Varmt vand fryser hurtigere end koldt effekt. Hvorfor fryser varmt vand hurtigere end koldt vand? Mpemba effekt

Det virker indlysende koldt vand fryser hurtigere end varmt vand, fordi lige vilkår Varmt vand tager længere tid at afkøle og efterfølgende fryse. Men tusinder af års observationer, såvel som moderne eksperimenter, har vist, at det modsatte også er tilfældet: under visse betingelser varmt vand fryser hurtigere end koldt. Sciencium Science Channel forklarer dette fænomen:

Som forklaret i videoen ovenfor, er fænomenet med, at varmt vand fryser hurtigere end koldt vand, kendt som Mpemba-effekten, opkaldt efter Erasto Mpemba, en tanzanisk studerende, der lavede is som en del af en skoleprojekt. Eleverne skulle bringe en blanding af fløde og sukker i kog, lade den køle af og derefter lægge den i fryseren.

I stedet puttede Erasto sin blanding i med det samme, varm, uden at vente på, at den var afkølet. Som et resultat var hans blanding allerede frosset efter 1,5 time, men blandingerne af andre elever var det ikke. Interesseret i fænomenet begyndte Mpemba at studere spørgsmålet sammen med fysikprofessor Denis Osborne, og i 1969 udgav de et papir, der sagde, at varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Dette var den første peer-reviewede undersøgelse af sin art, men selve fænomenet er nævnt i Aristoteles' papirer, der dateres tilbage til det 4. århundrede f.Kr. e. Francis Bacon og Descartes bemærkede også dette fænomen i deres undersøgelser.

Videoen viser flere muligheder for at forklare, hvad der sker:

Frost er et dielektrikum, og derfor lagrer koldt vand varme bedre end et varmt glas, som smelter is, når det kommer i kontakt med det.
Koldt vand har flere opløste gasser end varmt vand, og forskere spekulerer i, at dette kan spille en rolle for afkølingshastigheden, selvom det endnu ikke er klart, hvordan
Varmt vand mister flere vandmolekyler gennem fordampning, så der er færre tilbage at fryse
Varmt vand kan afkøle hurtigere på grund af øgede konvektive strømme. Disse strømme opstår, fordi vandet i glasset først afkøles ved overfladen og siderne, hvilket får koldt vand til at synke og varmt vand til at stige. I et varmt glas er konvektive strømme mere aktive, hvilket kan påvirke afkølingshastigheden.

Men i 2016 blev der gennemført en nøje kontrolleret undersøgelse, der viste det modsatte: varmt vand frøs meget langsommere end koldt vand. Samtidig bemærkede forskerne, at ændring af placeringen af termoelementet - en enhed, der bestemmer temperaturændringer - med kun en centimeter fører til udseendet af Mpemba-effekten. En undersøgelse af andre lignende undersøgelser viste, at i alle tilfælde, hvor denne effekt blev observeret, var der en forskydning af termoelementet inden for en centimeter.

Mpemba effekt(Mpembas paradoks) er et paradoks, der siger, at varmt vand under nogle forhold fryser hurtigere end koldt vand, selvom det skal passere koldt vands temperatur under fryseprocessen. Dette paradoks er et eksperimentelt faktum, der modsiger de sædvanlige ideer, ifølge hvilke et mere opvarmet legeme under de samme betingelser tager længere tid at afkøle til en bestemt temperatur end et mindre opvarmet legeme at afkøle til samme temperatur.

Dette fænomen blev bemærket på et tidspunkt af Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descartes, men det var først i 1963, at den tanzaniske skoledreng Erasto Mpemba opdagede, at en varm isblanding fryser hurtigere end en kold.

At være studerende på Magambinskaya Gymnasium i Tanzania gjorde Erasto Mpemba praktisk arbejde i madlavning. Han havde brug for at lave hjemmelavet is - kog mælk, opløs sukker i det, afkøl det indtil stuetemperatur og stil derefter i køleskabet til frysning. Tilsyneladende var Mpemba ikke en særlig flittig elev og forsinkede med at gennemføre den første del af opgaven. Da han frygtede, at han ikke ville nå det ved slutningen af lektionen, satte han stadig varm mælk i køleskabet. Til hans overraskelse frøs det endnu tidligere end hans kammeraters mælk, tilberedt i henhold til den givne teknologi.

Herefter eksperimenterede Mpemba ikke kun med mælk, men også med almindeligt vand. I hvert fald spurgte han allerede som elev på Mkwawa Secondary School professor Dennis Osborne fra University College i Dar Es Salaam (inviteret af skoledirektøren til at holde et foredrag om fysik for eleverne) specifikt om vand: ”Hvis du tager to identiske beholdere med lige store volumener vand, så i en af dem har vandet en temperatur på 35°C, og i den anden - 100°C, og sæt dem i fryseren, så fryser vandet hurtigere i den anden. Hvorfor?" Osborne blev interesseret i dette spørgsmål, og snart, i 1969, offentliggjorde han og Mpemba resultaterne af deres eksperimenter i tidsskriftet Physics Education. Siden da er den effekt, de opdagede, blevet kaldt Mpemba effekt.

Indtil nu er der ingen, der ved præcis, hvordan man forklarer denne mærkelige effekt. Forskere har ikke en enkelt version, selvom der er mange. Det hele handler om forskellen i egenskaberne for varmt og koldt vand, men det er endnu ikke klart, hvilke egenskaber der spiller en rolle i dette tilfælde: forskellen på underafkøling, fordampning, isdannelse, konvektion eller virkningen af flydende gasser på vand kl. forskellige temperaturer.

Det paradoksale ved Mpemba-effekten er, at den tid, hvor kroppen køler ned til temperatur miljø, skal være proportional med temperaturforskellen mellem denne krop og miljøet. Denne lov blev etableret af Newton og er siden blevet bekræftet mange gange i praksis. I denne effekt afkøles vand med en temperatur på 100°C til en temperatur på 0°C hurtigere end den samme mængde vand med en temperatur på 35°C.

Dette indebærer dog endnu ikke et paradoks, da Mpemba-effekten kan forklares inden for rammerne af kendt fysik. Her er nogle forklaringer på Mpemba-effekten:

Fordampning

Varmt vand fordamper hurtigere fra beholderen, hvorved dets volumen reduceres, og en mindre mængde vand ved samme temperatur fryser hurtigere. Vand opvarmet til 100 C mister 16 % af sin masse, når det afkøles til 0 C.

Fordampningseffekten er en dobbelt effekt. For det første falder mængden af vand, der kræves til afkøling. Og for det andet falder temperaturen på grund af det faktum, at fordampningsvarmen ved overgangen fra vandfasen til dampfasen falder.

Temperaturforskel

På grund af temperaturforskellen mellem varmt vand og der er mere kold luft - derfor er varmevekslingen i dette tilfælde mere intens, og det varme vand afkøles hurtigere.

Hypotermi

Når vandet afkøles til under 0 C, fryser det ikke altid. Under nogle forhold kan det undergå superafkøling og fortsætte med at forblive flydende ved temperaturer under frysepunktet. I nogle tilfælde kan vand forblive flydende selv ved en temperatur på –20 C.

Årsagen til denne effekt er, at for at de første iskrystaller kan begynde at dannes, er der brug for krystaldannelsescentre. Hvis de ikke er til stede i flydende vand, så vil superafkøling fortsætte, indtil temperaturen falder nok til, at krystaller begynder at dannes spontant. Når de begynder at dannes i den superafkølede væske, vil de begynde at vokse hurtigere og danne slush ice, som vil fryse til is.

Varmt vand er mest modtageligt for hypotermi, fordi opvarmning af det fjerner opløste gasser og bobler, som igen kan tjene som centre for dannelsen af iskrystaller.

Hvorfor får hypotermi varmt vand til at fryse hurtigere? Ved koldt vand, der ikke er superafkølet, sker følgende. I dette tilfælde vil der dannes et tyndt lag is på overfladen af fartøjet. Dette islag vil fungere som en isolator mellem vandet og den kolde luft og vil forhindre yderligere fordampning. Hastigheden for dannelse af iskrystaller vil i dette tilfælde være lavere. I tilfælde af varmt vand, der udsættes for underafkøling, har det underafkølede vand ikke et beskyttende overfladelag af is. Derfor taber den meget hurtigere varme gennem den åbne top.

Når superafkølingsprocessen slutter, og vandet fryser, går der meget mere varme tab, og der dannes derfor mere is.

Mange forskere af denne effekt anser hypotermi for at være hovedfaktoren i tilfælde af Mpemba-effekten.

Konvektion

Koldt vand begynder at fryse oppefra og forværrer derved processerne med varmestråling og konvektion og dermed varmetab, mens varmt vand begynder at fryse nedefra.

Denne effekt forklares af en anomali i vandtætheden. Vand har en maksimal massefylde ved 4 C. Hvis du afkøler vand til 4 C og sætter det ved en lavere temperatur, fryser overfladelaget af vand hurtigere. Fordi dette vand er mindre tæt end vand ved en temperatur på 4 C, vil det forblive på overfladen og danne et tyndt koldt lag. Under disse forhold vil der inden for kort tid dannes et tyndt lag is på overfladen af vandet, men dette islag vil tjene som en isolator, der beskytter de nederste lag af vand, som forbliver ved en temperatur på 4 C. Derfor videre proces afkøling vil ske langsommere.

Ved varmt vand er situationen en helt anden. Overfladelaget af vand afkøles hurtigere på grund af fordampning og større forskel temperaturer Derudover er koldtvandslag tættere end varmtvandslag, så koldtvandslaget vil synke ned og hæve laget varmt vand til overfladen. Denne cirkulation af vand sikrer et hurtigt fald i temperaturen.

Men hvorfor når denne proces ikke et ligevægtspunkt? For at forklare Mpemba-effekten ud fra dette konvektionssynspunkt ville det være nødvendigt at antage, at de kolde og varme lag af vand adskilles, og selve konvektionsprocessen fortsætter efter gennemsnitstemperatur vand vil falde til under 4 C.

Der er dog ingen eksperimentelle beviser, der understøtter denne hypotese om, at kolde og varme lag af vand adskilles ved konvektionsprocessen.

Gasser opløst i vand

Vand indeholder altid gasser opløst i det - ilt og carbondioxid. Disse gasser har evnen til at reducere vandets frysepunkt. Når vand opvarmes, frigives disse gasser fra vandet, fordi deres opløselighed i vand er høj temperatur under. Når varmt vand afkøles, indeholder det derfor altid færre opløste gasser end i uopvarmet koldt vand. Derfor er frysepunktet for opvarmet vand højere, og det fryser hurtigere. Denne faktor betragtes nogle gange som den vigtigste til at forklare Mpemba-effekten, selvom der ikke er nogen eksperimentelle data, der bekræfter dette faktum.

Varmeledningsevne

Denne mekanisme kan spille en væsentlig rolle, når vandet placeres i køleafdelingens fryser i små beholdere. Under disse forhold blev det bemærket, at en beholder med varmt vand smelter is under den fryser, hvorved den termiske kontakt med fryserens væg og den termiske ledningsevne forbedres. Som følge heraf fjernes varme fra en varmtvandsbeholder hurtigere end fra en kold. Til gengæld smelter en beholder med koldt vand ikke sneen nedenunder.

Alle disse (såvel som andre) tilstande blev undersøgt i mange eksperimenter, men et klart svar på spørgsmålet - hvilken af dem giver en hundrede procent reproduktion af Mpemba-effekten - blev aldrig opnået.

For eksempel undersøgte den tyske fysiker David Auerbach i 1995 effekten af superkølende vand på denne effekt. Han opdagede, at varmt vand, der når en underafkølet tilstand, fryser ved en højere temperatur end koldt vand og derfor hurtigere end sidstnævnte. Men koldt vand når en superafkølet tilstand hurtigere end varmt vand, og kompenserer derved for den tidligere forsinkelse.

Derudover modsagde Auerbachs resultater tidligere data om, at varmt vand var i stand til at opnå større underkøling på grund af færre krystallisationscentre. Når vand opvarmes, fjernes gasser, der er opløst i det, og når det koges, udfældes nogle salte, der er opløst i det.

Indtil videre kan kun én ting siges - reproduktionen af denne effekt afhænger væsentligt af betingelserne, hvorunder eksperimentet udføres. Netop fordi det ikke altid gengives.

Der er mange faktorer, der har indflydelse på, hvilket vand der fryser hurtigere, varmt eller koldt, men selve spørgsmålet virker lidt mærkeligt. Implikationen, og det er kendt fra fysikken, er, at varmt vand stadig skal have tid til at køle af til temperaturen på det kolde vand, der sammenlignes, for at blive til is. Koldt vand kan springe denne fase over, og følgelig vinder det tid.

Men svaret på spørgsmålet om, hvilket vand fryser hurtigere - koldt eller varmt - udenfor i kulden, ved enhver beboer nordlige breddegrader. Rent videnskabeligt viser det sig, at under alle omstændigheder er koldt vand simpelthen bundet til at fryse hurtigere.

Fysiklæreren, som blev opsøgt af skoleeleven Erasto Mpemba i 1963, mente det samme med en anmodning om at forklare, hvorfor den kolde blanding af fremtidig is tager længere tid at fryse end en lignende, men varm.

"Dette er ikke universel fysik, men en slags Mpemba-fysik"

På det tidspunkt lo læreren kun af dette, men Deniss Osborne, en professor i fysik, som på et tidspunkt besøgte den samme skole, hvor Erasto studerede, bekræftede eksperimentelt tilstedeværelsen af en sådan effekt, selvom der ikke var nogen forklaring på det dengang. I 1969 blev en fælles artikel af disse to personer publiceret i et populærvidenskabeligt tidsskrift, som beskrev denne ejendommelige effekt.

Siden da har spørgsmålet om, hvilket vand der fryser hurtigere - varmt eller koldt - i øvrigt sit eget navn - Mpemba-effekten eller paradokset.

Spørgsmålet har eksisteret i lang tid

Naturligvis fandt et sådant fænomen sted før, og det blev nævnt i andre videnskabsmænds værker. Ikke kun skolebarnet var interesseret i dette spørgsmål, men Rene Descartes og endda Aristoteles tænkte også over det på et tidspunkt.

Men de begyndte først at lede efter tilgange til at løse dette paradoks i slutningen af det tyvende århundrede.

Betingelser for at et paradoks kan opstå

Som med is, er det ikke kun almindeligt vand, der fryser under forsøget. Visse forhold skal være til stede for at begynde at skændes, hvilket vand der fryser hurtigere - koldt eller varmt. Hvad påvirker forløbet af denne proces?

Nu, i det 21. århundrede, er der fremsat flere muligheder, der kan forklare dette paradoks. Hvilket vand der fryser hurtigere, varmt eller koldt, kan afhænge af, at det har en højere fordampningshastighed end koldt vand. Dens volumen falder således, og efterhånden som volumen falder, bliver frysetiden kortere, end hvis vi tager den samme begyndelsesvolumen koldt vand.

Det er et stykke tid siden, du tøede fryseren op.

Hvilket vand der fryser hurtigere, og hvorfor det sker, kan være påvirket af snebeklædningen, der kan være til stede i fryseren i det køleskab, der blev brugt til forsøget. Hvis du tager to beholdere, der er identiske i volumen, men den ene af dem indeholder varmt vand og den anden kold, vil beholderen med varmt vand smelte sneen nedenunder og derved forbedre kontakten mellem det termiske niveau og væggen i køleskabet. En beholder med koldt vand kan ikke gøre dette. Hvis der ikke er en sådan snebeklædning i køleskabet, skal koldt vand fryse hurtigere.

Top bund

Fænomenet, hvor vand fryser hurtigere - varmt eller koldt - forklares også som følger. Efter visse love begynder koldt vand at fryse kl øverste lag, når den er varm, gør den det modsatte - den begynder at fryse nedefra og op. Det viser sig, at koldt vand, der har et koldt lag på toppen med is, der allerede er dannet på steder, dermed forværrer processerne med konvektion og termisk stråling og forklarer derved, hvilket vand der fryser hurtigere - koldt eller varmt. Billeder fra amatøreksperimenter er vedhæftet, og det er tydeligt synligt her.

Varmen går ud, suser opad, og der møder den et meget køligt lag. Der er ingen fri vej for varmestråling, så afkølingsprocessen bliver vanskelig. Varmt vand har absolut ingen sådanne forhindringer på sin vej. Som fryser hurtigere - koldt eller varmt, som det sandsynlige udfald afhænger af, kan du udvide svaret ved at sige, at ethvert vand har visse stoffer opløst i sig.

Urenheder i vand som en faktor, der påvirker resultatet

Hvis man ikke snyder og bruger vand med samme sammensætning, hvor koncentrationerne af visse stoffer er identiske, så burde koldt vand fryse hurtigere. Men hvis en situation opstår, når den er opløst kemiske elementer kun fås i varmt vand, og koldt vand har dem ikke, så er der mulighed for, at varmt vand fryser tidligere. Dette forklares ved, at opløste stoffer i vand skaber krystallisationscentre, og med et lille antal af disse centre, omdannelsen af vand til fast tilstand svært. Det er endda muligt, at vandet vil være underafkølet, i den forstand, at det ved minusgrader vil være i flydende tilstand.

Men alle disse versioner passede tilsyneladende ikke helt til forskerne, og de fortsatte med at arbejde med dette spørgsmål. I 2013 sagde et team af forskere i Singapore, at de havde løst et ældgammelt mysterium.

En gruppe kinesiske videnskabsmænd hævder, at hemmeligheden bag denne effekt ligger i mængden af energi, der er lagret mellem vandmolekyler i dets bindinger, kaldet brintbindinger.

Svaret fra kinesiske videnskabsmænd

Det følgende er information, for at forstå hvilke du skal have en vis viden om kemi for at forstå, hvilket vand der fryser hurtigere - varmt eller koldt. Det består som bekendt af to H (brint) atomer og et O (ilt) atom, holdt sammen af kovalente bindinger.

Men også brintatomerne i et molekyle tiltrækkes af nabomolekyler, til deres iltkomponent. Disse bindinger kaldes hydrogenbindinger.

Det er værd at huske på, at på samme tid har vandmolekyler en frastødende effekt på hinanden. Forskere bemærkede, at når vand opvarmes, øges afstanden mellem dets molekyler, og dette lettes af frastødende kræfter. Det viser sig, at ved at indtage samme afstand mellem molekylerne i kold tilstand, kan de siges at strække sig, og de har en større energiforsyning. Det er denne energireserve, der frigives, når vandmolekyler begynder at bevæge sig tættere på hinanden, det vil sige, at der sker afkøling. Det viser sig, at en større reserve af energi i varmt vand, og dens større frigivelse ved afkøling til minusgrader, sker hurtigere end i koldt vand, som har en mindre reserve af sådan energi. Så hvilket vand fryser hurtigere - koldt eller varmt? På gaden og i laboratoriet skulle Mpembas paradoks opstå, og varmt vand skulle hurtigere blive til is.

Men spørgsmålet er stadig åbent

Der er kun teoretisk bekræftelse af denne løsning - det hele er skrevet smukke formler og det virker plausibelt. Men når de eksperimentelle data, som vand fryser hurtigere - varmt eller koldt - tages i brug, og deres resultater præsenteres, så kan spørgsmålet om Mpembas paradoks betragtes som lukket.

Dette er sandt, selvom det lyder utroligt, for under fryseprocessen skal forvarmet vand passere koldt vands temperatur. I mellemtiden er denne effekt meget brugt. For eksempel er skøjtebaner og rutsjebaner fyldt med varmt i stedet for koldt vand om vinteren. Eksperter råder bilister til at hælde koldt, ikke varmt, vand i vaskebeholderen om vinteren. Paradokset er kendt i verden som "Mpemba-effekten".

Dette fænomen blev nævnt på et tidspunkt af Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descartes, men først i 1963 var fysikprofessorer opmærksomme på det og forsøgte at studere det. Det hele startede, da den tanzaniske skoledreng Erasto Mpemba bemærkede, at den sødede mælk, han brugte til at lave is, frøs hurtigere, hvis den blev forvarmet, og antog, at varmt vand frøs hurtigere end koldt vand. Han henvendte sig til fysiklæreren for at få afklaring, men han lo kun af eleven og sagde følgende: "Dette er ikke universel fysik, men Mpemba-fysik."

Heldigvis besøgte Dennis Osborne, en fysikprofessor fra University of Dar es Salaam, skolen en dag. Og Mpemba henvendte sig til ham med det samme spørgsmål. Professoren var mindre skeptisk, sagde, at han ikke kunne bedømme noget, han aldrig havde set, og da han vendte hjem bad han sine medarbejdere om at udføre passende eksperimenter. De så ud til at bekræfte drengens ord. Under alle omstændigheder talte Osborne i 1969 om arbejdet med Mpemba i det engelske magasin. FysikUddannelse" Samme år publicerede George Kell fra Canadas National Research Council en artikel, der beskrev fænomenet på engelsk. amerikanskTidsskriftafFysik».

Der er flere mulige forklaringer på dette paradoks:

Varmt vand fordamper hurtigere og reducerer derved dets volumen, og en mindre mængde vand ved samme temperatur fryser hurtigere. I lufttætte beholdere skal koldt vand fryse hurtigere.
Tilgængelighed af sneforing. En beholder med varmt vand smelter sneen nedenunder og forbedrer derved den termiske kontakt med den kølende overflade. Koldt vand smelter ikke sneen nedenunder. Hvis der ikke er nogen snowliner, skal koldtvandsbeholderen fryse hurtigere.
Koldt vand begynder at fryse oppefra og forværrer derved processerne med varmestråling og konvektion og dermed varmetab, mens varmt vand begynder at fryse nedefra. Med yderligere mekanisk blanding af vand i beholdere skulle koldt vand fryse hurtigere.
Tilstedeværelsen af krystallisationscentre i afkølet vand - stoffer opløst i det. Med et lille antal af sådanne centre i koldt vand er omdannelsen af vand til is vanskelig, og endda superafkøling er mulig, når det forbliver i en flydende tilstand med en temperatur under nul.

En anden forklaring blev for nylig offentliggjort. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) fra University of Washington studerede dette fænomen og kom til den konklusion, at en vigtig rolle i det spilles af stoffer opløst i vand, som udfældes ved opvarmning.
Under opløst stoffer dr. Katz refererer til calcium- og magnesiumbicarbonater, som findes i hårdt vand. Når vandet opvarmes, udfældes disse stoffer, og vandet bliver "blødt". Vand, der aldrig er blevet opvarmet, indeholder disse urenheder og er "hårdt". Når det fryser, og der dannes iskrystaller, stiger koncentrationen af urenheder i vandet 50 gange. På grund af dette falder vandets frysepunkt.

Denne forklaring virker ikke overbevisende for mig, fordi... Vi må ikke glemme, at effekten blev opdaget i forsøg med is, og ikke med hårdt vand. Mest sandsynligt er årsagerne til fænomenet termofysiske, ikke kemiske.

Indtil videre er der ikke opnået nogen entydig forklaring på Mpembas paradoks. Det skal siges, at nogle videnskabsmænd ikke anser dette paradoks for at være opmærksomhed. Det er imidlertid meget interessant, at en simpel skoledreng opnåede anerkendelse af den fysiske effekt og opnåede popularitet på grund af sin nysgerrighed og udholdenhed.

Tilføjet februar 2014

Notatet er skrevet i 2011. Siden er der dukket nye undersøgelser af Mpemba-effekten og nye forsøg på at forklare den op. Således annoncerede Royal Society of Chemistry i Storbritannien i 2012 international konkurrence at løse det videnskabelige mysterium "The Mpemba Effect" med en præmiefond på £1.000. Fristen blev sat til den 30. juli 2012. Vinderen blev Nikola Bregovic fra laboratoriet på Zagrebs universitet. Han udgav sit arbejde, hvori han analyserede tidligere forsøg på at forklare dette fænomen og kom til den konklusion, at de ikke var overbevisende. Den model, han foreslog, er baseret på vands grundlæggende egenskaber. Interesserede kan finde et job på http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Forskningen sluttede ikke der. I 2013 beviste fysikere fra Singapore teoretisk årsagen til Mepemba-effekten. Værket kan findes på http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Relaterede artikler på webstedet:

Andre artikler i dette afsnit

Kommentarer:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Hvorfor fordamper varmt vand hurtigere? Forskere har praktisk talt bevist, at et glas varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Forskere kan ikke forklare dette fænomen af den grund, at de ikke forstår essensen af fænomenerne: varme og kulde! Varme og kulde er en fysisk fornemmelse, der forårsager vekselvirkningen mellem partikler af stof i form af modkomprimering af magnetiske bølger, der bevæger sig fra rummet og fra jordens centrum. Derfor, jo større potentialeforskellen er, denne magnetiske spænding, desto hurtigere sker energiudvekslingen ved hjælp af metoden til modgennemtrængning af en bølge ind i en anden. Altså ved diffusionsmetoden! Som svar på min artikel skriver en modstander: 1) "..Varmt vand fordamper HURTIGERE, hvilket resulterer i mindre af det, så det fryser hurtigere" Spørgsmål! Hvilken energi får vand til at fordampe hurtigere? 2) Min artikel handler om et glas, og ikke om et trætrug, som modstanderen nævner som et modargument. Hvilket ikke er korrekt! Jeg besvarer spørgsmålet: "HVORFOR FORdamper VAND I NATUREN?" Magnetiske bølger, som altid bevæger sig fra jordens centrum ud i rummet og overvinder modtrykket fra magnetiske kompressionsbølger (som altid bevæger sig fra rummet til jordens centrum), sprøjter på samme tid vandpartikler, siden de bevæger sig ud i rummet , øges de i volumen. Det vil sige, de udvider sig! Hvis de magnetiske kompressionsbølger overvindes, bliver disse vanddampe komprimeret (kondenseret) og under påvirkning af disse magnetiske kompressionskræfter vender vandet tilbage til jorden i form af nedbør! Med venlig hilsen! Alexey Mishnev.

6. oktober 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Hvad er temperatur? Temperatur er graden af elektromagnetisk spænding af magnetiske bølger med kompressions- og ekspansionsenergi. I tilfælde af en ligevægtstilstand for disse energier er temperaturen af kroppen eller stoffet i en stabil tilstand. Når ligevægtstilstanden af disse energier forstyrres, hen imod ekspansionsenergien, øges kroppen eller stoffet i rummets rumfang. Hvis energien af magnetiske bølger overstiger i kompressionsretningen, falder kroppen eller stoffet i rummets rumfang. Graden af elektromagnetisk spænding bestemmes af graden af ekspansion eller kompression af referencelegemet. Alexey Mishnev. Moiseeva Natalia

Alexey, du taler om en artikel, der beskriver dine tanker om begrebet temperatur. Men ingen læste det. Giv mig venligst et link. Generelt er dine syn på fysik meget unikke. Jeg har aldrig hørt om "elektromagnetisk udvidelse af et referencelegeme."

Yuri Kuznetsov, 04.12.2012 12:32

Der foreslås en hypotese om, at dette skyldes intermolekylær resonans og den ponderomotive tiltrækning mellem molekyler, den genererer. I koldt vand bevæger molekyler sig og vibrerer kaotisk ved forskellige frekvenser. Når vand opvarmes, med en stigning i frekvensen af vibrationer, indsnævres deres rækkevidde (forskellen i frekvenser fra flydende varmt vand til fordampningspunktet falder), molekylernes vibrationsfrekvenser nærmer sig hinanden, som et resultat af hvilken resonans opstår mellem molekylerne. Under afkøling er denne resonans delvist bevaret og forsvinder ikke med det samme. Prøv at trykke på en af de to guitarstrenge, der er i resonans. Slip nu - strengen vil begynde at vibrere igen, resonansen vil genoprette sine vibrationer. Ligeledes forsøger de eksternt afkølede molekyler i frosset vand at miste amplituden og frekvensen af vibrationer, men de "varme" molekyler inde i karret "trækker" vibrationerne tilbage og fungerer som vibratorer, og de eksterne som resonatorer. Ponderomotiv tiltrækning* opstår mellem vibratorer og resonatorer. Når tankevækkende kraft bliver mere kraft, forårsaget af den kinetiske energi af molekyler (som ikke kun vibrerer, men også bevæger sig lineært), sker der accelereret krystallisering - "Mpemba-effekten". Den ponderomotive forbindelse er meget ustabil, Mpemba-effekten afhænger stærkt af alle relaterede faktorer: mængden af vand, der skal fryses, arten af dets opvarmning, fryseforhold, temperatur, konvektion, varmeudvekslingsforhold, gasmætning, vibration af køleenheden , ventilation, urenheder, fordampning osv. Muligvis endda fra belysning... Derfor har effekten mange forklaringer og er nogle gange svær at gengive. Af samme "resonans" grund koger kogt vand hurtigere end ukogt vand - resonans bevarer intensiteten af vibrationer af vandmolekyler i nogen tid efter kogning (tabet af energi under afkøling skyldes hovedsageligt tabet af kinetisk energi i den lineære bevægelse af molekyler). Ved intens opvarmning skifter vibratormolekyler roller med resonatormolekyler i sammenligning med frysning - vibratorernes frekvens er mindre end resonatorernes frekvens, hvilket betyder, at der ikke sker tiltrækning, men frastødning mellem molekylerne, hvilket accelererer overgangen til en anden. aggregeringstilstand(par).

Vlad, 12/11/2012 03:42

Brækkede min hjerne...

Anton, 02/04/2013 02:02

1. Er denne tankevækkende tiltrækning virkelig så stor, at den påvirker varmeoverførselsprocessen? 2. Betyder det, at når alle legemer opvarmes til en bestemt temperatur, kommer deres strukturelle partikler i resonans? 3. Hvorfor forsvinder denne resonans, når den afkøles? 4. Er dette dit gæt? Hvis der er en kilde, så angiv venligst. 5. Ifølge denne teori vil formen på karret spille en vigtig rolle, og hvis den er tynd og flad, så vil forskellen i frysetiden ikke være stor, dvs. du kan tjekke dette.

Gudrat, 03/11/2013 10:12 | METAK

I koldt vand er der allerede nitrogenatomer, og afstandene mellem vandmolekyler er tættere end i varmt vand. Det vil sige konklusionen: Varmt vand optager nitrogenatomer hurtigere og samtidig fryser det hurtigt end koldt vand - det kan sammenlignes med hærdning af jern, da varmt vand bliver til is og varmt jern hærder ved hurtig afkøling!

Vladimir, 13/03/2013 06:50

eller måske dette: tætheden af varmt vand og is er mindre end tætheden af koldt vand, og derfor behøver vandet ikke at ændre dens densitet, taber noget tid, og det fryser.

Alexey Mishnev, 21/03/2013 11:50

Før vi taler om partiklers resonanser, attraktioner og vibrationer, skal vi forstå og besvare spørgsmålet: Hvilke kræfter får partikler til at vibrere? Siden, uden kinetisk energi, kan der ikke være nogen kompression. Uden komprimering kan der ikke være nogen ekspansion. Uden ekspansion kan der ikke være nogen kinetisk energi! Når man begynder at tale om strengenes resonans, gør man først en indsats, så en af disse strenge begynder at vibrere! Når man taler om tiltrækning, skal man først og fremmest angive den kraft, der får disse kroppe til at tiltrække! Jeg bekræfter, at alle legemer komprimeres af atmosfærens elektromagnetiske energi, og som komprimerer alle legemer, stoffer og elementære partikler med en kraft på 1,33 kg. ikke pr. cm2, men pr. elementær partikel, da atmosfærisk tryk ikke kan forveksles med mængden af kraft!

Dodik, 31/05/2013 02:59

Det forekommer mig, at du har glemt én sandhed - "Videnskaben begynder, hvor målinger begynder." Hvad er temperaturen på det "varme" vand? Hvad er temperaturen på det "kolde" vand? Artiklen siger ikke et ord om dette. Ud fra dette kan vi konkludere - hele artiklen er bullshit!

Grigory, 06/04/2013 12:17

Dodik, før du kalder en artikel for nonsens, skal du tænke på at lære, i det mindste lidt. Og ikke kun måle.

Dmitry, 24/12/2013 10:57

Varmtvandsmolekyler bevæger sig hurtigere end i koldt vand, på grund af dette er der tættere kontakt med miljøet, de ser ud til at absorbere al kulden, hvilket hurtigt bremser.

Ivan, 01/10/2014 05:53

Det er overraskende, at sådan en anonym artikel dukker op på dette websted. Artiklen er fuldstændig uvidenskabelig. Både forfatteren og kommentatorerne kappes med hinanden på jagt efter en forklaring på fænomenet, uden at de gider finde ud af, om fænomenet overhovedet er observeret og, hvis det observeres, under hvilke forhold. Desuden er der ikke engang enighed om, hvad vi faktisk observerer! Forfatteren insisterer således på behovet for at forklare effekten af hurtig frysning af varm is, selvom det af hele teksten (og ordene "effekten blev opdaget i eksperimenter med is") følger, at han ikke selv udførte sådanne eksperimenter. Ud fra mulighederne for "forklaring" af fænomenet, der er anført i artiklen, er det tydeligt, at de beskriver helt andre eksperimenter udført i forskellige forhold med forskellige vandige opløsninger. Både essensen af forklaringerne og den konjunktive stemning i dem tyder på, at selv en grundlæggende kontrol af de udtrykte ideer ikke blev udført. Nogen hørte ved et uheld en sjov historie og udtrykte tilfældigt sin spekulative konklusion. Undskyld, men det er ikke fysisk. Videnskabelig undersøgelse, og snakken foregår i rygerummet.

Ivan, 01/10/2014 06:10

Med hensyn til kommentarerne i artiklen om at fylde rullerne med varmt vand og forrudevaskerens reservoirer med koldt vand. Alt er enkelt her fra synspunktet elementær fysik. Skøjtebanen er fyldt med varmt vand, netop fordi den fryser langsommere. Skøjtebanen skal være plan og glat. Prøv at fylde det med koldt vand - du vil få stød og "svulme", fordi... Vandet fryser _hurtigt_ uden at nå at brede sig ud i et jævnt lag. Og den varme vil have tid til at sprede sig i et jævnt lag og vil smelte de eksisterende is- og sneknolde. Det er heller ikke svært med vaskemaskinen: hæld rent vand der er ingen mening med frost - det fryser på glasset (selv varmt); og varm frostvæske kan føre til revner af koldt glas, plus glasset vil have forhøjet temperatur frysning på grund af den accelererede fordampning af alkoholer på vej til glasset (er alle bekendt med princippet om drift af et måneskin stadig? - alkoholen fordamper, vandet forbliver).

Ivan, 01/10/2014 06:34

Men i bund og grund af fænomenet er det dumt at spørge, hvorfor to forskellige eksperimenter under forskellige forhold forløber forskelligt. Hvis eksperimentet udføres rent, skal du tage varmt og koldt vand af det samme kemisk sammensætning- tag forkølet kogende vand fra den samme kedel. Hæld i identiske beholdere (f.eks. tyndvæggede glas). Vi placerer det ikke på sneen, men på et lige så fladt, tørt underlag, for eksempel et træbord. Og ikke i en mikrofryser, men i en ret voluminøs termostat - jeg udførte et eksperiment for et par år siden på dacha, da vejret udenfor var stabilt og frostigt, omkring -25C. Vand krystalliserer ved en bestemt temperatur efter frigivelse af krystallisationsvarmen. Hypotesen bunder i udsagnet om, at varmt vand afkøles hurtigere (dette er sandt, i overensstemmelse med klassisk fysik er varmeoverførselshastigheden proportional med temperaturforskellen), men bevarer en øget afkølingshastighed, selv når dets temperatur bliver lig med temperatur på koldt vand. Spørgsmålet er, hvordan adskiller vand, der er afkølet til en temperatur på +20C udenfor, sig fra præcis det samme vand, der er afkølet til en temperatur på +20C en time før, men i et rum? Klassisk fysik (i øvrigt ikke baseret på snak i rygerummet, men på hundredtusindvis og millioner af eksperimenter) siger: intet, den videre afkølingsdynamik vil være den samme (kun det kogende vand vil nå +20 punktet senere). Og eksperimentet viser det samme: Når et glas oprindeligt koldt vand allerede havde en stærk isskorpe, tænkte det varme vand ikke engang på at fryse. P.S. Til kommentarer fra Yuri Kuznetsov. Tilstedeværelsen af en vis effekt kan anses for at være etableret, når betingelserne for dens forekomst er beskrevet, og den er konsekvent gengivet. Og når vi har ukendte eksperimenter med ukendte forhold, er det for tidligt at bygge teorier til at forklare dem, og det giver ikke noget ud fra et videnskabeligt synspunkt. P.P.S. Nå, det er umuligt at læse Alexei Mishnevs kommentarer uden tårer af ømhed - en person lever i en slags fiktiv verden, der ikke har noget at gøre med fysik og rigtige eksperimenter.

Gregory, 13/01/2014 10:58

Ivan, jeg forstår, at du tilbageviser Mpemba-effekten? Det eksisterer ikke, som dine eksperimenter viser? Hvorfor er det så berømt i fysik, og hvorfor forsøger mange at forklare det?

Ivan, 14/02/2014 01:51

God eftermiddag, Gregory! Effekten af et urent eksperiment eksisterer. Men som du forstår, er dette ikke en grund til at lede efter nye love inden for fysik, men en grund til at forbedre en eksperimentørs færdigheder. Som jeg allerede har bemærket i kommentarerne, kan forskerne i alle de nævnte forsøg på at forklare "Mpemba-effekten" ikke engang klart formulere, hvad og under hvilke forhold de måler. Og du vil sige, at det er eksperimentelle fysikere? Få mig ikke til at grine. Effekten kendes ikke i fysik, men i pseudo-videnskabelige diskussioner på forskellige fora og blogs, som der nu er et hav af. Det opfattes som en reel fysisk effekt (i betydningen som en konsekvens af nogle nye fysiske love, og ikke som en konsekvens af en forkert fortolkning eller blot en myte) af folk langt fra fysikken. Så der er ingen grund til at tale om resultaterne som en enkelt fysisk effekt forskellige eksperimenter, placeret under helt andre forhold.

Pavel, 18/02/2014 09:59

hmm, gutter... artikel til "Speed Info"... No offense... ;) Ivan har ret i alt...

Grigory, 19/02/2014 12:50

Ivan, jeg er enig i, at der nu er en masse pseudo-videnskabelige websteder, der udgiver ubekræftet sensationelt materiale.? Mpemba-effekten bliver jo stadig undersøgt. Desuden forsker forskere fra universiteter. For eksempel blev denne effekt i 2013 undersøgt af en gruppe fra University of Technology i Singapore. Se på linket http://arxiv.org/abs/1310.6514. De mener at have fundet en forklaring på denne effekt. Jeg vil ikke skrive i detaljer om essensen af opdagelsen, men efter deres mening er effekten forbundet med forskellen i energierne lagret i brintbindinger.

Moiseeva N.P. , 19/02/2014 03:04

Til alle interesserede i forskning i Mpemba-effekten har jeg suppleret lidt med materialet i artiklen og givet links, hvor du kan læse mere seneste resultater(se teksten). Tak for dine kommentarer.

Ildar, 24/02/2014 04:12 | der er ingen mening i at liste alt

Hvis denne Mpemba-effekt virkelig finder sted, så skal forklaringen søges, tror jeg, i vands molekylære struktur. Vand (som jeg lærte fra populærvidenskabelig litteratur) eksisterer ikke som individuelle H2O-molekyler, men som klynger af flere molekyler (selv dusinvis). Når temperaturen i vandet stiger, øges molekylernes bevægelseshastighed, klyngerne bryder op mod hinanden og molekylernes valensbindinger når ikke at samle store klynger. Dannelsen af klynger tager lidt mere tid end reduktionen i hastigheden af molekylær bevægelse. Og da klyngerne er mindre, vil dannelsen krystalgitter sker hurtigere. I koldt vand forhindrer det tilsyneladende store, ret stabile klynger dannelsen af et gitter; Jeg så selv på tv en mærkelig effekt, når koldt vand, der stod roligt i en krukke, forblev flydende i flere timer i kulden. Men så snart krukken blev taget op, det vil sige lidt flyttet fra sin plads, krystalliserede vandet i krukken straks, blev uigennemsigtig, og krukken sprængtes. Nå, præsten, der viste denne virkning, forklarede det med, at vandet var velsignet. Forresten viser det sig, at vand i høj grad ændrer sin viskositet afhængigt af temperaturen. Dette er umærkeligt for os som store væsner, men på niveauet med små (mm eller mindre) krebsdyr, og endnu mere bakterier, er vandets viskositet en meget væsentlig faktor. Denne viskositet, tror jeg, er også bestemt af størrelsen af vandklyngerne.

GRÅ, 15/03/2014 05:30

alt omkring os, som vi ser, er overfladiske karakteristika (egenskaber), så vi accepterer som energi kun det, vi kan måle eller bevise dets eksistens på nogen måde, ellers er det en blindgyde. dette fænomen, Mpemba-effekten, kan kun forklares med en simpel volumetrisk teori, der vil forene alt fysiske modeller i en enkelt interaktionsstruktur. det er faktisk simpelt

Nikita, 06/06/2014 04:27 | bil

Men hvordan kan du sikre dig, at vandet forbliver koldt frem for varmt, når du kører i bilen?

Alexey, 03.10.2014 01:09

Her er endnu en "opdagelse" på vej. Vand ind Plastflaske Fryser meget hurtigere med åben hætte. For sjov udførte jeg forsøget mange gange i hård frost. Effekten er åbenlys. Hej teoretikere!

Evgeniy, 27/12/2014 08:40

Princippet om en fordampningskøler. Vi tager to hermetisk lukkede flasker med koldt og varmt vand. Vi lægger den i kulden. Koldt vand fryser hurtigere. Nu tager vi de samme flasker med koldt og varmt vand, åbner dem og sætter dem i koldt. Varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Hvis vi tager to bassiner med koldt og varmt vand, så fryser det varme vand meget hurtigere. Det skyldes, at vi øger kontakten til atmosfæren. Jo mere intens fordampningen er, jo hurtigere falder temperaturen. Her skal vi nævne fugtfaktoren. Jo lavere luftfugtighed, jo stærkere fordampning og jo stærkere afkøling.

grå TOMSK, 03/01/2015 10:55

GRÅ, 15-03-2014 05:30 - fortsat Det du ved om temperatur er ikke alt. Der er noget andet der. Hvis du konstruerer en fysisk model for temperatur korrekt, vil den blive nøglen til at beskrive energiprocesser fra diffusion, smeltning og krystallisation til sådanne skalaer som en temperaturstigning med en stigning i tryk, en stigning i tryk med en stigning i temperatur. Selv den fysiske model af Solens energi vil blive tydelig ud fra ovenstående. Jeg er om vinteren. . i det tidlige forår af 20013, hvor jeg kiggede på temperaturmodeller, kompilerede jeg en generel temperaturmodel. Et par måneder senere huskede jeg temperaturparadokset, og så indså jeg... at min temperaturmodel også beskriver Mpemba-paradokset. Dette var i maj - juni 2013. Jeg er et år forsinket, men det er det bedste. Min fysiske model er en fryseramme og den kan spole både frem og tilbage og den indeholder motorisk aktivitet, den samme aktivitet hvor alting bevæger sig. Jeg har 8 års skolegang og 2 år på college med en gentagelse af emnet. 20 år er gået. Så jeg kan ikke tilskrive nogen form for fysiske modeller til berømte videnskabsmænd, og jeg kan heller ikke tilskrive formler. Så ked af det.

Andrey, 08.11.2015 08:52

Generelt har jeg en idé om, hvorfor varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Og i mine forklaringer er alt meget enkelt, hvis du er interesseret, så skriv til mig på e-mail: [e-mail beskyttet]

Andrey, 08.11.2015 08:58

Jeg er ked af, at jeg gav den forkerte Postkasse her er den rigtige mail: [e-mail beskyttet]

Victor, 23/12/2015 10:37

Det forekommer mig, at alt er enklere, sne falder her, det er fordampet gas, afkølet, så måske i koldt vejr køler den varme hurtigere ned, fordi den fordamper og straks krystalliserer uden at stige langt, og vand i gasform afkøles hurtigere end i flydende tilstand)

Bekzhan, 28/01/2016 09:18

Selv hvis nogen havde afsløret disse love i verden, der er forbundet med disse effekter, ville han ikke have skrevet her. Fra mit synspunkt ville det ikke være logisk at afsløre dets hemmeligheder til internetbrugere, når han kan offentliggøre det i berømte videnskabelige artikler. journaler og bevise det personligt før folket. Så hvad der vil blive skrevet her om denne effekt, det meste er ikke logisk.)))

Alex, 22/02/2016 12:48

Hej Eksperimenter Du har ret, når du siger, at Videnskaben begynder, hvor... ikke Målinger, men Beregninger. "Eksperiment" er et evigt og uundværligt argument for dem, der er berøvet fantasi og lineær tænkning. Det stødte alle, nu i tilfældet med E= mc2 - husker alle det? Hastigheden af molekyler, der flyver ud af koldt vand ind i atmosfæren, bestemmer mængden af energi, de transporterer væk fra vandet (afkøling er et tab af energi) hastigheden af molekyler fra varmt vand er meget højere, og energien, der transporteres væk, er i kvadrat (). hastigheden for afkøling af den resterende vandmasse) Det er alt, hvis du kommer væk fra "eksperimentering" og husker Grundlæggende Videnskab

Vladimir, 25/04/2016 10:53 | Meteo

I de dage, hvor frostvæske var sjælden, blev vand fra kølesystemet til biler i en uopvarmet garage drænet efter en arbejdsdag for ikke at afrime cylinderblokken eller radiatoren - nogle gange begge sammen. Om morgenen blev der hældt varmt vand på. I hård frost startede motorerne uden problemer. På en eller anden måde blev der hældt vand fra hanen på grund af manglen på varmt vand. Vandet frøs straks. Eksperimentet var dyrt – præcis lige så meget som det koster at købe og udskifte cylinderblok og køler på en ZIL-131 bil. Den, der ikke tror på det, lad ham tjekke det. og Mpemba eksperimenterede med is. I is sker krystallisation anderledes end i vand. Prøv at bide et stykke is og et stykke is af med tænderne. Mest sandsynligt frøs det ikke, men blev tykkere som følge af afkøling. Og ferskvand, uanset om det er varmt eller koldt, fryser ved 0*C. Koldt vand er hurtigt, men varmt vand tager tid at køle ned.

Wanderer, 05/06/2016 12:54 | til Alex

"c" - lysets hastighed i vakuum E=mc^2 - en formel, der udtrykker ækvivalensen af masse og energi

Albert, 27/07/2016 08:22

Først analogien med faste stoffer(der er ingen fordampningsproces). Jeg har for nylig loddet kobbervandrør. Processen foregår ved at opvarme en gasbrænder til loddemets smeltetemperatur. Opvarmningstiden for et led med en kobling er cirka et minut. Jeg loddede den ene led til koblingen, og efter et par minutter indså jeg, at jeg havde loddet den forkert. Det var nødvendigt at dreje røret lidt i koblingen. Jeg begyndte at varme fugen op igen med en brænder, og til min overraskelse tog det 3-4 minutter at opvarme fugen til smeltetemperaturen. Hvordan det!? Når alt kommer til alt, er røret stadig varmt, og det ser ud til, at der skal meget mindre energi til for at opvarme det til smeltetemperaturen, men alt viste sig at være det modsatte. Det handler om termisk ledningsevne, som er markant højere i et allerede opvarmet rør, og grænsen mellem det opvarmede og kolde rør har formået at flytte sig langt fra samlingen på to minutter.

Nu om vandet. Vi vil operere med koncepterne for et varmt og halvopvarmet fartøj.

I et varmt kar dannes der en smal temperaturgrænse mellem varme, meget mobile partikler og langsomt bevægende, kolde partikler, som bevæger sig relativt hurtigt fra periferien til centrum, fordi hurtige partikler ved denne grænse hurtigt afgiver deres energi (afkølede) af partikler på den anden side af grænsen. Da volumenet af eksterne kolde partikler er større, giver de hurtige partikler deres

termisk energi

, kan ikke varme de eksterne kolde partikler væsentligt op. Derfor sker processen med afkøling af varmt vand relativt hurtigt.

Halvopvarmet vand har meget lavere termisk ledningsevne, og bredden af grænsen mellem halvopvarmede og kolde partikler er meget bredere. Skiftet til midten af en så bred grænse sker meget langsommere end i tilfælde af en varm beholder., 21.08.2017 10:52

Der er ingen sådan effekt. Ak. I 2016 blev en detaljeret artikel om emnet publiceret i Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Ud fra det er det klart, at med omhyggelige eksperimenter (hvis prøverne af varmt og koldt vand er ens i alt undtagen temperatur) effekten observeres ikke .

Zavlab, 22/08/2017 05:31

Victor, 27/10/2017 03:52

"Det er det virkelig." - hvis du i skolen ikke forstod, hvad varmekapacitet og loven om energibevarelse er. Det er nemt at tjekke - til dette har du brug for: lyst, hoved, visere, vand, køleskab og vækkeur. Og skøjtebanerne, som eksperter skriver, er frosset (fyldt) med koldt vand, og den skårne is jævnes med varmt vand. Og om vinteren skal du hælde frostvæske i vaskebeholderen, ikke vand. Vandet fryser under alle omstændigheder, og koldt vand fryser hurtigere.

Irina, 23/01/2018 10:58

Forskere over hele verden har kæmpet med dette paradoks siden Aristoteles' tid, og Victor, Zavlab og Sergeev viste sig at være de klogeste.

Denis, 02/01/2018 08:51

Alt er skrevet korrekt i artiklen. Men årsagen er noget anderledes. Under kogningsprocessen fordampes den luft, der er opløst i det, fra vand, og når det kogende vand afkøles, vil dets massefylde i sidste ende være mindre end råvands densitet ved samme temperatur. Der er ingen andre grunde til forskellig varmeledningsevne end forskellige tætheder.

Zavlab, 03/01/2018 08:58 | Leder af Lab

Irina:), "videnskabsmænd rundt om i verden" kæmper ikke med dette "paradoks" for rigtige videnskabsmænd eksisterer dette "paradoks" simpelthen ikke - det er let at verificere under godt reproducerbare forhold. "Paradokset" dukkede op på grund af de irreproducerbare eksperimenter fra den afrikanske dreng Mpemba og blev oppustet af lignende "videnskabsmænd" :)

Mpemba effekt(Mpembas paradoks) - et paradoks, der siger, at varmt vand under nogle forhold fryser hurtigere end koldt vand, selvom det skal passere koldt vands temperatur i fryseprocessen. Dette paradoks er et eksperimentelt faktum, der modsiger de sædvanlige ideer, ifølge hvilke et mere opvarmet legeme under de samme betingelser tager længere tid at afkøle til en bestemt temperatur end et mindre opvarmet legeme at afkøle til samme temperatur.

Som elev på Magambi High School i Tanzania lavede Erasto Mpemba praktisk arbejde som kok. Han skulle lave hjemmelavet is - kog mælk, opløs sukker i det, afkøl det til stuetemperatur og sæt det derefter i køleskabet for at fryse. Tilsyneladende var Mpemba ikke en særlig flittig elev og forsinkede med at gennemføre den første del af opgaven. Da han frygtede, at han ikke ville nå det ved slutningen af lektionen, satte han stadig varm mælk i køleskabet. Til hans overraskelse frøs det endnu tidligere end hans kammeraters mælk, tilberedt i henhold til den givne teknologi.

Herefter eksperimenterede Mpemba ikke kun med mælk, men også med almindeligt vand. I hvert fald spurgte han allerede som elev på Mkwava Secondary School professor Dennis Osborne fra University College i Dar Es Salaam (inviteret af skoledirektøren til at holde et foredrag om fysik for eleverne) specifikt om vand: ”Hvis du tager to identiske beholdere med lige store mængder vand, så vandet i den ene har en temperatur på 35°C, og i den anden - 100°C, og sæt dem i fryseren, så fryser vandet hurtigere i den anden. Hvorfor? Osborne blev interesseret i dette spørgsmål, og snart, i 1969, offentliggjorde han og Mpemba resultaterne af deres eksperimenter i tidsskriftet Physics Education. Siden da er effekten, de opdagede, blevet kaldt Mpemba effekt.

Paradokset ved Mpemba-effekten er, at den tid, hvor en krop afkøles til den omgivende temperatur, skal være proportional med temperaturforskellen mellem denne krop og omgivelserne. Denne lov blev etableret af Newton og er siden blevet bekræftet mange gange i praksis. I denne effekt afkøles vand med en temperatur på 100°C til en temperatur på 0°C hurtigere end den samme mængde vand med en temperatur på 35°C.

Dette indebærer dog endnu ikke et paradoks, da Mpemba-effekten kan forklares inden for rammerne af kendt fysik. Her er nogle forklaringer på Mpemba-effekten:

Fordampning

Temperaturforskel

På grund af det faktum, at temperaturforskellen mellem varmt vand og kold luft er større, er varmevekslingen i dette tilfælde mere intens, og det varme vand afkøles hurtigere.

Hypotermi

Varmt vand er mest modtageligt for hypotermi, fordi opvarmning af det fjerner opløste gasser og bobler, som igen kan tjene som centre for dannelsen af iskrystaller.

Når superafkølingsprocessen slutter, og vandet fryser, går der meget mere varme tab, og der dannes derfor mere is.

Mange forskere af denne effekt anser hypotermi for at være hovedfaktoren i tilfælde af Mpemba-effekten.

Konvektion

Koldt vand begynder at fryse oppefra og forværrer derved processerne med varmestråling og konvektion og dermed varmetab, mens varmt vand begynder at fryse nedefra.

Ved varmt vand er situationen en helt anden. Overfladelaget af vand afkøles hurtigere på grund af fordampning og en større temperaturforskel. Desuden er koldtvandslag tættere end varmtvandslag, så det koldevandslag vil synke ned og hæve det varmevandslag til overfladen. Denne cirkulation af vand sikrer et hurtigt fald i temperaturen.

Men hvorfor når denne proces ikke et ligevægtspunkt? For at forklare Mpemba-effekten fra dette konvektionssynspunkt ville det være nødvendigt at antage, at de kolde og varme lag af vand adskilles, og selve konvektionsprocessen fortsætter, efter at den gennemsnitlige vandtemperatur falder til under 4 C.

Der er dog ingen eksperimentelle beviser, der understøtter denne hypotese om, at kolde og varme lag af vand adskilles ved konvektionsprocessen.

Gasser opløst i vand

Vand indeholder altid gasser opløst i det - ilt og kuldioxid. Disse gasser har evnen til at reducere vandets frysepunkt. Når vand opvarmes, frigives disse gasser fra vandet, fordi deres opløselighed i vand er lavere ved høje temperaturer. Når varmt vand afkøles, indeholder det derfor altid færre opløste gasser end i uopvarmet koldt vand. Derfor er frysepunktet for opvarmet vand højere, og det fryser hurtigere. Denne faktor betragtes nogle gange som den vigtigste til at forklare Mpemba-effekten, selvom der ikke er nogen eksperimentelle data, der bekræfter dette faktum.

Varmeledningsevne

Denne mekanisme kan spille en væsentlig rolle, når vand anbringes i køleafdelingens fryser i små beholdere. Under disse forhold er det blevet observeret, at en beholder med varmt vand smelter isen i fryseren nedenunder, hvorved den termiske kontakt med fryserens væg og den termiske ledningsevne forbedres. Som følge heraf fjernes varme fra en varmtvandsbeholder hurtigere end fra en kold. Til gengæld smelter en beholder med koldt vand ikke sneen nedenunder.

Indtil videre kan kun én ting siges - reproduktionen af denne effekt afhænger væsentligt af betingelserne, hvorunder eksperimentet udføres. Netop fordi det ikke altid gengives.

O.V. Mosin

Litterærkilder:

"Varmt vand fryser hurtigere end koldt vand. Hvorfor gør det det?", Jearl Walker i The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, nr. 3, s. 246-257; september, 1977.

"Frysningen af varmt og koldt vand", G.S. Kell i American Journal of Physics, Vol. 37, nr. 5, s. 564-565; maj, 1969.

"Superkøling og Mpemba-effekten", David Auerbach, i American Journal of Physics, Vol. 63, nr. 10, s. 882-885; oktober 1995.

"The Mpemba effect: The freezing times of hot and cold water", Charles A. Knight, i American Journal of Physics, Vol. 64, nr. 5, s. 524; maj, 1996.