sun (Yi Sun) a publicat o declarație mai completă a teoriei propuse, cu privire la efectele de suprafață, convecție, difuzie, radiații și altele Factori - și aparent un acord bun cu experimentul (Springer).

Literatură

Literatură

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: o: H-O Bond relaxare anormal Rezolvarea paradoxului MPEMBA

Original: https://mediu.com/the-fysics-arxiv-blog/why-hot-water-freezi-faster-than-cold-fizicists-soles-the-mpemba-effect-d8a2f611e853.

De ce "a explicat din nou" - și pentru că a fost deja:

  1. https://dui.org/10.1103/physrevx.9.021060.
  2. Procesele non-echilibru Markov: pot urma unele traiectorii neobișnuite puternic decât echilibrul, prin urmare apa fierbinte de răcire se aprinde pe o astfel de traiectorie "accelerată" și depășește apă rece (care se răcește în condiții mai de echilibru).
  3. https://pubs.acs.org/Doi/abs/10.1021/ABS.JCCTC.6B00735.
  4. Clustere (de asemenea, datorită legăturilor de hidrogen) care interferează cu cristalizarea. În apa clocotită nu există astfel de clustere, iar în timpul înghețării sale, nu au timp să se formeze și în apă, pentru o lungă perioadă de timp a frigului în afara congelatorului și nu-i dau să-l înghețe în mod normal.
  5. https://aapt.scitare.org/Doi/10/1119/1.18059.
  6. Supercooling-ul sub punctul de îngheț, care, în apa caldă inițial, este mai slab, deoarece mizeria este mai mare și nu este suficient să se organizeze în congelator în procesul de îngheț. (Dar aici este clar o problemă - în experimente, întreaga curbă de răcire a apei calde este mai abruptă rece și nu numai procesul de îngheț și această "tulburare" pe conductivitatea termică și răcirea dacă ar trebui să fie influențată de încetinirea răcirii în jos, și accelerația).

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

Apa se evaporă de la suprafață și se duce la căldură. Apa caldă este mai rapidă (numai nu este clar de ce, după ce a aliniat temperaturile, apa care a fost fierbinte continuă să se evapore mai activ, deși este deja mai rece decât acea apă care a fost inițial rece).

https://www.sciencedirect.com/science/article/piI/S0017931014008072.

Video.

Toate convecțiile de vin, care îmbunătățește schimbul de căldură (fluxurile de convecție se rotesc peste inerție și după temperatura ochelarilor care se leved și pentru o perioadă lungă de timp după aceea).

Jurnalul American de Fizică 77, 27 (2009); https://Doi.org/10/1119/1.2996187.

În totalitate, dizolvarea impurităților (gaze?). În cazul impurităților de apă fierbinte, înghețarea mai rapidă.

Concluzie

Fenomenul de apă caldă înghețat cu o viteză mai mare decât frig, cunoscut în știință ca efect al înșelăciunii. Pe acest fenomen paradoxal, astfel de minți minunate ca Aristotel, Francis Bacon și René Descartes, s-au reflectat mai sus, dar pentru milenium, nimeni nu a reușit să ofere o explicație rezonabilă pentru acest fenomen.

Numai în 1963, un elev de școală din Republica Tanganyik, Erasto Mpembe, a observat acest efect asupra exemplului de înghețată, dar niciunul dintre adulți nu i-a dat o explicație. Cu toate acestea, fizicienii și chimistii se gândeau serios la fenomen atât de simplu, dar atât de incomprehensibil.

De atunci, diferite versiuni s-au exprimat, dintre care una a sunat după cum urmează: unele din apa caldă este mai întâi evaporată și apoi, când rămâne mai mică decât cantitatea sa, apa îngheață mai repede. Această versiune, în virtutea simplității sale, a devenit cea mai populară, dar oamenii de știință nu au satisfăcut pe deplin. În zilele noastre, o echipă de cercetători de la Universitatea de la Universitatea Tehnologică din Singapore (Universitatea Tehnologică Nanyang), condusă de chimistul Si Zhanom (Xi Zhang), a declarat că au reușit să permită o enigmă veche din secolul de ce apa caldă îngheață mai repede decât frigul. După cum au aflat specialiștii chinezi, secretul se află în cantitatea de energie stocată în legăturile de hidrogen între moleculele de apă.

După cum se cunoaște, moleculele de apă constau dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen menținute împreună cu legături covalente, care arată ca un schimb de electroni la nivelul particulelor. Un alt faimos este faptul că atomii de hidrogen sunt atrași de atomii de oxigen din moleculele învecinate - în același timp se formează legăturile de hidrogen.

Efectul MPEMBA este interesant, deci continuă să studieze. Studiile sunt efectuate imediat în mai multe direcții. Oamenii de știință vor afla cu siguranță cauza paradoxului inexplicabil și vor permite oamenilor să extindă posibilitățile de ao folosi.

În același timp, moleculele de apă sunt în general respinse unul de celălalt. Oamenii de știință din Singapore au observat: apa mai caldă, cu atât este mai mare distanța dintre moleculele de fluid datorită creșterii forțelor respingătoare. Ca rezultat, legăturile de hidrogen sunt întinse și, prin urmare, rezervă mai multă energie. Această energie este eliberată atunci când apa este răcită - moleculele se apropie unul de celălalt. Și revenirea energiei, după cum știți și înseamnă răcire.

Pe măsură ce chimicii scriu în articolul lor, care pot fi găsite pe site-ul preprinților de arxiv.org, în apă caldă, legăturile de hidrogen sunt tensionate mai puternice decât în ​​frig. Astfel, se pare că în legăturile de hidrogen de apă caldă este stocată mai multă energie, ceea ce înseamnă că este eliberat mai mult în timpul răcirii la temperaturile minus. Din acest motiv, înghețarea este mai rapidă.

Până în prezent, oamenii de știință au rezolvat doar acest mister doar teoretic. Când prezintă dovezi convingătoare ale versiunii lor, întrebarea de ce apa caldă este înghețată mai repede decât frigul, va fi posibil să fie închis. De asemenea, pe subiect: Oamenii de stiinta de 100 de ani nu au putut intelega de ce caapots fizicianul american a rezolvat paradoxul pisicii Schrödinger Fizica a rezolvat o ghicitate pe termen lung a comportamentului fizicii electronice a demonstrat ca câmpul magnetic modifică transferul de căldură al materialului în diamant a văzut efectul cuantic din Zenon. De ce îngheța apa caldă mai repede decât frigul? Acest lucru este adevărat, deși sună incredibil, deoarece în procesul de îngheț, apa caldă trebuie să treacă temperatura apei reci. Între timp, acest efectshire este utilizat. De exemplu, role și diapozitive în timpul iernii turnate fierbinte, nu apă rece. Specialiștii consiliază că șoferii să se umple iarna în rezervorul de spălare rece și nu apă caldă. Paradoxul este cunoscut în lume ca "efectul MPMB". Acest fenomen a menționat Aristotel, Francis Bacon și René Descartes, dar numai în 1963, profesorii de fizică au fost plătiți și au încercat să exploreze. Totul a început cu faptul că Școala Tanzaniană Erasto Mpembba a remarcat faptul că laptele îndulcit, pe care îl obișnuia să pregătească înghețată, îngheață mai repede dacă a fost preîncălzită și a prezentat presupunerea că apa caldă îngheață mai repede decât frigul. El a apelat la clarificare profesorului de fizică, dar el a râs doar la student, spunând următoarele: "Aceasta nu este o fizică mondială, ci un medic de mpems". Din fericire, Dennis Osborne a fost odată la școală, profesor de fizică de la Universitatea din Dar Es Salama. Și Mpemba la făcut la el cu aceeași întrebare. Profesorul a fost înființat mai puțin sceptic, a declarat că nu a putut judeca ceea ce nu a văzut niciodată și, după întoarcerea acasă, a cerut angajaților să efectueze experimente relevante. Se pare că au confirmat cuvintele băiatului. În orice caz, în 1969, Osborne a vorbit despre lucrul cu MPEMBO în revista "Eng. Fizică. Educaţie.

" În același an, George Kell de la Consiliul Național de Cercetare Canadian a publicat un articol cu ​​o descriere a fenomenului în "Eng.

  • American.
  • Jurnal
  • De.
  • Fizică.

"

Există mai multe opțiuni pentru explicarea acestui paradox:

Apa caldă se evaporă mai repede, reducând astfel volumul său și un volum mai mic de apă cu aceeași temperatură îngheață mai repede. În recipientele ermetice, apa rece ar trebui să înghețe mai repede.

Prezența căptușelii de zăpadă. Containerul de apă caldă este în sine, este, prin urmare, contactul termic cu o suprafață de răcire. Apa rece nu straluceste sub ea. În absența căptușelii de zăpadă, recipientul de apă rece trebuie să înghețe mai repede.

Apa rece începe să înghețe de sus, agravând astfel procesele de emisie de căldură și de convecție și, prin urmare, pierderea de căldură, în timp ce apa caldă începe să înghețe de jos. Cu agitarea mecanică suplimentară a apei în recipiente, apa rece ar trebui să înghețe mai repede.

Prezența centrelor de cristalizare în substanțele răcite - substanțe dizolvate în ea. Cu un număr mic de astfel de centre în apă rece, transformarea apei în gheață este dificilă și, eventual, supercooling-ul său atunci când rămâne într-o stare lichidă, având o temperatură minus.

Recent, a fost publicată o altă explicație. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) de la Universitatea din Washington a investigat acest fenomen și a ajuns la concluzia că un rol important în ea este jucat de substanțe dizolvate în apă, care sunt depuse atunci când sunt încălzite. Sub substanțele dizolvate, Dr. Katz implică, de asemenea, bicarbonați de calciu și magneziu, care sunt conținute în apă rigidă. Când apa este încălzită, aceste substanțe sunt depozitate, apa devine moale. Apa care nu a încălzit niciodată, conține aceste impurități, este "dură". Pe măsură ce îngheață și formarea cristalelor de gheață, concentrația impurităților în apă crește de 50 de ori. Din acest motiv, punctul de înghețare a apei este redus.

Această explicație nu pare convingătoare, pentru că Nu este nevoie să uitați că efectul a fost găsit în experimentele cu înghețată și nu cu apă rigidă. Cel mai probabil cauza fenomenului de termofizică și nu substanță chimică.

În timp ce explicația neechivocă a paradoxului MPEMB nu este primită. Trebuie să spun că unii oameni de știință nu consideră acest paradox demn de atenție. Cu toate acestea, este foarte interesant faptul că un elev simplu a obținut recunoașterea efectului fizic și a câștigat popularitatea datorită curiozității și perseverenței sale.

Adăugat în februarie 2014

Nota a fost scrisă în 2011. De atunci, studii noi privind efectul MPEMBI și noile încercări de a explica acest lucru au apărut. Deci, în 2012, Societatea Royal Chemical din Marea Britanie a anunțat o competiție internațională pentru soluționarea secretelor științifice "efect MPEMBI" cu un fond de premiu de 1000 de lire sterline. Termenul limită a fost instalat pe 30 iulie 2012. Nikola Beregovik de la laboratorul Universității din Zagreb a devenit câștigătorul. El și-a publicat activitatea în care a analizat încercările anterioare de a explica acest fenomen și a concluzionat că nu erau convingătoare. Modelul propus de ei se bazează pe proprietățile fundamentale ale apei. Cei care doresc să găsească un loc de muncă pe link-ul http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Cercetarea pe acest lucru nu a fost finalizată. În 2013, fizica din Singapore a demonstrat teoretic cauza efectului EMPUBE. Lucrarea poate fi găsită prin referință http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Similar cu privire la articolele de pe site:

451 grade Fahrenheit, temperatura la foc de hârtie?

Termometru cu infraroșu medical - mituri și realitate De ce este negru cerul negru? (Paradox fotometric)

Misterul frunzei roșii

  Foto14818-3.De ce Fermor și Thunder Thunder?

De ce cerul este albastru? Poate îngheța? .

Răspunsul este simplu - da, poate

. În plus, apa fierbinte va îngheța mai repede decât frigul. Ce mai repede: fierbere sau rece H2O?

Oamenii de știință au o mulțime de experimente și au demonstrat că prima cristalizează apa clocotită.

Dacă în congelator pune simultan două capacități de același volum și formă cu apă clocotită și apă simplă, atunci

Primul va transforma în gheață apă clocotită cu precizie

Deși, dacă urmați logica, trebuie mai întâi să se răcească și apoi să cristalizeze. Dar nu este.

Este demn de remarcat faptul că un astfel de efect a fost observat de mult timp.

  1. foto14818-3. Aristotelul a arătat acest lucru în înregistrările sale, a fost interesat de fenomenul lui R. Dekart. Cu toate acestea, o studiere cu atenție a acestei probleme în acel moment, puțini oameni au făcut-o, nu a fost deosebit de interesat de oamenii de știință.
  2. Un învățământ curios Tanzanskaya a dat studii solide despre subiect, care a găsit în viața de zi cu zi că lichidul de încălzire, fie lapte sau apă, cristalizează mai repede.
  3. În 1969, un experiment a fost condus de profesorul D.sboron, care a dovedit aprobarea tânărului. Din acel moment, fenomenul a primit numele "deschizătorului" său și a devenit cunoscut ca efect al MPEMB.

De ce?

Nu a fost încă complet explicată și de a înțelege fenomenul încă, dar litigiile dintre oamenii de știință sub acest subiect sunt suficiente. Cu toate acestea, unele ipoteze au loc încă: .

Atunci când fierbeți evaporarea și o scădere a volumului apei, ceea ce înseamnă că procesul de cristalizare este activat, adică. accelerează.

Gazele dizolvate în apă sunt evaporate, de aceea densitatea apei într-o stare de fierbere este mai mare decât cea a temperaturii apei. Se știe că procentul ridicat de densitate contribuie la rata de răcire.

Înghețarea apei calde începe să meargă mai jos, iar stratul superior superior rămâne liber. Acest lucru permite procesele de convecție și radiații de căldură să nu se oprească și să nu încetinească. În starea normală, suprafața superioară este păstrată la starea obișnuită, ceea ce încetinește randamentul de căldură.

Există și alte versiuni care explică fenomenul paradoxal. Unul dintre ei a fost prezentat de oamenii de știință de la Washington de D. Katts. În opinia sa, în procesul de fierbere, apa din "dur" se transformă într-un "moale". O parte din substanțe, cum ar fi magneziu și bicarbonatul de calciu, sunt sedute și nu interferează cu cristalizarea. prin urmare

Procesul de înghețare a apei fierbinți merge uneori mai rapid decât de obicei

Cum se aplică acest paradox în viața reală?

Existența unui fenomen paradoxal economisește timp pentru a pregăti site-urile de joc și sport în sezonul de iarnă.

Fenomen incomprehensibil și producția industrială

Добавить комментарий