pikabu

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ

เปลือกหอยของโลกของไฮโดรสเฟียร์อยู่ที่ประมาณ 71% ของพื้นผิวโลก ในสถานะที่ถูกผูกไว้น้ำเป็นทั้งในเปลือกโลกของหินอ่อนและคาดว่าปริมาณน้ำสำรอง (สำหรับวินาทีที่สอง !!) มีค่าเท่ากับมวลของน้ำฟรีในไฮโดรฟิลด์ พบว่า 1 กม. ของหินแกรนิตในระหว่างการหลอมสามารถจัดสรรน้ำ 26 ล้านตัน "ทุนสำรอง" ของผู้หญิง "V. นักโทษในความลึกของโลกของโลก - ในเสื้อคลุมพวกเขาถือว่ามีมากถึง 13 พันล้านกม. ของน้ำนั่นคือมากกว่าในไฮโดรสเฟียร์ แต่เพียง 1 กม. น้ำดังกล่าวจะถูกนำออกไปบนพื้นผิวของภูเขาไฟทุกปีอุตสาหกรรมได้เล่นและเล่นบทบาทชี้ขาดของประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกในการก่อตัวของระบอบความร้อนสภาพภูมิอากาศและสภาพอากาศมันเป็น ไกลจากทุกสิ่งที่เป็นที่รู้จักเกี่ยวกับสิ่งที่น่าสนใจนี้เป็นที่รู้จักกันมานาน แต่ในหลาย ๆ วิธีลึกลับมากและมีความสำคัญเช่นนี้เกี่ยวกับน้ำที่เรียบง่าย

. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
. ขอบคุณเขาเวลาแช่แข็งของผลิตภัณฑ์และวัสดุบางอย่างลดลงซึ่งมีน้ำ
วิดีโอในหัวข้อ

สภาพอากาศหนาวเย็นเป็นลักษณะของประเทศส่วนใหญ่ของเรา นอกเหนือจากการเล่นสกีในเวลานี้การทดลองที่มีน้ำบางอย่างสามารถดำเนินการได้ ตัวอย่างเช่นโยนน้ำร้อนเข้าสู่อากาศจึงทำให้หิมะ เคล็ดลับที่งดงามนี้ขึ้นอยู่กับความเป็นจริงที่น่าสนใจที่รู้จักกันมาตั้งแต่เวลาของอริสโตเติล

มันอธิบายได้ง่าย - น้ำร้อนค้างเร็วกว่าเย็น ที่พักนี้ได้รับชื่อของผลกระทบของ MPEMB Tanzanian Schoolboy ค้นพบปรากฏการณ์นี้ในปี 1963 ดังนั้นทำไมน้ำร้อนจึงแช่แข็งเร็วกว่าเย็น?

การทดลองกับไอศครีม

Erasto Mpembea และเด็กคนอื่น ๆ ในโรงเรียนของเขามักจะทำไอศกรีมโดยใช้ห้องแช่แข็งโรงเรียน กระบวนการดังต่อไปนี้: พวกเขาต้มนมและผสมกับน้ำตาล หลังจากนั้นส่วนผสมนี้ถูกวางไว้ในช่องแช่แข็ง และเมื่อ Mpemba รีบร้อนและวางสารส่งผลให้เย็นลงในสภาวะความร้อน

วิดีโอในหัวข้อ

ปรากฎว่าไอศครีมของเขากลายเป็นเร็วกว่าเพื่อนร่วมชั้น แต่มีคนเพียงไม่กี่คนที่เชื่อว่าเด็กนักเรียนและในปี 1969, Mpemba พร้อมกับนักฟิสิกส์ศาสตราจารย์ที่ตีพิมพ์ บทความ. ในโอกาสนี้. เอฟเฟกต์นี้ไม่ได้สังเกตเสมอดังนั้นหากคุณพยายามทำซ้ำที่บ้านห่างไกลจากความจริงที่ว่ามันจะเกิดขึ้น อาจมี เหตุผลบางประการ .

เวอร์ชันคำอธิบายของเอฟเฟกต์นี้

การตรวจจับผลกระทบของ MPEMBA ไม่อนุญาตให้มีความแม่นยำอย่างสมบูรณ์เพื่ออธิบายปรากฏการณ์นี้ ในการเข้าใจกระบวนการนี้อย่างเต็มที่ยังไม่ประสบความสำเร็จ แต่ข้อพิพาททางวิทยาศาสตร์จะดำเนินการมาก และมีหลายรุ่นอธิบายผลกระทบของ MPEMBA

สมมติฐานที่ทันสมัยที่สุด - น้ำร้อนระเหยเนื่องจากการสูญเสียมวล เป็นผลให้ของเหลวค้างสูญเสียความร้อนน้อยลง อย่างไรก็ตามมีบางกรณีเมื่อพบผลของ MPEMBI ในภาชนะปิดที่ไม่มีการระเหย

สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือน้ำพัฒนากระแสการพาความร้อนและการไล่ระดับสีอุณหภูมิเนื่องจากเป็นความเย็น กระจกระบายความร้อนที่รวดเร็วพร้อมน้ำร้อนจะมีความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดใหญ่และเร็วกว่าที่จะลบความร้อนออกจากพื้นผิว ในขณะที่แก้วน้ำเย็นสม่ำเสมอมีความแตกต่างของอุณหภูมิที่น้อยลง ยังได้รับการพาความร้อนน้อยลงอย่างเร่งกระบวนการ

วิดีโอในหัวข้อ

นอกจากนี้ยังมีทฤษฎีอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นตามที่หนึ่งในนั้นผลของก๊าซที่ละลายในน้ำในกระบวนการแช่แข็ง ในปี 2013 กลุ่มนักวิจัยจากสิงคโปร์ ที่ได้แนะนำ เวอร์ชั่นของคุณคำอธิบายของผลกระทบของ MPEMBA ตามที่พวกเขาแก้ปัญหาอยู่ในคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ของความสัมพันธ์ทางเคมีในน้ำ

ตามที่ทราบกันดีโมเลกุลน้ำมาตรฐานมีอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมและอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอม พวกเขาเชื่อมต่อกันด้วยพันธบัตรโควาเลนต์ แต่เมื่อสารประกอบหลายโมเลกุลเกิดขึ้นอะตอมไฮโดรเจนยังสร้างการเชื่อมต่อกับอะตอมออกซิเจนในโมเลกุลอื่น ๆ พันธบัตรไฮโดรเจนเหล่านี้ให้น้ำบางส่วนของคุณสมบัติเช่นจุดเดือดค่อนข้างสูงและความหนาแน่นที่ลดลงในระหว่างการแช่แข็ง

นักวิจัยเชื่อว่าในระหว่างการเดือดโมเลกุลน้ำแพร่กระจายขยายพันธะไฮโดรเจน แต่เนื่องจากปริมาณที่ จำกัด พันธบัตรโควาเลนต์ในโมเลกุลแต่ละตัวจะถูกบีบอัดพลังงานสะสม หากน้ำแช่แข็งในสถานะนี้ลิงก์จะปล่อยพลังงานในรูปแบบของ "สปริงปลดล็อค" ให้เย็นเร็วขึ้นมาก

วิดีโอในหัวข้อ

แต่ผู้เชี่ยวชาญทุกคนไม่เห็นด้วยกับการตีความของผลกระทบของ MPEMB บางคนกล่าวหาผู้เชี่ยวชาญในความจริงที่ว่าทฤษฎีของพวกเขาสามารถทำนายคุณสมบัติใหม่ของน้ำ อย่างไรก็ตามมันไม่ได้อยู่ในความเข้าใจตามปกติ Chemist Richard Dawn จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดพิจารณาได้ทั้งหมดว่าการแช่แข็งอย่างรวดเร็วของน้ำร้อนส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการระเหย

เป็นไปได้มากที่สุดด้วยเหตุนี้ผลของ Mpembe จึงเกิดขึ้น บางทีในอนาคตนักวิทยาศาสตร์จะสามารถพิสูจน์ได้อย่างเต็มที่หรือนำการแก้ไขไปสู่คำอธิบาย

เอฟเฟกต์ MPEMBA หรือทำไมน้ำร้อนแช่แข็งเร็วกว่าเย็น?

ผล MPEMBA (Paradox of MPEMBI) - ความขัดแย้งที่บอกว่าน้ำร้อนในบางเงื่อนไขค้างเร็วกว่าเย็นแม้ว่าจะต้องผ่านอุณหภูมิของน้ำเย็นในกระบวนการแช่แข็ง ความขัดแย้งนี้เป็นความจริงในการทดลองที่ขัดแย้งกับความคิดปกติตามที่มีเงื่อนไขเดียวกันร่างกายที่ให้ความร้อนมากขึ้นสำหรับการระบายความร้อนในอุณหภูมิที่แน่นอนต้องใช้เวลามากกว่าร่างกายที่ให้ความร้อนน้อยกว่าสำหรับการระบายความร้อนที่อุณหภูมิเท่ากัน

ปรากฏการณ์นี้ถูกสังเกตเห็นในครั้งเดียวอริสโตเติลฟรานซิสเบคอนและ Rene Descart แต่เฉพาะในปี 1963 นักเรียนชาวแทนซาเนีย Erassto Mpembea พบว่าส่วนผสมร้อนของไอศกรีมแช่แข็งเร็วกว่าเย็น

ในฐานะนักเรียนของโรงเรียนมัธยม Magambaba ในแทนซาเนีย Erasto Mpembea ทำงานจริงในกรณีคุก เขาต้องการทำไอศครีมโฮมเมด - ต้มนมละลายน้ำตาลในนั้นให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้องแล้วใส่ไว้ในตู้เย็นเพื่อแช่แข็ง เห็นได้ชัดว่า MPEMBBA ไม่ได้เป็นนักเรียนที่ขยันโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการปฏิบัติตามส่วนแรกของภารกิจ กลัวว่าเขาจะไม่มีเวลาในตอนท้ายของบทเรียนเขาใส่ในตู้เย็นยังคงมีน้ำนมร้อน เพื่อความประหลาดใจของเขามันแข็งตัวเร็วกว่านมของสหายของเขาปรุงตามเทคโนโลยีที่กำหนด

หลังจากนั้น MPEMBA ทดลองไม่เพียง แต่ด้วยนม แต่ยังมีน้ำธรรมดา ไม่ว่าในกรณีใดก็ตามในฐานะนักเรียนของ Mkvava High School เขาถามคำถามเกี่ยวกับศาสตราจารย์ Dennis Osborne จากวิทยาลัยมหาวิทยาลัยใน Dar Es Salama (เพื่ออ่านการบรรยายของนักเรียนเกี่ยวกับฟิสิกส์ในห้องเรียนของมหาวิทยาลัย: "ถ้าคุณใช้สองคน ภาชนะบรรจุที่มีปริมาณน้ำเท่ากันดังนั้นในหนึ่งในนั้นน้ำมีอุณหภูมิ 35 ° C และในอื่น ๆ - 100 ° C และวางไว้ในช่องแช่แข็งจากนั้นในน้ำที่สองค้างเร็วขึ้นทำไม? " ออสบอร์นเริ่มให้ความสนใจในปัญหานี้และในไม่ช้าในปี 1969 พร้อมกับ MPEMBA ตีพิมพ์ผลการทดลองในนิตยสาร "การศึกษาฟิสิกส์" ตั้งแต่นั้นมาพบผลที่พบ ผลกระทบของ MPEMBA .

จนถึงตอนนี้ไม่มีใครรู้วิธีอธิบายผลแปลก ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่มีรุ่นเดียวแม้ว่าจะมีมากมาย มันเกี่ยวกับความแตกต่างในคุณสมบัติของน้ำร้อนและน้ำเย็น แต่ยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติใดบ้างที่มีบทบาทในกรณีนี้: ความแตกต่างใน supercooling การระเหย, การก่อตัวของน้ำแข็ง, การพาความร้อนหรือผลกระทบของก๊าซที่ปล่อยออกมาในน้ำที่แตกต่างกัน อุณหภูมิ

ความขัดแย้งของผลกระทบของ MPEMBA คือเวลาที่ร่างกายเย็นลงจนถึงอุณหภูมิโดยรอบควรมีสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิของร่างกายนี้และสิ่งแวดล้อม กฎหมายนี้ยังคงก่อตั้งขึ้นโดยนิวตันและตั้งแต่นั้นมาหลายครั้งได้รับการยืนยันในทางปฏิบัติ ในเอฟเฟกต์นี้น้ำที่มีอุณหภูมิ 100 ° C เย็นถึงอุณหภูมิ 0 ° C เร็วกว่าปริมาณน้ำเท่ากันกับอุณหภูมิ 35 องศาเซลเซียส

อย่างไรก็ตามมันไม่ได้หมายความถึงความขัดแย้งเนื่องจากผลกระทบของ MPEMBA สามารถพบคำอธิบายและภายในกรอบของฟิสิกส์ที่มีชื่อเสียง นี่คือคำอธิบายบางอย่างของผลกระทบของ MPEMBU:

การระเหย

น้ำร้อนเร็วขึ้นเร็วขึ้นจากตู้คอนเทนเนอร์ซึ่งจะช่วยลดระดับเสียงและปริมาณน้ำขนาดเล็กที่มีอุณหภูมิเดียวกันค้างเร็วขึ้น ความร้อนถึง 100 ด้วยน้ำสูญเสีย 16% ของมวลในช่วงเย็นถึง 0 C

ผลของการระเหย - เอฟเฟกต์สองเท่า ก่อนอื่นมวลของน้ำจะลดลงซึ่งจำเป็นสำหรับการระบายความร้อน และประการที่สองอุณหภูมิจะลดลงเนื่องจากความจริงที่ว่าความร้อนของการระเหยของการเปลี่ยนแปลงจากเฟสน้ำไปจนถึงเฟสไอน้ำจะลดลง

ความแตกต่างของอุณหภูมิ

เนื่องจากความจริงที่ว่าความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำร้อนและอากาศเย็นมากขึ้นดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนในกรณีนี้มีน้ำร้อนแรงและร้อนแรงมากขึ้น

supercooling

เมื่อน้ำเย็นกว่า 0 c มันไม่หยุดนิ่งเสมอไป ภายใต้เงื่อนไขบางประการก็สามารถเข้ารับการรักษาอุณหภูมิได้ยังคงเป็นของเหลวที่อุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิของจุดเยือกแข็ง ในบางกรณีน้ำยังคงเป็นของเหลวแม้ที่อุณหภูมิ -20 C.

เหตุผลของเอฟเฟกต์นี้คือเพื่อที่จะเริ่มก่อตัวเป็นคริสตัลน้ำแข็งแรกต้องมีศูนย์การก่อตัวของคริสตัล หากพวกเขาไม่ได้อยู่ในน้ำของเหลว Supercooling จะดำเนินต่อไปจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงมากจนคริสตัลจะเริ่มก่อตัวเป็นธรรมชาติ เมื่อพวกเขาเริ่มก่อตัวในของเหลว supercooled พวกเขาจะเริ่มเติบโตเร็วขึ้นสร้าง Lorth Shuhuh ซึ่งการแช่แข็งจะสร้างน้ำแข็ง

น้ำร้อนมีความอ่อนไหวต่อ Supercooling มากที่สุดเนื่องจากความร้อนกำจัดก๊าซที่ละลายและฟองสบู่ซึ่งสามารถใช้เป็นศูนย์สำหรับการก่อตัวของผลึกน้ำแข็ง

ทำไม supercooling ทำให้เกิดน้ำร้อนให้ติดเร็วขึ้นได้เร็วขึ้น? ในกรณีของน้ำเย็นซึ่งไม่สุกดังต่อไปนี้ ในกรณีนี้ชั้นบาง ๆ ของน้ำแข็งจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเรือ ชั้นน้ำแข็งนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างน้ำกับอากาศเย็นและจะป้องกันการระเหยต่อไป อัตราการก่อตัวของผลึกน้ำแข็งในกรณีนี้จะน้อยลง ในกรณีของน้ำร้อนที่กำลังดำเนินการ Supercooling น้ำ Supercooled ไม่มีชั้นพื้นผิวป้องกันน้ำแข็ง ดังนั้นจึงสูญเสียความร้อนเร็วขึ้นมากผ่านการเปิดด้านบน

เมื่อกระบวนการของภาวะอุณหภูมิสูงสิ้นสุดลงและน้ำแช่แข็งความร้อนมากขึ้นจะหายไปและดังนั้นน้ำแข็งจะเกิดขึ้นมากขึ้น

นักวิจัยจำนวนมากของเอฟเฟกต์นี้พิจารณา SuperCooling ให้กับปัจจัยหลักในกรณีของผล MPEMB

การพาความร้อน

น้ำเย็นเริ่มแช่แข็งจากด้านบนดังนั้นจึงทำให้กระบวนการปล่อยความร้อนและการพาความร้อนแย่ลงและดังนั้นการสูญเสียความร้อนในขณะที่น้ำร้อนเริ่มแช่แข็งจากด้านล่าง

ผลกระทบของความรู้สึกหนาแน่นของน้ำนี้อธิบาย น้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 4 C หากน้ำหล่อเย็นถึง 4 S และวางไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าชั้นผิวของน้ำจะหยุดเร็วขึ้น เพราะน้ำนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่อุณหภูมิ 4 วินาทีมันจะยังคงอยู่บนพื้นผิวซึ่งก่อให้เกิดชั้นเย็นบาง ๆ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ชั้นบาง ๆ ของน้ำแข็งจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของน้ำในช่วงเวลาสั้น ๆ แต่ชั้นน้ำแข็งนี้จะเป็นฉนวนที่ช่วยปกป้องชั้นของน้ำที่ต่ำกว่าซึ่งจะยังคงอยู่ที่อุณหภูมิ 4 C ดังนั้นกระบวนการทำความเย็นต่อไปจะช้าลง

ในกรณีของน้ำร้อนสถานการณ์แตกต่างอย่างสิ้นเชิง ชั้นพื้นผิวของน้ำจะเย็นลงเร็วขึ้นเนื่องจากการระเหยและความแตกต่างของอุณหภูมิมากขึ้น นอกจากนี้เลเยอร์น้ำเย็นมีความหนาแน่นมากกว่าชั้นน้ำร้อนดังนั้นชั้นน้ำเย็นจะล้มลงยกชั้นของน้ำอุ่นลงบนพื้นผิว การไหลเวียนของน้ำดังกล่าวให้อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว

แต่ทำไมกระบวนการนี้ถึงไม่ถึงจุดดุลยภาพ? เพื่ออธิบายผลกระทบของ MPEMBA จากมุมมองของการพาความร้อนนี้จึงจำเป็นต้องทำให้ชั้นน้ำเย็นและร้อนถูกแยกออกจากกันและกระบวนการพาความร้อนยังคงดำเนินต่อไปหลังจากอุณหภูมิน้ำเฉลี่ยลดลงต่ำกว่า 4 C

อย่างไรก็ตามไม่มีข้อมูลการทดลองที่จะยืนยันสมมติฐานนี้ว่าเลเยอร์น้ำเย็นและน้ำร้อนจะถูกแบ่งระหว่างการพาความร้อน

ก๊าซที่ละลาย

น้ำมักจะมีก๊าซละลายในนั้น - ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเหล่านี้มีความสามารถในการลดจุดเยือกแข็งของน้ำ เมื่อน้ำอุ่นก๊าซเหล่านี้ออกมาจากน้ำเนื่องจากการละลายในน้ำที่อุณหภูมิสูงด้านล่าง ดังนั้นเมื่อน้ำร้อนเย็นลงมีก๊าซที่ละลายน้อยลงน้อยกว่าในน้ำเย็นที่ไม่อุ่น ดังนั้นจุดแช่แข็งของน้ำอุ่นจะสูงขึ้นและมันค้างเร็วขึ้น ปัจจัยนี้บางครั้งถือว่าเป็นสิ่งสำคัญเมื่ออธิบายผลกระทบของ MPEMB แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลการทดลองยืนยันข้อเท็จจริงนี้

ความร้อน

กลไกนี้สามารถมีบทบาทสำคัญเมื่อวางน้ำในช่องแช่แข็งของห้องทำความเย็นในภาชนะขนาดเล็ก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้มีการตั้งข้อสังเกตว่าภาชนะบรรจุน้ำร้อนถูกเลื่อนโดยน้ำแข็งแช่แข็งจากช่องแช่แข็งจึงช่วยปรับปรุงการสัมผัสทางความร้อนด้วยผนังช่องแช่แข็งและการนำความร้อน เป็นผลให้ความร้อนถูกลบออกจากภาชนะที่มีน้ำร้อนเร็วกว่าเย็น ในทางกลับกันคอนเทนเนอร์ที่มีน้ำเย็นไม่ส่องแสงใต้หิมะ

มีการศึกษาเงื่อนไขทั้งหมดเหล่านี้ (เช่นเดียวกับคนอื่น ๆ ) ในการทดลองหลายครั้ง แต่คำตอบที่ไม่ชัดเจนสำหรับคำถามที่ให้การทำสำเนาหนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์ของเอฟเฟกต์ MPEMBE - และไม่ได้รับ

ตัวอย่างเช่นในปี 1995 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน David Auerbach ศึกษาผลของอุณหภูมิน้ำในผลกระทบนี้ เขาพบว่าน้ำร้อนถึงรัฐที่ยอดเยี่ยมแช่แข็งที่อุณหภูมิสูงกว่าความเย็นซึ่งหมายถึงเร็วขึ้นหลัง แต่น้ำเย็นถึงรัฐซูเปอร์เย็นเร็วกว่าร้อนแรงดังนั้นชดเชยความล่าช้าก่อนหน้านี้

นอกจากนี้ผลลัพธ์ของ Auerbakh ขัดแย้งกับข้อมูลที่ได้รับก่อนหน้านี้ที่น้ำร้อนมีความสามารถในการได้รับเงินมากขึ้นเนื่องจากมีศูนย์การตกผลึกจำนวนน้อย เมื่อน้ำถูกความร้อนจากมันก๊าซที่ละลายในนั้นจะถูกลบออกและในระหว่างการต้มเกลือบางตัวก็ละลายในมันตกตะกอน

คุณสามารถพูดได้ว่ามีเพียงสิ่งเดียวเท่านั้นที่เป็นไปได้ - การสืบพันธุ์ของผลกระทบนี้อย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่การทดลองดำเนินการ มันแม่นยำเพราะมันไม่ได้ทำซ้ำเสมอไป

O. V. Mosin

เกี่ยวกับวรรณกรรม แหล่งที่มา :

"น้ำร้อนแช่แข็งเร็วกว่าน้ำเย็นทำไมถึงทำเช่นนั้น", Jearl Walker ในนักวิทยาศาสตร์มือสมัครเล่น, นักวิทยาศาสตร์อเมริกัน, ฉบับที่ 237, เลขที่ 3, PP 246-257; กันยายน 2520

"การแช่แข็งของน้ำร้อนและน้ำเย็น", กรัม . Kell ในวารสารฟิสิกส์อเมริกัน, ฉบับที่ 37, เลขที่ 5, PP 564-565; พฤษภาคม 2512

"Supercooling and the Mpemba Effect" David Auerbach ในวารสารฟิสิกส์ของอเมริกา 63, เลขที่ 10, PP 882-885; ต.ค. 2538

"เอฟเฟกต์ MPEMBA: เวลาแช่แข็งของน้ำร้อนและน้ำเย็น" ชาร์ลส์เอ. อัศวินในอเมริกันวารสารฟิสิกส์ฉบับที่ 64, เลขที่ 5, p 524; พฤษภาคม 2539

"คำสุดท้าย" นักวิทยาศาสตร์คนใหม่การตัดสินใจครั้งที่ 2 2538

สวัสดี habr! ฉันนำเสนอให้ความสนใจของคุณการแปลของบทความ "ทำไมน้ำร้อนหยุดเร็วกว่านักฟิสิกส์เย็น ๆ แก้เอฟเฟกต์ Momba"

จากนักแปล: ชีวิตทั้งหมดของเขาได้รับการตอบคำถามและที่นี่คุณได้อธิบายอีกครั้ง

ทำไมน้ำเดือดค้างน้ำเย็นที่เร็วที่สุดบอกวิดีโอ:

สรุป: เนื่องจากการปรากฏตัวของพันธบัตรไฮโดรเจนในโมเลกุลของน้ำการเปลี่ยนแปลงในการกำหนดค่าของพันธบัตรโควาเลนต์ของ O-H มีการเปลี่ยนแปลงกับอุปกรณ์เสริมพลังงานเพิ่มเติมในขณะที่การระบายความร้อนและการทำงานเป็นเครื่องทำความร้อนเพิ่มเติมที่รบกวนการแช่แข็ง ในน้ำร้อนพันธบัตรไฮโดรเจนจะถูกยืด, โควาเลนต์ไม่เครียด, พลังงานสำรองกำลังการระบายความร้อนต่ำและการแช่แข็งเร็วขึ้น มีช่วงเวลาบางอย่าง เต่า จำเป็นต้องสร้างพันธบัตรไฮโดรเจนหากกระบวนการทำความเย็นจะช้าลงผลของ MPEMB จะหายไป หากกระบวนการทำความเย็นค่อนข้างเร็ว (สูงถึงสิบนาที) เอฟเฟกต์จะแสดงออก น่าจะเป็นอุณหภูมิที่สำคัญบางอย่างเริ่มต้นด้วยผลกระทบที่ปรากฏ แต่สิ่งนี้ไม่ได้สะท้อนในบทความ

ภาพจากบทความต้นฉบับดูว่าผู้อ่านควรเห็นด้วยความคมชัดทั้งหมดที่พลังงานอยู่ในพันธบัตรโควาเลนต์ซึ่งสามารถเปิดตัวในรูปแบบของความร้อนเพิ่มเติมป้องกันน้ำเย็น

ประวัติของคำถาม

อริสโตเติลตั้งข้อสังเกตครั้งแรกว่าน้ำร้อนค้างเร็วกว่าเย็น แต่นักเคมีปฏิเสธที่จะอธิบายความขัดแย้งนี้เสมอ จนถึงทุกวันนี้

น้ำเป็นหนึ่งในสารธรรมดาที่สุดในโลก แต่ในเวลาเดียวกันหนึ่งในความลึกลับที่สุด ตัวอย่างเช่นในของเหลวส่วนใหญ่ความหนาแน่นของมันเติบโตในระหว่างการระบายความร้อน อย่างไรก็ตามในทางตรงกันข้ามกับส่วนที่เหลือความหนาแน่นของมันสูงถึงสูงสุดที่อุณหภูมิ 4C จากนั้นเริ่มลดอุณหภูมิการตกผลึก

ในเฟสของแข็งน้ำมีความหนาแน่นน้อยกว่าเล็กน้อยซึ่งเป็นสาเหตุที่น้ำแข็งลอยอยู่บนพื้นผิวของน้ำ นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลของการมีอยู่ของชีวิตบนโลก - ถ้าน้ำแข็งมีน้ำหนาแน่นจากนั้นในระหว่างการแช่แข็งเขาจะวางก้นทะเลสาบและมหาสมุทรซึ่งจะทำให้กระบวนการทางเคมีเป็นไปไม่ได้หลายประเภทที่ทำให้ชีวิต เป็นไปได้

ดังนั้นจึงมีเอฟเฟกต์ Membaby แปลก ๆ ที่ตั้งชื่อตามนักเรียนแทนซาเนียที่พบว่าส่วนผสมร้อนสำหรับไอศกรีมค้างเร็วกว่าความเย็นในตู้แช่แข็งของโรงเรียนในช่วงต้นทศวรรษ 1960 (ในความเป็นจริงผลกระทบนี้ได้รับการบันทึกโดยนักวิจัยจำนวนมากในประวัติศาสตร์เริ่มต้นด้วยอริสโตเติลฟรานซิสเบคอนและ Rene of Descartes)

ผล MPEMBA มันเป็นน้ำร้อนแช่แข็งเร็วขึ้น เอฟเฟกต์นี้ถูกวัดในหลาย ๆ กรณีที่มีคำอธิบายต่าง ๆ ที่ระบุไว้ด้านล่าง หนึ่งในความคิดคือเรือร้อนมีการสัมผัสทางความร้อนที่ดีที่สุดกับช่องแช่แข็งและลบความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น อีกอันคือน้ำอุ่นระเหยเร็วขึ้นและเนื่องจากกระบวนการนี้เป็น endothermic (มาพร้อมกับการดูดซับความร้อน) - จากนั้นจะเร่งการแช่แข็ง

คำอธิบายเหล่านี้ไม่มีลักษณะที่เป็นไปได้ดังนั้นจึงไม่มีคำอธิบายที่แท้จริง

คำอธิบายใหม่ของเอฟเฟกต์ (ตอนนี้ถูกต้องแน่นอน)

วันนี้ช้างจาก Nangang Technology University of Singapore และเพื่อนร่วมงานหลายคนของเขาให้บริการดังกล่าว พวกเหล่านี้ยืนยันว่าผลกระทบของ MPEMS เป็นผลมาจากคุณสมบัติเฉพาะของการสื่อสารประเภทต่างๆถือโมเลกุลน้ำเข้าด้วยกัน

ดังนั้นสิ่งที่เหมือนกันในการเชื่อมต่อเหล่านี้คืออะไร? โมเลกุลน้ำแต่ละอันประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนที่ค่อนข้างใหญ่เชื่อมต่อกับอะตอมไฮโดรเจนต่ำสองอะตอมที่มีพันธะโควาเลนต์ทั่วไป แต่ถ้าคุณวางโมเลกุลน้ำสองสามตัวพันธบัตรไฮโดรเจนจะเริ่มมีบทบาทสำคัญ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าอะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลหนึ่งแห่งตั้งอยู่ใกล้กับออกซิเจนของโมเลกุลอื่นและมีปฏิสัมพันธ์กับมัน พันธบัตรไฮโดรเจนนั้นอ่อนแอกว่าโควาเลนท์มาก (ประมาณต่อ. ~ 10 ครั้ง) แต่แข็งแกร่งกว่ากองกำลังแวนเดอร์เวลส์ที่ใช้เฮคดอนสำหรับติดกับผนังแนวตั้ง

นักเคมีได้ตระหนักถึงความสำคัญของความสัมพันธ์เหล่านี้มานานแล้ว ตัวอย่างเช่นจุดเดือดของน้ำนั้นสูงกว่าของเหลวอื่น ๆ ที่มีโมเลกุลที่คล้ายกันเนื่องจากความจริงที่ว่าพันธบัตรไฮโดรเจนถือโมเลกุลเข้าด้วยกัน

แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักเคมีมีความสนใจในบทบาทอื่น ๆ ที่สามารถเล่นพันธบัตรไฮโดรเจนได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่นโมเลกุลน้ำในเส้นเลือดฝอยบาง ๆ ก่อให้เกิดโซ่ยาวที่ถือโดยพันธบัตรไฮโดรเจน นี่เป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับพืชที่มีการระเหยของน้ำผ่านเยื่อหุ้มใบได้อย่างมีประสิทธิภาพลากโซ่โมเลกุลของน้ำจากรากขึ้น

ตอนนี้กับผู้เขียนร่วมพวกเขายืนยันว่าพันธบัตรไฮโดรเจนยังอธิบายถึงผลกระทบของ Mpembe แนวคิดหลักของพวกเขาคือพันธบัตรไฮโดรเจนนำไปสู่การสัมผัสที่หนาแน่นยิ่งขึ้นของโมเลกุลน้ำและเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นแรงผลักจากธรรมชาติระหว่างโมเลกุลนำไปสู่การบีบอัดของพันธบัตรโควาเลนต์และการสะสมพลังงานในพวกเขา

อย่างไรก็ตามเมื่อของเหลวร้อนแรงระยะห่างระหว่างโมเลกุลที่เพิ่มขึ้นและพันธะไฮโดรเจนจะถูกยืดออกไป นอกจากนี้ยังช่วยให้คุณเพิ่มความยาวของพันธะโควาเลนต์และดึงพลังงานกลับมาสะสมในพวกเขา องค์ประกอบที่สำคัญของทฤษฎีคือความจริงที่ว่ากระบวนการที่พันธบัตรโควาเลนต์ให้พลังงานที่สะสมอยู่ในนั้นเทียบเท่ากับการระบายความร้อน!

ในความเป็นจริงเอฟเฟกต์นี้ช่วยเพิ่มกระบวนการระบายความร้อนตามปกติ ดังนั้นน้ำร้อนควรระบายความร้อนเร็วกว่าความเย็นผู้เขียนโต้เถียง และนี่คือสิ่งที่เราสังเกตเห็นในผลของการหลอกลวง

ทำไมคำอธิบายใหม่ถึงดีกว่าก่อนหน้านี้

พวกนี้ คำนวณจำนวนของการระบายความร้อนเพิ่มเติมและแสดงให้เห็นว่าสอดคล้องกับความแตกต่างที่สังเกตในการทดลอง ในการวัดความแตกต่างในอัตราการระบายความร้อนด้วยน้ำร้อนและน้ำเย็น voila! นี่คือรูปลักษณ์ที่น่าสนใจที่คุณสมบัติที่ซับซ้อนและลึกลับของน้ำที่ยังคงทำให้นักเคมีไม่ได้นอนตอนกลางคืน แม้จะมีความจริงที่ว่าความคิดของ ZI และผู้เขียนร่วมเชื่อว่ามันอาจเป็นความผิดพลาดอีกประการหนึ่งของนักทฤษฎีซึ่งนักฟิสิกส์คนอื่น ๆ จะต้องปฏิเสธ นี่เป็นเพราะทฤษฎีขาดความแข็งแกร่งแบบคาดการณ์ (อย่างน้อย - ในบทความต้นฉบับ)

Zi และผู้เขียนร่วมต้องใช้ประโยชน์จากทฤษฎีของพวกเขาสำหรับการทำนายคุณสมบัติใหม่ของน้ำซึ่งไม่ได้มาจากการใช้เหตุผลปกติ ตัวอย่างเช่นหากพันธบัตรโควาเลนต์สั้นลงสิ่งนี้ควรนำไปสู่คุณสมบัติใหม่ที่วัดได้ซึ่งไม่จำเป็นต้องประจักษ์ตนเองเป็นอย่างอื่น การเปิดและการวัดคุณสมบัติดังกล่าวจะเป็นเชอร์รี่สุดท้ายบนเค้กซึ่งขาดทฤษฎีในรูปแบบปัจจุบัน

ดังนั้นแม้จะมีข้อเท็จจริงที่ว่าพวกเขาอาจอธิบายผลกระทบของ MPEMB ได้ดีพวกเขาต้องการการพ่ายแพ้เล็กน้อยเพื่อโน้มน้าวใจผู้อื่น

เป็นเช่นนั้นพวกเขามีทฤษฎีที่น่าสนใจ

หน้า ในปี 2559 หนึ่งในผู้เขียนร่วม - Chang Sun (Chang Q. Sun) พร้อมกับ Yi Sun (Yi Sun) ตีพิมพ์คำแถลงที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของทฤษฎีที่เสนอโดยคำนึงถึงผลกระทบของพื้นผิวการพาความร้อนการแพร่กระจายรังสีและอื่น ๆ ปัจจัย - และดูเหมือนข้อตกลงที่ดีกับการทดลอง (Springer)

วรรณคดี

วรรณคดี

Ref: arxiv.org/abs/1310.6514: o: H-O Bond ผ่อนคลายผิดปกติการแก้ไข Mpemba Paradox

ต้นฉบับ: https://medium.com/the-physics-arxiv-blog/why-hot-water-freezes-faster-than-cold-physicists-solve-the-mpemba-effect-d8a2f611e853

ทำไม "อธิบายอีกครั้ง" - และเพราะมันเป็นแล้ว:

  1. https://doi.org/10.1103/physrevx.9.021060
  2. กระบวนการที่ไม่ใช่ความสมดุลของมาร์คอฟ: สามารถทำตามวิถีที่ผิดปกติได้เร็วกว่าสมดุลดังนั้นน้ำเดือดเย็นอย่างรวดเร็วจะลดลงบนวิถีการ "เร่ง" และแซงน้ำเย็น (ซึ่งทำให้เย็นลงในสภาวะสมดุลมากขึ้น)
  3. https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jctc.6b00735
  4. กลุ่ม (เช่นกันเนื่องจากพันธะไฮโดรเจน) ที่รบกวนการตกผลึก ในน้ำเดือดไม่มีกลุ่มดังกล่าวและในระหว่างการแช่แข็งพวกเขาไม่มีเวลาในการสร้างและในน้ำเป็นเวลานานของความเย็นในอดีตนอกช่องแช่แข็งและพวกเขาไม่ได้ให้มันหยุดเป็นปกติ
  5. https://aapt.scitation.org/doi/10/1119/1.18059
  6. SuperCooling ด้านล่างจุดแช่แข็งซึ่งในน้ำร้อนเดิมจะอ่อนแอเพราะความยุ่งเหยิงมากขึ้นและไม่เพียงพอที่จะจัดระเบียบในช่องแช่แข็งในกระบวนการแช่แข็ง (แต่ที่นี่เห็นได้ชัดว่าปัญหา - ในการทดลองโค้งระบายความร้อนทั้งหมดของน้ำร้อนเย็นหวัดและไม่เพียง แต่กระบวนการแช่แข็งและ "ความผิดปกติ" บนการนำความร้อนและการระบายความร้อนถ้ามันควรได้รับอิทธิพลจากการทำให้เย็นลง และการเร่งความเร็ว)

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

น้ำระเหยจากพื้นผิวและใช้ความร้อน น้ำร้อนเร็วขึ้น (เฉพาะมันไม่ชัดเจนว่าทำไมหลังจากปรับอุณหภูมิน้ำที่ร้อนแรงต่อการระเหยอย่างแข็งขันมากขึ้นแม้ว่ามันจะเย็นกว่าน้ำที่เย็นกว่านี้แล้ว)

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

วิดีโอ.

การพาไวน์ทั้งหมดที่ช่วยเพิ่มการแลกเปลี่ยนความร้อน (การหมุนเวียนการหมุนเวียนจะปั่นด้วยความเฉื่อยและหลังจากอุณหภูมิของแว่นตาปรับระดับและเป็นเวลานานหลังจากนั้น)

วารสารฟิสิกส์อเมริกัน 77, 27 (2009); https://doi.org/10/1119/1.2996187

ในทุกการสลายตัวของสิ่งสกปรก (ก๊าซ?) ในน้ำเดือดสิ่งสกปรกน้อยลงการแช่แข็งเร็วขึ้น

บทสรุป

ปรากฏการณ์ของน้ำร้อนแช่แข็งที่มีความเร็วสูงกว่าที่รู้จักในวิทยาศาสตร์เป็นผลของการหลอกลวง เหนือปรากฏการณ์ที่ขัดแย้งกันนี้จิตใจที่ยอดเยี่ยมเช่นอริสโตเติลฟรานซิสเบคอนและRené Descartes สะท้อนให้เห็นด้านบน แต่สำหรับสหัสวรรษไม่มีใครสามารถเสนอคำอธิบายที่สมเหตุสมผลสำหรับปรากฏการณ์นี้

เฉพาะในปี 1963 เด็กนักเรียนจากสาธารณรัฐ Tanganyik, Erasto Mpembe สังเกตเห็นผลกระทบนี้เกี่ยวกับตัวอย่างของไอศกรีม แต่ไม่มีผู้ใหญ่ให้คำอธิบายแก่เขา อย่างไรก็ตามนักฟิสิกส์และนักเคมีคิดอย่างจริงจังเกี่ยวกับเรื่องง่าย แต่ปรากฏการณ์ที่เข้าใจไม่ได้

ตั้งแต่นั้นมารุ่นที่แตกต่างกันได้แสดงออกหนึ่งอันดังต่อไปนี้: น้ำร้อนบางชนิดเป็นครั้งแรกที่เพิ่งระเหยไปแล้วเมื่อมันยังคงน้อยกว่าปริมาณของมันแช่แข็งน้ำเร็วขึ้น รุ่นนี้โดยอาศัยความเรียบง่ายกลายเป็นที่นิยมมากที่สุด แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่พอใจอย่างเต็มที่ ทุกวันนี้ทีมนักวิจัยจาก University of Technological University of Nanyang ในสิงคโปร์ (Nanyang Technological University) นำโดยนักเคมีศรี Zhanom (Xi Zhang) กล่าวว่าพวกเขาสามารถให้ปริศนาอายุศตวรรษเกี่ยวกับสาเหตุที่น้ำอุ่นเร็วกว่าเย็น ในฐานะผู้เชี่ยวชาญชาวจีนที่พบว่าเป็นความลับอยู่ในปริมาณของพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ

ตามที่ทราบกันดีโมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมและอะตอมไฮโดรเจนสองตัวที่จัดขึ้นพร้อมกับพันธบัตรโควาเลนต์ซึ่งดูเหมือนการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนที่ระดับอนุภาค ความจริงที่โด่งดังอีกอย่างคืออะตอมไฮโดรเจนถูกดึงดูดไปยังอะตอมออกซิเจนจากโมเลกุลใกล้เคียง - ในเวลาเดียวกันพันธบัตรไฮโดรเจนจะเกิดขึ้น

เอฟเฟกต์ MPEMBA นั้นน่าสนใจดังนั้นจึงยังคงศึกษาต่อ การศึกษาจะดำเนินการทันทีในหลายทิศทาง นักวิทยาศาสตร์จะพบสาเหตุของความขัดแย้งที่อธิบายไม่ได้และอนุญาตให้ผู้คนสามารถขยายความเป็นไปได้ของการใช้งาน

ในขณะเดียวกันโมเลกุลของน้ำจะถูกขับออกจากกันและกัน นักวิทยาศาสตร์จากสิงคโปร์สังเกตเห็น: น้ำอุ่นยิ่งใหญ่ระยะห่างระหว่างโมเลกุลของเหลวเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของกองกำลังขับไล่ เป็นผลให้พันธบัตรไฮโดรเจนถูกยืดออกไปดังนั้นจึงขอสงวนพลังงานที่มากขึ้น พลังงานนี้เปิดตัวเมื่อน้ำเย็น - โมเลกุลเข้ามาใกล้กันมากขึ้น และการกลับมาของพลังงานอย่างที่คุณรู้และหมายถึงการระบายความร้อน

ในฐานะนักเคมีเขียนในบทความของพวกเขาซึ่งสามารถพบได้บนเว็บไซต์ของ preprints of arxiv.org ในน้ำร้อนพันธบัตรไฮโดรเจนมีความตึงเครียดมากกว่าในเย็น ดังนั้นจึงปรากฎว่าในพันธะไฮโดรเจนของน้ำร้อนจะถูกเก็บพลังงานมากขึ้นซึ่งหมายความว่ามันถูกปล่อยออกมามากขึ้นในระหว่างการระบายความร้อนเพื่อลบอุณหภูมิ ด้วยเหตุนี้การแช่แข็งจึงเร็วขึ้น

จนถึงปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ได้แก้ไขความลึกลับนี้เท่านั้นในทางทฤษฎีเท่านั้น เมื่อพวกเขานำเสนอหลักฐานที่น่าเชื่อถือของรุ่นของพวกเขาคำถามของสาเหตุที่น้ำร้อนถูกแช่แข็งเร็วกว่าเย็นมันจะเป็นไปได้ที่จะปิด นอกจากนี้ในหัวข้อ: นักวิทยาศาสตร์ที่มีอายุ 100 ปีไม่สามารถเข้าใจได้ว่าทำไมกาน้ำชานักฟิสิกส์ชาวอเมริกันแก้ไขความขัดแย้งของฟิสิกส์ของแมวSchrödingerแก้ไขปริศนาระยะยาวของพฤติกรรมของฟิสิกส์อิเล็กตรอนพิสูจน์ให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กเปลี่ยนการถ่ายเทความร้อนของวัสดุในเพชรเห็นผลควอนตัม ของ zenon ทำไมน้ำร้อนถึงแช่แข็งเร็วกว่าเย็น? นี่เป็นเรื่องจริงแม้ว่ามันจะฟังดูเหลือเชื่อเพราะในกระบวนการแช่แข็งน้ำอุ่นจะต้องผ่านอุณหภูมิของน้ำเย็น ในขณะเดียวกันเอฟเฟกต์นี้ใช้ตัวอย่างเช่นลูกกลิ้งและสไลด์ในฤดูหนาวเทน้ำร้อนไม่เย็น ผู้เชี่ยวชาญแนะนำผู้ขับขี่รถยนต์ให้เติมในฤดูหนาวในถังซักผ้าเย็นและไม่ใช่น้ำร้อน ความขัดแย้งเป็นที่รู้จักในโลกในฐานะ "เอฟเฟกต์ MPEMB" ปรากฏการณ์นี้กล่าวถึงอริสโตเติล, ฟรานซิสเบคอนและRené Descartes แต่เฉพาะในปี 1963 ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ได้รับการจ่ายให้เขาและพยายามสำรวจ ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยความจริงที่ว่านักเรียนชาวแทนซาเนีย Erasto Mpembba ตั้งข้อสังเกตว่านมหวานซึ่งเขาเคยเตรียมไอศกรีมแช่แข็งเร็วขึ้นหากมีความร้อนก่อนและหยิบยกการสันนิษฐานว่าน้ำร้อนค้างเร็วกว่าเย็น เขายื่นอุทธรณ์คำชี้แจงต่อครูวิชาฟิสิกส์ แต่เขาก็หัวเราะเยาะนักเรียนพูดต่อไปนี้: "นี่ไม่ใช่ฟิสิกส์โลก แต่เป็นแพทย์ของ MPEMS" โชคดีที่เดนนิสออสบอร์นเคยอยู่ที่โรงเรียนศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยดาร์เอสซาลามา และ Mpemba ยื่นอุทธรณ์ต่อเขาด้วยคำถามเดียวกัน ศาสตราจารย์ได้รับการจัดตั้งความสงสัยน้อยลงกล่าวว่าเขาไม่สามารถตัดสินสิ่งที่เขาไม่เคยเห็นและเมื่อกลับบ้านขอให้พนักงานทำการทดลองที่เกี่ยวข้อง ดูเหมือนว่าพวกเขายืนยันคำพูดของเด็กผู้ชาย ในกรณีใด ๆ ในปี 1969 ออสบอร์นพูดเกี่ยวกับการทำงานกับ Mpembo ในนิตยสาร "Eng ฟิสิกส์. การศึกษา.

" ในปีเดียวกันจอร์จเคลล์จากสภาวิจัยแห่งชาติแคนาดาตีพิมพ์บทความที่มีรายละเอียดของปรากฏการณ์ใน "อังกฤษ

  • อเมริกัน.
  • วารสาร
  • ของ.
  • ฟิสิกส์.

"

มีหลายตัวเลือกสำหรับการอธิบายความขัดแย้งนี้:

น้ำร้อนระเหยเร็วขึ้นดังนั้นจึงลดระดับเสียงและปริมาณน้ำที่เล็กกว่าที่มีอุณหภูมิเดียวกันค้างเร็วขึ้น ในภาชนะสุญญากาศน้ำเย็นควรแช่แข็งเร็วขึ้น

การปรากฏตัวของเยื่อบุหิมะ คอนเทนเนอร์น้ำร้อนกำลัง shoaling ภายใต้ตัวเองดังนั้นจึงมีการสัมผัสทางความร้อนด้วยพื้นผิวการระบายความร้อน น้ำเย็นไม่ส่องแสงใต้มัน ในกรณีที่ไม่มีซับในหิมะคอนเทนเนอร์น้ำเย็นจะต้องแช่แข็งเร็วขึ้น

น้ำเย็นเริ่มแช่แข็งจากด้านบนดังนั้นจึงทำให้กระบวนการปล่อยความร้อนและการพาความร้อนแย่ลงและดังนั้นการสูญเสียความร้อนในขณะที่น้ำร้อนเริ่มแช่แข็งจากด้านล่าง ด้วยการกวนทางกลไกเพิ่มเติมในภาชนะบรรจุน้ำเย็นควรแช่แข็งเร็วขึ้น

การปรากฏตัวของศูนย์กลางการตกผลึกในน้ำเย็น - สารที่ละลายในนั้น ด้วยศูนย์กลางของน้ำเย็นจำนวนน้อยการเปลี่ยนแปลงของน้ำเข้าไปในน้ำแข็งเป็นเรื่องยากและอาจเป็น supercooling เมื่อมันยังคงอยู่ในสถานะของเหลวมีอุณหภูมิลบ

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการเผยแพร่คำอธิบายอื่น ดร. โจนาธานแคทซ์ (โจนาธานแคทซ์) จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันได้ตรวจสอบปรากฏการณ์นี้และมาถึงข้อสรุปว่ามีบทบาทสำคัญในการเล่นโดยสารที่ละลายในน้ำซึ่งถูกสะสมเมื่อได้รับความร้อน ภายใต้สารที่ละลายได้ดร. แคทซ์ยังหมายถึงแคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตซึ่งมีอยู่ในน้ำที่แข็ง เมื่อน้ำอุ่นสารเหล่านี้จะถูกสะสมน้ำจะอ่อนนุ่ม น้ำที่ไม่เคยอุ่นมีสิ่งสกปรกเหล่านี้มันคือ "ยาก" เมื่อมันแช่แข็งและการก่อตัวของผลึกน้ำแข็งความเข้มข้นของสิ่งสกปรกในน้ำเพิ่มขึ้น 50 เท่า ด้วยเหตุนี้จุดแช่แข็งน้ำจึงลดลง

คำอธิบายนี้ดูเหมือนจะไม่น่าเชื่อเพราะ ไม่จำเป็นต้องลืมว่าผลที่พบในการทดลองกับไอศกรีมไม่ใช่น้ำที่แข็ง ส่วนใหญ่เป็นสาเหตุของปรากฏการณ์ของ therphysical และไม่ใช่สารเคมี

ในขณะที่ไม่ได้รับคำอธิบายที่ไม่สมเหตุสมผลของความขัดแย้งของ MPEMB ฉันต้องบอกว่านักวิทยาศาสตร์บางคนไม่พิจารณาความขัดแย้งนี้ที่ควรค่าแก่การเอาใจใส่ อย่างไรก็ตามมันน่าสนใจมากที่เด็กนักเรียนที่เรียบง่ายได้รับการยอมรับจากผลกระทบทางกายภาพและได้รับความนิยมเนื่องจากความอยากรู้อยากเห็นและความเพียร

เพิ่มในเดือนกุมภาพันธ์ 2014

หมายเหตุถูกเขียนขึ้นในปี 2011 ตั้งแต่นั้นมาศึกษาใหม่ของผลกระทบของ MPEMBI และความพยายามใหม่ที่จะอธิบายได้ปรากฏขึ้น ดังนั้นในปี 2555 สมาคมเคมีของบริเตนใหญ่ประกาศการแข่งขันระดับนานาชาติเพื่อแก้ปัญหาความลับทางวิทยาศาสตร์ "MPEMBI Effect" ด้วยกองทุนรวม 1,000 ปอนด์ กำหนดเวลาถูกติดตั้งในวันที่ 30 กรกฎาคม 2012 Nikola Beregovik จากห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยซาเกร็บกลายเป็นผู้ชนะ เขาตีพิมพ์งานของเขาที่เขาวิเคราะห์ความพยายามก่อนหน้านี้ที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้และสรุปว่าพวกเขาไม่น่าเชื่อ แบบจำลองที่เสนอโดยพวกเขาขึ้นอยู่กับคุณสมบัติขั้นพื้นฐานของน้ำ ผู้ที่ต้องการสามารถหางานในลิงค์ http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

การวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้ยังไม่เสร็จสมบูรณ์ ในปี 2013 ฟิสิกส์จากสิงคโปร์พิสูจน์ให้เห็นถึงสาเหตุของผลของ Empube งานสามารถพบได้โดยอ้างอิง http://arxiv.org/abs/1310.6514

คล้ายกับหัวข้อของบทความบนเว็บไซต์:

451 องศาฟาเรนไฮต์อุณหภูมิไฟกระดาษ?

เครื่องวัดอุณหภูมิอินฟราเรดทางการแพทย์ - ตำนานและความเป็นจริง ทำไมท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาวสีดำ? (Photometric Paradox)

ลึกลับของใบสีแดง

  foto14818-3ทำไมซิปและฟ้าร้องฟ้าร้อง

ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า? มันแช่แข็งได้ไหม .

คำตอบนั้นง่าย - ใช่อาจจะ

. นอกจากนี้น้ำเดือดจะหยุดเร็วกว่าเย็น สิ่งที่เร็วขึ้น: ต้มหรือเย็น h2o?

นักวิทยาศาสตร์มีการทดลองจำนวนมากและพิสูจน์ว่ามีการตกผลึกครั้งแรกของน้ำเดือด

หากในช่องแช่แข็งพร้อมกันวางสองความสามารถของปริมาณและรูปร่างเดียวกันกับน้ำเดือดและน้ำที่เรียบง่าย

ครั้งแรกจะกลายเป็นน้ำแข็งน้ำเดือดอย่างแม่นยำ

แม้ว่าถ้าคุณติดตามตรรกะมันจะต้องเย็นลงก่อนแล้วก็ตกผลึก แต่มันไม่ใช่

เป็นที่น่าสังเกตว่าเอฟเฟกต์ดังกล่าวถูกสังเกตโดยผู้คนเป็นเวลานาน

  1. foto14818-3. อริสโตเติลชี้ให้เห็นถึงสิ่งนี้ในบันทึกของเขามีความสนใจในปรากฏการณ์ของ R. Dekart อย่างไรก็ตามการศึกษาปัญหานี้อย่างรอบคอบในเวลานั้นมีคนไม่กี่คนที่ทำไม่ได้สนใจนักวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ
  2. Tanzanskaya Schoolboy คนอยากรู้อยากเห็นให้การศึกษาที่มั่นคงของหัวข้อที่พบในชีวิตประจำวันที่ของเหลวอุ่นเครื่องไม่ว่าจะเป็นนมหรือน้ำตกผลึกเร็วขึ้น
  3. ในปี 1969 การทดลองดำเนินการโดยศาสตราจารย์ D.Sboron ผู้พิสูจน์ได้รับการอนุมัติจากชายหนุ่ม จากช่วงเวลานั้นปรากฏการณ์ได้รับชื่อ "เปิด" ของเขาและกลายเป็นที่รู้จักในฐานะที่เป็นผลของ MPEMB

ทำไม?

ยังไม่ได้อธิบายอย่างเต็มที่และเข้าใจปรากฏการณ์ แต่ข้อพิพาทในหมู่นักวิทยาศาสตร์ภายใต้หัวข้อนี้ก็เพียงพอแล้ว อย่างไรก็ตามสมมติฐานบางอย่างยังคงเกิดขึ้น: .

เมื่อเดือดมีการระเหยและปริมาณน้ำลดลงซึ่งหมายความว่ากระบวนการตกผลึกถูกเปิดใช้งาน I.e. เร่ง

ก๊าซที่ละลายในน้ำระเหยดังนั้นความหนาแน่นของน้ำในสถานะการต้มสูงกว่าอุณหภูมิของน้ำ เป็นที่ทราบกันดีว่าเปอร์เซ็นต์ความหนาแน่นสูงมีส่วนช่วยในอัตราการระบายความร้อน

การแช่แข็งของน้ำร้อนเริ่มที่จะไปด้านล่างและชั้นพื้นผิวด้านบนยังคงเป็นอิสระ วิธีนี้ช่วยให้กระบวนการของการพาความร้อนและการแผ่รังสีของความร้อนไม่หยุดและไม่ช้าลง ในสภาวะปกติพื้นผิวด้านบนจะถูกเก็บรักษาไว้ที่สถานะปกติซึ่งช้าลงผลผลิตความร้อน

มีรุ่นอื่น ๆ ที่อธิบายปรากฏการณ์ที่ขัดแย้งกัน หนึ่งในนั้นถูกนำไปข้างหน้าโดยนักวิทยาศาสตร์จากวอชิงตันโดย D. Katts ในความคิดของเขาในกระบวนการเดือดน้ำจาก "ยาก" กลายเป็น "นุ่ม" ส่วนหนึ่งของสารเช่นแมกนีเซียมและแคลเซียมไบคาร์บอเนตถูกล่อลวงและไม่รบกวนการตกผลึก ดังนั้น

กระบวนการแช่แข็งของน้ำเดือดไปในบางครั้งเร็วกว่าปกติ

ความขัดแย้งนี้ใช้ในชีวิตจริงอย่างไร

การดำรงอยู่ของปรากฏการณ์ที่ขัดแย้งกันช่วยประหยัดเวลาในการเตรียมเว็บไซต์เกมและกีฬาในฤดูหนาว

ใช้ปรากฏการณ์เชิงรบและการผลิตภาคอุตสาหกรรม

Добавить комментарий