Det virker åpenbart kaldt vann fryser raskere enn varmt vann, fordi like forhold Varmt vann tar lengre tid å avkjøle og deretter fryse. Imidlertid har tusenvis av år med observasjoner, så vel som moderne eksperimenter, vist at det motsatte også er sant: under visse forhold varmt vann fryser raskere enn kaldt. Sciencium Science Channel forklarer dette fenomenet:

Som forklart i videoen ovenfor, er fenomenet med at varmt vann fryser raskere enn kaldt vann kjent som Mpemba-effekten, oppkalt etter Erasto Mpemba, en tanzanisk student som laget iskrem som en del av en skoleprosjekt. Elevene måtte koke opp en blanding av fløte og sukker, la den avkjøles og deretter legge den i fryseren.

I stedet la Erasto blandingen inn umiddelbart, varm, uten å vente på at den skulle avkjøles. Som et resultat var blandingen hans allerede frosset etter 1,5 time, men de andre elevenes blandinger var det ikke. Interessert i fenomenet begynte Mpemba å studere problemet med fysikkprofessor Denis Osborne, og i 1969 publiserte de en artikkel om at varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Dette var den første fagfellevurderte studien av sitt slag, men selve fenomenet er nevnt i avisene til Aristoteles, som dateres tilbake til det 4. århundre f.Kr. e. Francis Bacon og Descartes bemerket også dette fenomenet i sine studier.

Videoen viser flere alternativer for å forklare hva som skjer:

1. Frost er et dielektrikum, og derfor lagrer frostkaldt vann varme bedre enn et varmt glass, som smelter is når det kommer i kontakt med det
2. Kaldt vann har flere oppløste gasser enn varmt vann, og forskere spekulerer i at dette kan spille en rolle i kjølehastigheten, selv om det ennå ikke er klart hvordan
3. Varmt vann mister flere vannmolekyler gjennom fordampning, så det er færre igjen å fryse
4. Varmt vann kan avkjøles raskere på grunn av økte konvektive strømmer. Disse strømmene oppstår fordi vannet i glasset avkjøles først ved overflaten og sidene, noe som får kaldt vann til å synke og varmt vann til å stige. I et varmt glass er konvektive strømmer mer aktive, noe som kan påvirke kjølehastigheten.

Men i 2016 ble det utført en nøye kontrollert studie som viste det motsatte: varmt vann frøs mye saktere enn kaldt vann. Samtidig la forskerne merke til at å endre plasseringen av termoelementet - en enhet som bestemmer temperaturendringer - med bare en centimeter fører til utseendet til Mpemba-effekten. En studie av andre lignende studier viste at i alle tilfeller der denne effekten ble observert, var det en forskyvning av termoelementet innenfor en centimeter.

Mpemba-effekt(Mpembas paradoks) er et paradoks som sier at varmt vann under noen forhold fryser raskere enn kaldt vann, selv om det må passere temperaturen til kaldt vann under fryseprosessen. Dette paradokset er et eksperimentelt faktum som motsier de vanlige ideene, ifølge hvilke en mer oppvarmet kropp bruker lengre tid på å avkjøles til en viss temperatur under de samme forholdene enn en mindre oppvarmet kropp å avkjøles til samme temperatur.

Dette fenomenet ble lagt merke til en gang av Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descartes, men det var først i 1963 at den tanzaniske skolegutten Erasto Mpemba oppdaget at en varm iskremblanding fryser raskere enn en kald.

Å være student av Magambinskaya videregående skole i Tanzania gjorde Erasto Mpemba praktisk jobb i matlaging. Han trengte å lage hjemmelaget iskrem - kok opp melk, oppløs sukker i den, avkjøl den til romtemperatur og sett deretter i kjøleskapet for å fryse. Tilsynelatende var ikke Mpemba en spesielt flittig student og forsinket å fullføre den første delen av oppgaven. I frykt for at han ikke ville klare det innen slutten av leksjonen, la han fortsatt varm melk i kjøleskapet. Til hans overraskelse frøs det enda tidligere enn melken til kameratene, tilberedt i henhold til den gitte teknologien.

Etter dette eksperimenterte Mpemba ikke bare med melk, men også med vanlig vann. I alle fall, allerede som student ved Mkwava Secondary School, spurte han professor Dennis Osborne fra University College i Dar Es Salaam (invitert av skoledirektøren til å holde et foredrag om fysikk for studentene) spesifikt om vann: «Hvis du tar to identiske beholdere med like volumer vann slik at i en av dem har vannet en temperatur på 35°C, og i den andre - 100°C, og legg dem i fryseren, så i det andre fryser vannet raskere. Hvorfor?" Osborne ble interessert i dette spørsmålet og snart, i 1969, publiserte han og Mpemba resultatene av eksperimentene deres i tidsskriftet Physics Education. Siden den gang har effekten de oppdaget blitt kalt Mpemba-effekt.

Til nå er det ingen som vet nøyaktig hvordan de skal forklare denne merkelige effekten. Forskere har ikke en eneste versjon, selv om det er mange. Alt handler om forskjellen i egenskapene til varmt og kaldt vann, men det er ennå ikke klart hvilke egenskaper som spiller en rolle i dette tilfellet: forskjellen i underkjøling, fordampning, isdannelse, konveksjon eller effekten av flytende gasser på vann kl. forskjellige temperaturer.

Paradokset med Mpemba-effekten er at den tiden kroppen kjøles ned til temperatur miljø, må være proporsjonal med temperaturforskjellen mellom denne kroppen og miljøet. Denne loven ble etablert av Newton og har siden blitt bekreftet mange ganger i praksis. I denne effekten avkjøles vann med en temperatur på 100°C til en temperatur på 0°C raskere enn samme mengde vann med en temperatur på 35°C.

Dette innebærer imidlertid ennå ikke et paradoks, siden Mpemba-effekten kan forklares innenfor rammen av kjent fysikk. Her er noen forklaringer på Mpemba-effekten:

Fordampning

Varmt vann fordamper raskere fra beholderen, og reduserer dermed volumet, og et mindre volum vann ved samme temperatur fryser raskere. Vann oppvarmet til 100 C mister 16 % av massen når det avkjøles til 0 C.

Fordampningseffekten er en dobbel effekt. For det første reduseres vannmassen som kreves for kjøling. Og for det andre synker temperaturen på grunn av det faktum at fordampningsvarmen ved overgangen fra vannfasen til dampfasen avtar.

Temperaturforskjell

På grunn av temperaturforskjellen mellom varmt vann og det er mer kald luft - derfor er varmevekslingen i dette tilfellet mer intens og det varme vannet avkjøles raskere.

Hypotermi

Når vann avkjøles under 0 C, fryser det ikke alltid. Under noen forhold kan den gjennomgå superkjøling, og fortsette å forbli flytende ved temperaturer under frysepunktet. I noen tilfeller kan vann forbli flytende selv ved en temperatur på –20 C.

Årsaken til denne effekten er at for at de første iskrystallene skal begynne å dannes, trengs det krystalldannelsessentre. Hvis de ikke er tilstede i flytende vann, vil superkjølingen fortsette til temperaturen synker nok til at krystaller kan dannes spontant. Når de begynner å dannes i den superkjølte væsken, vil de begynne å vokse raskere, og danner slush ice, som vil fryse til is.

Varmt vann er mest utsatt for hypotermi fordi oppvarming av det fjerner oppløste gasser og bobler, som igjen kan tjene som sentre for dannelse av iskrystaller.

Hvorfor fører hypotermi til at varmt vann fryser raskere? Ved kaldt vann som ikke er superkjølt, skjer følgende. I dette tilfellet vil det dannes et tynt lag med is på overflaten av fartøyet. Dette islaget vil fungere som en isolator mellom vannet og den kalde luften og vil hindre ytterligere fordampning. Hastigheten for dannelse av iskrystaller vil i dette tilfellet være lavere. Når det gjelder varmt vann som er utsatt for underkjøling, har det underkjølte vannet ikke et beskyttende overflatelag av is. Derfor mister den varmen mye raskere gjennom den åpne toppen.

Når superkjølingsprosessen avsluttes og vannet fryser, går mye mer varme tapt og det dannes derfor mer is.

Mange forskere av denne effekten anser hypotermi som hovedfaktoren når det gjelder Mpemba-effekten.

Konveksjon

Kaldt vann begynner å fryse ovenfra, og forverrer dermed prosessene med varmestråling og konveksjon, og dermed varmetapet, mens varmt vann begynner å fryse nedenfra.

Denne effekten forklares av en anomali i vanntettheten. Vann har en maksimal tetthet ved 4 C. Hvis du avkjøler vann til 4 C og setter det på lavere temperatur, vil overflatelaget med vann fryse raskere. Fordi dette vannet er mindre tett enn vann ved en temperatur på 4 C, vil det forbli på overflaten og danne et tynt kaldt lag. Under disse forholdene vil det dannes et tynt lag med is på overflaten av vannet i løpet av kort tid, men dette islaget vil tjene som en isolator og beskytte de nedre vannlagene, som forblir ved en temperatur på 4 C. Derfor videre prosess avkjøling vil skje langsommere.

Når det gjelder varmt vann er situasjonen en helt annen. Overflatelaget av vann vil avkjøles raskere på grunn av fordampning og større forskjell temperaturer I tillegg er kaldtvannslag tettere enn varmtvannslag, så kaldtvannslaget vil synke ned og heve laget varmt vann til overflaten. Denne sirkulasjonen av vann sikrer et raskt fall i temperaturen.

Men hvorfor når ikke denne prosessen et likevektspunkt? For å forklare Mpemba-effekten fra dette konveksjonssynspunktet, ville det være nødvendig å anta at de kalde og varme vannlagene separeres og selve konveksjonsprosessen fortsetter etter gjennomsnittstemperatur vannet vil synke under 4 C.

Imidlertid er det ingen eksperimentelle bevis som støtter denne hypotesen om at kalde og varme lag av vann skilles ved konveksjonsprosessen.

Gasser oppløst i vann

Vann inneholder alltid gasser oppløst i det - oksygen og karbondioksid. Disse gassene har evnen til å redusere frysepunktet til vann. Når vann varmes opp, frigjøres disse gassene fra vannet fordi deres løselighet i vann er høy temperatur under. Derfor, når varmt vann avkjøles, inneholder det alltid mindre oppløste gasser enn i uoppvarmet kaldt vann. Derfor er frysepunktet for oppvarmet vann høyere og det fryser raskere. Denne faktoren blir noen ganger betraktet som den viktigste for å forklare Mpemba-effekten, selv om det ikke er noen eksperimentelle data som bekrefter dette faktum.

Termisk ledningsevne

Denne mekanismen kan spille en betydelig rolle når vann plasseres i fryseren i kjølerommet i små beholdere. Under disse forholdene ble det lagt merke til at en beholder med varmt vann smelter is under seg fryseboks, og forbedrer derved termisk kontakt med fryserveggen og termisk ledningsevne. Som et resultat fjernes varme fra en varmtvannsbeholder raskere enn fra en kald. På sin side smelter ikke en beholder med kaldt vann snøen under.

Alle disse (så vel som andre) tilstander ble studert i mange eksperimenter, men et klart svar på spørsmålet – hvilken av dem som gir hundre prosent reproduksjon av Mpemba-effekten – ble aldri oppnådd.

For eksempel, i 1995, studerte den tyske fysikeren David Auerbach effekten av superkjølende vann på denne effekten. Han oppdaget at varmt vann, når en superkjølt tilstand, fryser ved en høyere temperatur enn kaldt vann, og derfor raskere enn sistnevnte. Men kaldt vann når en superkjølt tilstand raskere enn varmt vann, og kompenserer derved for forrige etterslep.

I tillegg motsier Auerbachs resultater tidligere data om at varmt vann var i stand til å oppnå større underkjøling på grunn av færre krystalliseringssentre. Når vann varmes opp, fjernes gasser som er oppløst i det, og når det kokes, utfelles noen salter som er oppløst i det.

Foreløpig kan bare én ting sies - reproduksjonen av denne effekten avhenger betydelig av forholdene som eksperimentet utføres under. Nettopp fordi det ikke alltid gjengis.

Det er mange faktorer som påvirker hvilket vann som fryser raskere, varmt eller kaldt, men spørsmålet i seg selv virker litt rart. Implikasjonen, og dette er kjent fra fysikken, er at varmt vann fortsatt trenger tid på å avkjøles til temperaturen til det kalde vannet som sammenlignes for å bli til is. Kaldt vann kan hoppe over dette stadiet, og følgelig vinner det tid.

Men svaret på spørsmålet om hvilket vann som fryser raskere - kaldt eller varmt - ute i kulden, vet enhver beboer nordlige breddegrader. Faktisk, vitenskapelig, viser det seg at i alle fall er kaldt vann ganske enkelt bundet til å fryse raskere.

Fysiklæreren, som ble oppsøkt av skolegutten Erasto Mpemba i 1963, mente det samme med en forespørsel om å forklare hvorfor den kalde blandingen av fremtidig iskrem tar lengre tid å fryse enn en lignende, men varm.

"Dette er ikke universell fysikk, men en slags Mpemba-fysikk"

På den tiden lo læreren bare av dette, men Deniss Osborne, professor i fysikk, som på et tidspunkt besøkte den samme skolen der Erasto studerte, bekreftet eksperimentelt tilstedeværelsen av en slik effekt, selv om det ikke var noen forklaring på det da. I 1969 ble en felles artikkel av disse to personene publisert i et populærvitenskapelig tidsskrift, som beskrev denne særegne effekten.

Siden den gang, forresten, har spørsmålet om hvilket vann som fryser raskere - varmt eller kaldt - sitt eget navn - Mpemba-effekten, eller paradokset.

Spørsmålet har eksistert lenge

Naturligvis fant et slikt fenomen sted før, og det ble nevnt i verkene til andre forskere. Ikke bare skolebarnet var interessert i dette problemet, men Rene Descartes og til og med Aristoteles tenkte også på det på en gang.

Men de begynte å se etter tilnærminger til å løse dette paradokset først på slutten av det tjuende århundre.

Forutsetninger for at et paradoks kan oppstå

Som med iskrem er det ikke bare vanlig vann som fryser under forsøket. Visse forhold må være tilstede for å begynne å krangle om hvilket vann som fryser raskere - kaldt eller varmt. Hva påvirker forløpet av denne prosessen?

Nå, i det 21. århundre, har det blitt fremsatt flere alternativer som kan forklare dette paradokset. Hvilket vann som fryser raskere, varmt eller kaldt, kan avhenge av at det har høyere fordampningshastighet enn kaldt vann. Dermed minker volumet, og etter hvert som volumet avtar, blir frysetiden kortere enn om vi tar det samme startvolumet med kaldt vann.

Det er en stund siden du tinet fryseren.

Hvilket vann som fryser raskere og hvorfor dette skjer kan påvirkes av snøfôret som kan være tilstede i fryseren til kjøleskapet som brukes til forsøket. Hvis du tar to beholdere som er identiske i volum, men en av dem inneholder varmt vann og den andre kald, vil beholderen med varmt vann smelte snøen under, og dermed forbedre kontakten mellom det termiske nivået og veggen i kjøleskapet. En beholder med kaldt vann kan ikke gjøre dette. Hvis det ikke er en slik foring med snø i kjøleseksjonen, bør kaldt vann fryse raskere.

Topp bunn

Fenomenet hvor vann fryser raskere - varmt eller kaldt - er også forklart som følger. Etter visse lover begynner kaldt vann å fryse kl øvre lag, når den er varm, gjør den det motsatte - den begynner å fryse fra bunnen og opp. Det viser seg at kaldt vann, med et kaldt lag på toppen med is allerede dannet på steder, dermed forverrer prosessene med konveksjon og termisk stråling, og forklarer derved hvilket vann som fryser raskere - kaldt eller varmt. Bilder fra amatøreksperimenter er vedlagt, og dette er godt synlig her.

Varmen går ut, suser oppover, og der møter den et veldig kjølig lag. Det er ingen fri vei for varmestråling, så kjøleprosessen blir vanskelig. Varmt vann har absolutt ingen slike hindringer i veien. Hvilken fryser raskere - kald eller varm, hva avgjør det sannsynlige utfallet? Du kan utvide svaret ved å si at ethvert vann har visse stoffer oppløst i seg.

Urenheter i vann som en faktor som påvirker resultatet

Hvis du ikke jukser og bruker vann med samme sammensetning, hvor konsentrasjonene av enkelte stoffer er identiske, bør kaldt vann fryse raskere. Men hvis en situasjon oppstår når den er oppløst kjemiske elementer er kun tilgjengelig i varmt vann, og kaldt vann ikke har dem, så er det en mulighet for at varmt vann fryser tidligere. Dette forklares med det faktum at oppløste stoffer i vann skaper krystalliseringssentre, og med et lite antall av disse sentrene vil omdannelsen av vann til fast tilstand vanskelig. Det er til og med mulig at vannet vil være underkjølt, i den forstand at det ved minusgrader vil være i flytende tilstand.

Men alle disse versjonene passet tilsynelatende ikke helt forskerne, og de fortsatte å jobbe med dette problemet. I 2013 sa et team av forskere i Singapore at de hadde løst et eldgammelt mysterium.

En gruppe kinesiske forskere hevder at hemmeligheten bak denne effekten ligger i mengden energi som er lagret mellom vannmolekyler i dens bindinger, kalt hydrogenbindinger.

Svaret fra kinesiske forskere

Det som følger er informasjon, for å forstå hvilken du trenger å ha litt kunnskap om kjemi for å forstå hvilket vann som fryser raskere - varmt eller kaldt. Som kjent består den av to H (hydrogen) atomer og ett O (oksygen) atom, holdt sammen av kovalente bindinger.

Men også hydrogenatomene til ett molekyl tiltrekkes av nabomolekyler, til deres oksygenkomponent. Disse bindingene kalles hydrogenbindinger.

Det er verdt å huske at samtidig har vannmolekyler en frastøtende effekt på hverandre. Forskere bemerket at når vann varmes opp, øker avstanden mellom molekylene, og dette forenkles av frastøtende krefter. Det viser seg at ved å oppta samme avstand mellom molekylene i kald tilstand, kan de sies å strekke seg, og de har større tilførsel av energi. Det er denne energireserven som frigjøres når vannmolekyler begynner å bevege seg nærmere hverandre, det vil si at det oppstår avkjøling. Det viser seg at en større reserve av energi i varmt vann, og dens større frigjøring ved avkjøling til minusgrader, skjer raskere enn i kaldt vann, som har en mindre reserve av slik energi. Så hvilket vann fryser raskere - kaldt eller varmt? På gaten og i laboratoriet bør Mpembas paradoks oppstå, og varmt vann skal bli til is raskere.

Men spørsmålet er fortsatt åpent

Det er bare teoretisk bekreftelse på denne løsningen - alt er skrevet vakre formler og det virker plausibelt. Men når de eksperimentelle dataene om hvilke vann fryser raskere - varmt eller kaldt - tas i bruk, og resultatene deres presenteres, kan spørsmålet om Mpembas paradoks betraktes som lukket.

Dette er sant, selv om det høres utrolig ut, for under fryseprosessen må forvarmet vann passere temperaturen til kaldt vann. I mellomtiden er denne effekten mye brukt. For eksempel er skøytebaner og sklier fylt med varmt i stedet for kaldt vann om vinteren. Eksperter anbefaler bilister å helle kaldt, ikke varmt vann i vaskereservoaret om vinteren. Paradokset er kjent i verden som "Mpemba-effekten".

Dette fenomenet ble nevnt en gang av Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descartes, men først i 1963 tok fysikkprofessorer oppmerksomhet til det og forsøkte å studere det. Det hele startet da den tanzaniske skolegutten Erasto Mpemba la merke til at den søte melken han brukte til å lage is frøs raskere hvis den ble forvarmet og antok at varmt vann frøs raskere enn kaldt vann. Han henvendte seg til fysikklæreren for å få avklaring, men han lo bare av studenten og sa følgende: "Dette er ikke universell fysikk, men Mpemba-fysikk."

Heldigvis besøkte Dennis Osborne, en fysikkprofessor fra University of Dar es Salaam, skolen en dag. Og Mpemba henvendte seg til ham med det samme spørsmålet. Professoren var mindre skeptisk, sa at han ikke kunne bedømme noe han aldri hadde sett, og da han kom hjem ba han personalet om å utføre passende eksperimenter. De så ut til å bekrefte guttens ord. I alle fall, i 1969, snakket Osborne om å jobbe med Mpemba i det engelske magasinet. Fysikkutdanning" Samme år publiserte George Kell fra Canadas nasjonale forskningsråd en artikkel som beskrev fenomenet på engelsk. amerikanskTidsskriftavFysikk».

Det er flere mulige forklaringer på dette paradokset:

• Varmt vann fordamper raskere, og reduserer dermed volumet, og et mindre volum vann ved samme temperatur fryser raskere. Kaldt vann skal fryse raskere i lufttette beholdere.
• Tilgjengelighet av snøfôr. En beholder med varmt vann smelter snøen under, og forbedrer dermed termisk kontakt med kjøleoverflaten. Kaldt vann smelter ikke snøen under. Hvis det ikke er snøfôr, bør kaldtvannsbeholderen fryse raskere.
• Kaldt vann begynner å fryse ovenfra, og forverrer dermed prosessene med varmestråling og konveksjon, og dermed varmetapet, mens varmt vann begynner å fryse nedenfra. Med ytterligere mekanisk blanding av vann i beholdere, bør kaldt vann fryse raskere.
• Tilstedeværelsen av krystalliseringssentre i avkjølt vann - stoffer oppløst i det. Med et lite antall slike sentre i kaldt vann, er transformasjonen av vann til is vanskelig, og til og med superkjøling er mulig når det forblir i flytende tilstand, med en temperatur under null.

En annen forklaring ble nylig publisert. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) fra University of Washington studerte dette fenomenet og kom til den konklusjonen at en viktig rolle i det spilles av stoffer oppløst i vann, som utfelles ved oppvarming.
Under oppløst stoffer dr. Katz refererer til kalsium- og magnesiumbikarbonater, som finnes i hardt vann. Når vannet varmes opp, feller disse stoffene ut og vannet blir "mykt". Vann som aldri har blitt varmet opp inneholder disse urenhetene og er "hardt". Når det fryser og det dannes iskrystaller, øker konsentrasjonen av urenheter i vannet 50 ganger. På grunn av dette synker frysepunktet til vannet.

Denne forklaringen virker ikke overbevisende for meg, fordi... Vi må ikke glemme at effekten ble oppdaget i eksperimenter med iskrem, og ikke med hardt vann. Mest sannsynlig er årsakene til fenomenet termofysiske, ikke kjemiske.

Foreløpig har man ikke fått noen entydig forklaring på Mpembas paradoks. Det må sies at noen forskere ikke anser dette paradokset som verdig oppmerksomhet. Imidlertid er det veldig interessant at en enkel skolegutt oppnådde anerkjennelse av den fysiske effekten og fikk popularitet på grunn av sin nysgjerrighet og utholdenhet.

Lagt til februar 2014

Notatet ble skrevet i 2011. Siden den gang har det dukket opp nye studier av Mpemba-effekten og nye forsøk på å forklare den. Derfor kunngjorde Royal Society of Chemistry of Great Britain i 2012 internasjonal konkurranseå løse det vitenskapelige mysteriet «The Mpemba Effect» med et premiefond på £1000. Fristen ble satt til 30. juli 2012. Vinneren ble Nikola Bregovic fra laboratoriet ved Universitetet i Zagreb. Han publiserte sitt arbeid der han analyserte tidligere forsøk på å forklare dette fenomenet og kom til den konklusjon at de ikke var overbevisende. Modellen han foreslo er basert på de grunnleggende egenskapene til vann. De som er interesserte kan finne en jobb på http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Forskningen sluttet ikke der. I 2013 beviste fysikere fra Singapore teoretisk årsaken til Mepemba-effekten. Verket finnes på http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Relaterte artikler på nettstedet:

Andre artikler i denne delen

Kommentarer:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Hvorfor fordamper varmt vann raskere? Forskere har praktisk talt bevist at et glass varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Forskere kan ikke forklare dette fenomenet av den grunn at de ikke forstår essensen av fenomenene: varme og kulde! Varme og kulde er en fysisk følelse som forårsaker samspillet mellom partikler av materie, i form av motkomprimering av magnetiske bølger som beveger seg fra verdensrommet og fra midten av jorden. Derfor, jo større potensialforskjellen er, denne magnetiske spenningen, desto raskere skjer energiutvekslingen ved hjelp av metoden for motpenetrering av en bølge inn i en annen. Altså ved diffusjonsmetoden! Som svar på artikkelen min skriver en motstander: 1) "..Varmt vann fordamper RASKERE, noe som resulterer i mindre av det, så det fryser raskere" Spørsmål! Hvilken energi får vann til å fordampe raskere? 2) Artikkelen min handler om et glass, og ikke om et tretrau, som motstanderen trekker frem som et motargument. Noe som ikke er riktig! Jeg svarer på spørsmålet: "HVORFOR FORdamper VANN I NATUREN?" Magnetiske bølger, som alltid beveger seg fra jordens sentrum til verdensrommet, og overvinner mottrykket til magnetiske kompresjonsbølger (som alltid beveger seg fra verdensrommet til jordens sentrum), samtidig sprayer vannpartikler siden de beveger seg ut i verdensrommet , øker de i volum. Det vil si at de utvider seg! Hvis de magnetiske kompresjonsbølgene overvinnes, blir disse vanndampene komprimert (kondensert) og under påvirkning av disse magnetiske kompresjonskreftene går vannet tilbake til jorden i form av nedbør! Vennlig hilsen! Alexey Mishnev. 6. oktober 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Hva er temperatur? Temperatur er graden av elektromagnetisk spenning av magnetiske bølger med kompresjons- og ekspansjonsenergi. I tilfelle av en likevektstilstand for disse energiene, er temperaturen på kroppen eller stoffet i en stabil tilstand. Når likevektstilstanden til disse energiene blir forstyrret, mot ekspansjonsenergien, øker kroppen eller stoffet i romvolumet. Hvis energien til magnetiske bølger overskrider i kompresjonsretningen, avtar kroppen eller stoffet i romvolumet. Graden av elektromagnetisk spenning bestemmes av graden av ekspansjon eller kompresjon av referanselegemet. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, du snakker om en artikkel som beskriver tankene dine om begrepet temperatur. Men ingen leste den. Vennligst gi meg en link. Generelt sett er synet ditt på fysikk veldig unikt. Jeg har aldri hørt om "elektromagnetisk utvidelse av et referanselegeme."

Yuri Kuznetsov, 04.12.2012 12:32

Det foreslås en hypotese om at dette skyldes intermolekylær resonans og den ponderomotive tiltrekningen mellom molekyler den genererer. I kaldt vann beveger og vibrerer molekyler kaotisk, med forskjellige frekvenser. Når vann varmes opp, med en økning i frekvensen av vibrasjoner, smalner deres rekkevidde (forskjellen i frekvenser fra flytende varmt vann til fordampningspunktet reduseres), vibrasjonsfrekvensene til molekylene nærmer seg hverandre, som et resultat av hvilken resonans oppstår mellom molekylene. Under avkjøling er denne resonansen delvis bevart og forsvinner ikke umiddelbart. Prøv å trykke på en av de to gitarstrengene som er i resonans. Slipp nå - strengen vil begynne å vibrere igjen, resonansen vil gjenopprette vibrasjonene. På samme måte, i frossent vann, prøver de eksternt avkjølte molekylene å miste amplituden og frekvensen til vibrasjoner, men de "varme" molekylene inne i fartøyet "trekker" vibrasjonene tilbake, og fungerer som vibratorer, og de eksterne som resonatorer. Ponderomotiv tiltrekning* oppstår mellom vibratorer og resonatorer. Når tankevekkende kraft blir mer makt, forårsaket av den kinetiske energien til molekyler (som ikke bare vibrerer, men også beveger seg lineært), oppstår akselerert krystallisering - "Mpemba-effekten". Den ponderomotive forbindelsen er veldig ustabil, Mpemba-effekten avhenger sterkt av alle relaterte faktorer: volumet av vann som skal fryses, arten av oppvarming, fryseforhold, temperatur, konveksjon, varmevekslingsforhold, gassmetning, vibrasjon av kjøleenheten , ventilasjon, urenheter, fordampning osv. Muligens også fra belysning... Derfor har effekten mange forklaringer og er noen ganger vanskelig å gjengi. Av samme "resonans" grunn, koker kokt vann raskere enn ukokt vann - resonans beholder intensiteten til vibrasjoner av vannmolekyler i noen tid etter koking (tapet av energi under avkjøling skyldes hovedsakelig tap av kinetisk energi i den lineære bevegelsen av molekyler). Ved intens oppvarming endrer vibratormolekyler roller med resonatormolekyler sammenlignet med frysing - frekvensen til vibratorene er mindre enn frekvensen til resonatorene, noe som betyr at det ikke skjer tiltrekning, men frastøting mellom molekylene, noe som akselererer overgangen til en annen. aggregeringstilstand(par).

Vlad, 12/11/2012 03:42

Knuste hjernen min...

Anton, 02.04.2013 02:02

1. Er denne tankevekkende attraksjonen virkelig så stor at den påvirker varmeoverføringsprosessen? 2. Betyr dette at når alle legemer varmes opp til en viss temperatur, går deres strukturelle partikler i resonans? 3. Hvorfor forsvinner denne resonansen når den avkjøles? 4. Er dette din gjetning? Hvis det er en kilde, vennligst oppgi. 5. I følge denne teorien vil formen på fartøyet spille en viktig rolle, og hvis det er tynt og flatt, vil ikke forskjellen i frysetid være stor, d.v.s. du kan sjekke dette.

Gudrat, 03.11.2013 10:12 | METAK

I kaldt vann er det allerede nitrogenatomer og avstandene mellom vannmolekylene er nærmere enn i varmt vann. Det vil si konklusjonen: Varmt vann absorberer nitrogenatomer raskere og samtidig fryser det raskt enn kaldt vann – dette kan sammenlignes med herding av jern, siden varmt vann blir til is og varmt jern stivner med rask avkjøling!

Vladimir, 13.03.2013 06:50

eller kanskje dette: tettheten til varmt vann og is er mindre enn tettheten til kaldt vann, og derfor trenger vannet ikke å endre tettheten, taper litt tid og det fryser.

Alexey Mishnev, 21.03.2013 11:50

Før vi snakker om resonanser, attraksjoner og vibrasjoner av partikler, må vi forstå og svare på spørsmålet: Hvilke krefter får partikler til å vibrere? Siden, uten kinetisk energi, kan det ikke være noen komprimering. Uten komprimering kan det ikke være noen utvidelse. Uten ekspansjon kan det ikke være noen kinetisk energi! Når du begynner å snakke om resonansen til strenger, gjør du først en innsats slik at en av disse strengene begynner å vibrere! Når man snakker om tiltrekning, må man først og fremst angi kraften som får disse kroppene til å tiltrekke seg! Jeg bekrefter at alle legemer er komprimert av den elektromagnetiske energien i atmosfæren og som komprimerer alle legemer, stoffer og elementærpartikler med en kraft på 1,33 kg. ikke per cm2, men per elementær partikkel. Siden atmosfærisk trykk ikke kan være selektivt! Ikke å forveksle med mengden kraft!

Dodik, 31.05.2013 02:59

Det virker for meg som du har glemt en sannhet - "Vitenskap begynner der målinger begynner." Hva er temperaturen på det "varme" vannet? Hva er temperaturen på det "kalde" vannet? Artikkelen sier ikke et ord om dette. Av dette kan vi konkludere - hele artikkelen er tull!

Grigory, 06.04.2013 12:17

Dodik, før du kaller en artikkel for tull, må du tenke på å lære, i det minste litt. Og ikke bare måle.

Dmitry, 24.12.2013 10:57

Varmtvannsmolekyler beveger seg raskere enn i kaldt vann, på grunn av dette er det tettere kontakt med miljøet, de ser ut til å absorbere all kulden, og bremser raskt.

Ivan, 01/10/2014 05:53

Det er overraskende at en så anonym artikkel dukker opp på denne siden. Artikkelen er fullstendig uvitenskapelig. Både forfatter og kommentatorer kappes med hverandre på jakt etter en forklaring på fenomenet, uten å bry seg om å finne ut om fenomenet i det hele tatt observeres og, hvis det observeres, under hvilke forhold. Dessuten er det ikke engang enighet om hva vi faktisk observerer! Derfor insisterer forfatteren på behovet for å forklare effekten av rask frysing av varm iskrem, selv om det av hele teksten (og ordene "effekten ble oppdaget i eksperimenter med iskrem") følger at han selv ikke utførte slike eksperimenter. Fra alternativene for å "forklare" fenomenet som er oppført i artikkelen, er det klart at de beskriver helt andre eksperimenter utført i ulike forhold med forskjellige vandige løsninger. Både essensen av forklaringene og konjunktivstemningen i dem antyder at selv en grunnleggende sjekk av ideene som ble uttrykt ikke ble utført. Noen hørte tilfeldigvis en morsom historie og uttrykte tilfeldig sin spekulative konklusjon. Beklager, men det er ikke fysisk. Vitenskapelig forskning, og samtalen er i røykerommet.

Ivan, 01.10.2014 06:10

Angående kommentarene i artikkelen om å fylle valsene med varmt vann og vindusvaskereservoarene med kaldt vann. Alt er enkelt her fra synspunktet elementær fysikk. Skøytebanen fylles med varmt vann nettopp fordi den fryser saktere. Skøytebanen skal være jevn og jevn. Prøv å fyll den med kaldt vann - du vil få støt og "svulster", fordi... Vannet vil fryse _raskt_ uten å rekke å spre seg ut i et jevnt lag. Og den varme vil ha tid til å spre seg i et jevnt lag, og vil smelte de eksisterende is- og snøknollene. Det er heller ikke vanskelig med vaskemaskinen: hell rent vann det er ingen vits i frost - det fryser på glasset (selv varmt); og varm frostvæske kan føre til sprekkdannelse av kaldt glass, pluss at glasset vil ha forhøyet temperatur frysing på grunn av akselerert fordampning av alkoholer på vei til glasset (er alle kjent med prinsippet om driften av et måneskinn fortsatt? - alkoholen fordamper, vannet forblir).

Ivan, 01/10/2014 06:34

Men i bunn og grunn av fenomenet er det dumt å spørre hvorfor to forskjellige eksperimenter under forskjellige forhold forløper ulikt. Hvis eksperimentet utføres rent, må du ta varmt og kaldt vann av det samme kjemisk oppbygning- ta forhåndskjølt kokende vann fra samme vannkoker. Hell i identiske kar (for eksempel tynnveggede glass). Vi legger den ikke på snøen, men på en like flat, tørr base, for eksempel et trebord. Og ikke i en mikrofryser, men i en ganske voluminøs termostat - jeg utførte et eksperiment for et par år siden på dacha, da været utenfor var stabilt og frostig, ca -25C. Vann krystalliserer ved en viss temperatur etter frigjøring av krystalliseringsvarmen. Hypotesen koker ned til påstanden om at varmt vann avkjøles raskere (dette er sant, i samsvar med klassisk fysikk er varmeoverføringshastigheten proporsjonal med temperaturforskjellen), men beholder en økt avkjølingshastighet selv når temperaturen blir lik temperaturen på kaldt vann. Spørsmålet er, hvordan skiller vann som har avkjølt seg til en temperatur på +20C ute fra nøyaktig det samme vannet som har avkjølt seg til en temperatur på +20C en time før, men i et rom? Klassisk fysikk (forresten, ikke basert på skravling i røykerommet, men på hundretusener og millioner av eksperimenter) sier: ingenting, den videre dynamikken til kjøling vil være den samme (bare det kokende vannet vil nå +20-punktet seinere). Og eksperimentet viser det samme: Når et glass med opprinnelig kaldt vann allerede hadde en sterk isskorpe, tenkte ikke det varme vannet på å fryse engang. P.S. Til kommentarene til Yuri Kuznetsov. Tilstedeværelsen av en viss effekt kan betraktes som etablert når betingelsene for dens forekomst er beskrevet og den er konsekvent reprodusert. Og når vi har ukjente eksperimenter med ukjente forhold, er det for tidlig å bygge teorier for å forklare dem og dette gir ikke noe fra et vitenskapelig ståsted. P.P.S. Vel, det er umulig å lese Alexei Mishnevs kommentarer uten tårer av ømhet - en person lever i en slags fiktiv verden som ikke har noe å gjøre med fysikk og ekte eksperimenter.

Gregory, 13.01.2014 10:58

Ivan, jeg forstår at du tilbakeviser Mpemba-effekten? Det eksisterer ikke, som eksperimentene dine viser? Hvorfor er det så kjent i fysikk, og hvorfor prøver mange å forklare det?

Ivan, 14.02.2014 01:51

God ettermiddag, Gregory! Effekten av et urent eksperiment eksisterer. Men, som du forstår, er dette ikke en grunn til å se etter nye lover i fysikk, men en grunn til å forbedre ferdighetene til en eksperimentator. Som jeg allerede har bemerket i kommentarene, i alle de nevnte forsøkene på å forklare "Mpemba-effekten", kan forskerne ikke engang klart formulere hva nøyaktig og under hvilke forhold de måler. Og du vil si at dette er eksperimentelle fysikere? Ikke få meg til å le. Effekten er ikke kjent i fysikk, men i pseudovitenskapelige diskusjoner på ulike fora og blogger, som det nå er et hav av. Det oppfattes som en reell fysisk effekt (i betydningen som en konsekvens av noen nye fysiske lover, og ikke som en konsekvens av en uriktig tolkning eller bare en myte) av mennesker langt fra fysikken. Så det er ingen grunn til å snakke om resultatene som en enkelt fysisk effekt forskjellige eksperimenter, plassert under helt andre forhold.

Pavel, 18.02.2014 09:59

hmm, folkens... artikkel for "Speed ​​​​Info"... No offense... ;) Ivan har rett i alt...

Grigory, 19.02.2014 12:50

Ivan, jeg er enig i at det nå er mange pseudovitenskapelige nettsteder som publiserer ubekreftet oppsiktsvekkende materiale.? Tross alt blir Mpemba-effekten fortsatt undersøkt. Dessuten forsker forskere fra universiteter. For eksempel, i 2013 ble denne effekten studert av en gruppe fra University of Technology i Singapore. Se på lenken http://arxiv.org/abs/1310.6514. De mener å ha funnet en forklaring på denne effekten. Jeg vil ikke skrive i detalj om essensen av oppdagelsen, men etter deres mening er effekten assosiert med forskjellen i energiene som er lagret i hydrogenbindinger.

Moiseeva N.P. , 19.02.2014 03:04

For alle som er interessert i forskning på Mpemba-effekten, har jeg supplert litt med materialet i artikkelen og gitt lenker der du kan lese mer siste resultater(se teksten). Takk for kommentarene dine.

Ildar, 24.02.2014 04:12 | det er ingen vits i å liste opp alt

Hvis denne Mpemba-effekten virkelig finner sted, så må forklaringen søkes, tror jeg, i vanns molekylære struktur. Vann (som jeg lærte fra populærvitenskapelig litteratur) eksisterer ikke som individuelle H2O-molekyler, men som klynger av flere molekyler (til og med dusinvis). Når temperaturen på vannet øker, øker bevegelseshastigheten til molekylene, klynger brytes opp mot hverandre og valensbindingene til molekylene rekker ikke å sette sammen store klynger. Dannelsen av klynger tar litt mer tid enn reduksjonen i hastigheten på molekylær bevegelse. Og siden klyngene er mindre, vil dannelsen krystallgitter skjer raskere. I kaldt vann forhindrer tilsynelatende store, ganske stabile klynger dannelsen av et gitter; det tar litt tid å ødelegge dem. Jeg så selv på TV en merkelig effekt når kaldt vann som stod rolig i en krukke forble flytende i flere timer i kulden. Men så snart krukken ble plukket opp, det vil si litt flyttet fra sin plass, krystalliserte vannet i krukken umiddelbart, ble ugjennomsiktig, og krukken sprakk. Vel, presten som viste denne effekten forklarte det med at vannet var velsignet. Forresten, viser det seg at vann i stor grad endrer viskositeten avhengig av temperatur. Dette er umerkelig for oss som store skapninger, men på nivået med små (mm eller mindre) krepsdyr, og enda mer bakterier, er viskositeten til vannet en svært viktig faktor. Denne viskositeten tror jeg også bestemmes av størrelsen på vannklyngene.

GRÅ, 15.03.2014 05:30

alt rundt oss som vi ser er overfladiske egenskaper (egenskaper), så vi aksepterer som energi bare det vi kan måle eller bevise dets eksistens på noen måte, ellers er det en blindvei. dette fenomenet, Mpemba-effekten, kan bare forklares med en enkel volumetrisk teori som vil forene alt fysiske modeller i en enkelt interaksjonsstruktur. det er faktisk enkelt

Nikita, 06.06.2014 04:27 | bil

Men hvordan kan du sørge for at vannet forblir kaldt i stedet for varmt når du kjører i bilen?

Alexey, 03.10.2014 01:09

Her er en annen "oppdagelse" på vei. Vann inn Plast flaske Fryser mye raskere med åpen hette. For moro skyld utførte jeg forsøket mange ganger i sterk frost. Effekten er åpenbar. Hei teoretikere!

Evgeniy, 27.12.2014 08:40

Prinsippet for en fordampningskjøler. Vi tar to hermetisk lukkede flasker med kaldt og varmt vann. Vi legger den i kulden. Kaldt vann fryser raskere. Nå tar vi de samme flaskene med kaldt og varmt vann, åpner dem og legger dem kaldt. Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Hvis vi tar to bassenger med kaldt og varmt vann, vil det varme vannet fryse mye raskere. Dette skyldes at vi øker kontakten med atmosfæren. Jo mer intens fordampningen er, jo raskere synker temperaturen. Her må vi nevne fuktighetsfaktoren. Jo lavere luftfuktighet, jo sterkere fordampning og sterkere avkjøling.

grå TOMSK, 03.01.2015 10:55

GRÅ, 15.03.2014 05:30 - fortsettelse Det du vet om temperatur er ikke alt. Det er noe annet der. Hvis du konstruerer en fysisk modell av temperatur på riktig måte, vil den bli nøkkelen til å beskrive energiprosesser fra diffusjon, smelting og krystallisering til slike skalaer som en økning i temperatur med en økning i trykk, en økning i trykk med en økning i temperatur. Selv den fysiske modellen av solens energi vil bli tydelig fra det ovenstående. Jeg er om vinteren. . tidlig på våren 20013, når jeg så på temperaturmodeller, kompilerte jeg en generell temperaturmodell. Et par måneder senere husket jeg temperaturparadokset og så innså jeg... at temperaturmodellen min også beskriver Mpemba-paradokset. Dette var i mai - juni 2013. Jeg er et år forsinket, men det er til det beste. Min fysiske modell er en fryseramme og den kan spoles tilbake både forover og bakover og den inneholder motorisk aktivitet, den samme aktiviteten der alt beveger seg. Jeg har 8 år på skole og 2 år på college med en repetisjon av temaet. 20 år har gått. Så jeg kan ikke tilskrive noen form for fysiske modeller til kjente forskere, og jeg kan heller ikke tilskrive formler. Beklager så mye.

Andrey, 08.11.2015 08:52

Generelt har jeg en idé om hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Og i mine forklaringer er alt veldig enkelt, hvis du er interessert, skriv til meg på e-post: [e-postbeskyttet]

Andrey, 08.11.2015 08:58

Jeg beklager at jeg ga feil Postkasse her er riktig e-post: [e-postbeskyttet]

Victor, 23.12.2015 10:37

Det virker for meg som om alt er enklere, snø faller her, det er fordampet gass, avkjølt, så kanskje i kaldt vær kjøles den varme ned raskere fordi den fordamper og umiddelbart krystalliserer uten å stige langt, og vann i gassform avkjøles raskere enn i flytende tilstand)

Bekzhan, 28.01.2016 09:18

Selv om noen hadde avslørt disse lovene i verden som er assosiert med disse effektene, ville han ikke ha skrevet her. Fra mitt synspunkt ville det ikke være logisk å avsløre dets hemmeligheter til Internett-brukere når han kan publisere det i kjente vitenskapelige artikler journaler og bevise det selv personlig for folket. Så det som vil bli skrevet her om denne effekten, det meste er ikke logisk.)))

Alex, 22.02.2016 12:48

Hei Eksperimenter Du har rett når du sier at vitenskapen begynner der ... ikke målinger, men beregninger. "Eksperiment" er et evig og uunnværlig argument for de som er fratatt fantasi og lineær tenkning. Det fornærmet alle, nå i tilfelle E= mc2 - husker alle det? Hastigheten til molekyler som flyr ut av kaldt vann til atmosfæren bestemmer mengden energi de frakter bort fra vannet (avkjøling er et tap av energi). Hastigheten til molekyler fra varmt vann er mye høyere og energien som føres bort er kvadratisk ( avkjølingshastigheten til den gjenværende vannmassen) Det er alt, hvis du kommer vekk fra "eksperimentering" og husker Grunnleggende Vitenskap

Vladimir, 25.04.2016 10:53 | Meteo

I de dager da frostvæske var sjelden, ble vann fra kjølesystemet til biler i en uoppvarmet garasje tappet etter en arbeidsdag for ikke å tine sylinderblokken eller radiatoren - noen ganger begge sammen. Om morgenen ble det helt varmt vann. I sterk frost startet motorene uten problemer. På en eller annen måte, på grunn av mangelen på varmt vann, ble det helt vann fra springen. Vannet frøs umiddelbart. Eksperimentet var dyrt – akkurat så mye som det koster å kjøpe og erstatte sylinderblokken og radiatoren til en ZIL-131-bil. Den som ikke tror det, la ham sjekke det. og Mpemba eksperimenterte med is. I iskrem skjer krystallisering annerledes enn i vann. Prøv å bite av en is og en isbit med tennene. Mest sannsynlig frøs den ikke, men ble tykkere som følge av avkjøling. Og ferskvann, enten det er varmt eller kaldt, fryser ved 0*C. Kaldt vann er raskt, men varmt vann tar tid å kjøle seg ned.

Wanderer, 05.06.2016 12:54 | til Alex

"c" - lysets hastighet i vakuum E=mc^2 - en formel som uttrykker ekvivalensen av masse og energi

Albert, 27.07.2016 08:22

Først analogien med faste stoffer(det er ingen fordampningsprosess). Jeg har nylig loddet kobber vannrør. Prosessen skjer ved å varme en gassbrenner til smeltetemperaturen til loddetinn. Oppvarmingstiden for ett ledd med kobling er ca. ett minutt. Jeg loddet den ene skjøten til koblingen og etter et par minutter skjønte jeg at jeg hadde loddet den feil. Det var nødvendig å rotere røret litt i koblingen. Jeg begynte å varme opp fugen igjen med en brenner og til min overraskelse tok det 3-4 minutter å varme opp fugen til smeltetemperaturen. Hvordan det!? Tross alt er røret fortsatt varmt, og det ser ut til at det trengs mye mindre energi for å varme det opp til smeltetemperaturen, men alt viste seg å være motsatt. Alt handler om termisk ledningsevne, som er betydelig høyere i et allerede oppvarmet rør og grensen mellom det varme og kalde røret har klart å bevege seg langt fra skjøten på to minutter. Nå om vannet. Vi skal operere med konseptene et varmt og halvoppvarmet fartøy. I et varmt kar dannes det en smal temperaturgrense mellom varme, svært mobile partikler og saktegående, kalde partikler, som beveger seg relativt raskt fra periferien til sentrum, fordi ved denne grensen gir raske partikler raskt opp energien sin (avkjølt) av partikler på den andre siden av grensen. Siden volumet av eksterne kalde partikler er større, de raske partikler, gir deres Termisk energi, kan ikke varme opp de eksterne kuldepartiklene nevneverdig. Derfor skjer prosessen med å kjøle varmt vann relativt raskt. Halvoppvarmet vann har mye lavere varmeledningsevne og bredden på grensen mellom halvoppvarmede og kalde partikler er mye bredere. Skiftet til sentrum av en så bred grense skjer mye langsommere enn i tilfellet med et varmt fartøy. Som et resultat avkjøles det varme karet raskere enn det varme. Jeg tror vi må spore dynamikken i kjøleprosessen til vann med forskjellige temperaturer ved å plassere flere temperatursensorer fra midten til kanten av fartøyet.

Maks, 19.11.2016 05:07

Det har blitt bekreftet: i Yamal, når det er kaldt, fryser røret med varmt vann og du må varme det opp, men det kalde gjør det ikke!

Artem, 09.12.2016 01:25

Det er vanskelig, men jeg tror at kaldt vann er tettere enn varmt vann, enda bedre enn kokt vann, og her er det en akselerasjon i kjøling osv. varmt vann når den kalde temperaturen og passerer den, og hvis du tar med i betraktningen at varmt vann fryser nedenfra og ikke fra toppen, som skrevet ovenfor, setter dette fart på prosessen mye!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

Det er ingen slik effekt. Akk. I 2016 ble en detaljert artikkel om emnet publisert i Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Fra det er det klart at med forsiktige eksperimenter (hvis prøvene av varmt og kaldt vann er det samme i alt unntatt temperatur) effekten er ikke observert .

Zavlab, 22.08.2017 05:31

Victor , 27.10.2017 03:52

"Det er virkelig." - hvis du på skolen ikke forsto hva varmekapasitet og loven om bevaring av energi er. Det er enkelt å sjekke - for dette trenger du: lyst, hode, visere, vann, kjøleskap og vekkerklokke. Og skøytebanene, som eksperter skriver, er frosset (fylt) med kaldt vann, og den kuttede isen jevnes med varmt vann. Og om vinteren må du helle frostvæske i vaskereservoaret, ikke vann. Vannet fryser uansett, og kaldt vann fryser raskere.

Irina, 23.01.2018 10:58

Forskere over hele verden har slitt med dette paradokset siden Aristoteles tid, og Victor, Zavlab og Sergeev viste seg å være de smarteste.

Denis, 01.02.2018 08:51

Alt er skrevet riktig i artikkelen. Men årsaken er noe annerledes. Under kokeprosessen fordamper luften som er oppløst i den fra vannet; derfor, når det kokende vannet avkjøles, vil dets tetthet til slutt være mindre enn for råvann ved samme temperatur. Det er ingen andre grunner til forskjellig varmeledningsevne enn forskjellig tetthet.

Zavlab, 03.01.2018 08:58 | Leder for Lab

Irina:), "forskere rundt om i verden" sliter ikke med dette "paradokset"; for ekte forskere eksisterer dette "paradokset" ganske enkelt ikke - det er lett å verifisere under godt reproduserbare forhold. "Paradokset" dukket opp på grunn av de irreproduserbare eksperimentene til den afrikanske gutten Mpemba og ble blåst opp av lignende "vitenskapsmenn" :)

Mpemba-effekt(Mpembas paradoks) - et paradoks som sier at varmt vann under noen forhold fryser raskere enn kaldt vann, selv om det må passere temperaturen til kaldt vann i ferd med å fryse. Dette paradokset er et eksperimentelt faktum som motsier de vanlige ideene, ifølge hvilke en mer oppvarmet kropp bruker lengre tid på å avkjøles til en viss temperatur under de samme forholdene enn en mindre oppvarmet kropp å avkjøles til samme temperatur.

Dette fenomenet ble lagt merke til en gang av Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descartes, men det var først i 1963 at den tanzaniske skolegutten Erasto Mpemba oppdaget at en varm iskremblanding fryser raskere enn en kald.

Som elev ved Magambi High School i Tanzania gjorde Erasto Mpemba praktisk arbeid som kokk. Han trengte å lage hjemmelaget iskrem - kok opp melk, løs opp sukker i den, avkjøl den til romtemperatur og legg den deretter i kjøleskapet for å fryse. Tilsynelatende var ikke Mpemba en spesielt flittig student og forsinket å fullføre den første delen av oppgaven. I frykt for at han ikke ville klare det innen slutten av leksjonen, la han fortsatt varm melk i kjøleskapet. Til hans overraskelse frøs det enda tidligere enn melken til kameratene, tilberedt i henhold til den gitte teknologien.

Etter dette eksperimenterte Mpemba ikke bare med melk, men også med vanlig vann. I alle fall, allerede som student ved Mkwava Secondary School, spurte han professor Dennis Osborne fra University College i Dar Es Salaam (invitert av skoledirektøren til å holde et foredrag om fysikk for studentene) spesifikt om vann: «Hvis du tar to identiske beholdere med like store mengder vann slik at i en av dem har vannet en temperatur på 35 °C, og i den andre - 100 °C, og sett dem i fryseren, så i den andre fryser vannet raskere. Hvorfor?" Osborne ble interessert i denne utgaven, og snart, i 1969, publiserte han og Mpemba resultatene av eksperimentene deres i tidsskriftet Physics Education. Siden den gang har effekten de oppdaget blitt kalt Mpemba-effekt.

Til nå er det ingen som vet nøyaktig hvordan de skal forklare denne merkelige effekten. Forskere har ikke en eneste versjon, selv om det er mange. Alt handler om forskjellen i egenskapene til varmt og kaldt vann, men det er ennå ikke klart hvilke egenskaper som spiller en rolle i dette tilfellet: forskjellen i underkjøling, fordampning, isdannelse, konveksjon eller effekten av flytende gasser på vann kl. forskjellige temperaturer.

Paradokset med Mpemba-effekten er at tiden en kropp kjøles ned til omgivelsestemperaturen skal være proporsjonal med temperaturforskjellen mellom denne kroppen og omgivelsene. Denne loven ble etablert av Newton og har siden blitt bekreftet mange ganger i praksis. I denne effekten avkjøles vann med en temperatur på 100°C til en temperatur på 0°C raskere enn samme mengde vann med en temperatur på 35°C.

Dette innebærer imidlertid ennå ikke et paradoks, siden Mpemba-effekten kan forklares innenfor rammen av kjent fysikk. Her er noen forklaringer på Mpemba-effekten:

Fordampning

Varmt vann fordamper raskere fra beholderen, og reduserer dermed volumet, og et mindre volum vann ved samme temperatur fryser raskere. Vann oppvarmet til 100 C mister 16 % av massen når det avkjøles til 0 C.

Fordampningseffekten er en dobbel effekt. For det første reduseres vannmassen som kreves for kjøling. Og for det andre synker temperaturen på grunn av det faktum at fordampningsvarmen ved overgangen fra vannfasen til dampfasen avtar.

Temperaturforskjell

På grunn av det faktum at temperaturforskjellen mellom varmt vann og kald luft er større, er derfor varmevekslingen i dette tilfellet mer intens og varmtvannet avkjøles raskere.

Hypotermi

Når vann avkjøles under 0 C, fryser det ikke alltid. Under noen forhold kan den gjennomgå superkjøling, og fortsette å forbli flytende ved temperaturer under frysepunktet. I noen tilfeller kan vann forbli flytende selv ved en temperatur på –20 C.

Årsaken til denne effekten er at for at de første iskrystallene skal begynne å dannes, trengs det krystalldannelsessentre. Hvis de ikke er tilstede i flytende vann, vil superkjølingen fortsette til temperaturen synker nok til at krystaller kan dannes spontant. Når de begynner å dannes i den superkjølte væsken, vil de begynne å vokse raskere, og danner slush ice, som vil fryse til is.

Varmt vann er mest utsatt for hypotermi fordi oppvarming av det fjerner oppløste gasser og bobler, som igjen kan tjene som sentre for dannelse av iskrystaller.

Hvorfor fører hypotermi til at varmt vann fryser raskere? Ved kaldt vann som ikke er superkjølt, skjer følgende. I dette tilfellet vil det dannes et tynt lag med is på overflaten av fartøyet. Dette islaget vil fungere som en isolator mellom vannet og den kalde luften og vil hindre ytterligere fordampning. Hastigheten for dannelse av iskrystaller vil i dette tilfellet være lavere. Når det gjelder varmt vann som er utsatt for underkjøling, har det underkjølte vannet ikke et beskyttende overflatelag av is. Derfor mister den varmen mye raskere gjennom den åpne toppen.

Når superkjølingsprosessen avsluttes og vannet fryser, går mye mer varme tapt og det dannes derfor mer is.

Mange forskere av denne effekten anser hypotermi som hovedfaktoren når det gjelder Mpemba-effekten.

Konveksjon

Kaldt vann begynner å fryse ovenfra, og forverrer dermed prosessene med varmestråling og konveksjon, og dermed varmetapet, mens varmt vann begynner å fryse nedenfra.

Denne effekten forklares av en anomali i vanntettheten. Vann har en maksimal tetthet ved 4 C. Hvis du avkjøler vann til 4 C og setter det på lavere temperatur, vil overflatelaget med vann fryse raskere. Fordi dette vannet er mindre tett enn vann ved en temperatur på 4 C, vil det forbli på overflaten og danne et tynt kaldt lag. Under disse forholdene vil det dannes et tynt lag med is på overflaten av vannet i løpet av kort tid, men dette islaget vil tjene som en isolator og beskytte de nedre vannlagene, som forblir ved en temperatur på 4 C. Derfor vil videre kjøleprosess gå langsommere.

Når det gjelder varmt vann er situasjonen en helt annen. Overflatelaget av vann vil avkjøles raskere på grunn av fordampning og større temperaturforskjell. I tillegg er kaldtvannslag tettere enn varmtvannslag, så kaldtvannslaget vil synke ned og heve varmtvannslaget til overflaten. Denne sirkulasjonen av vann sikrer et raskt fall i temperaturen.

Men hvorfor når ikke denne prosessen et likevektspunkt? For å forklare Mpemba-effekten fra dette synspunktet til konveksjon, ville det være nødvendig å anta at de kalde og varme vannlagene er separert og selve konveksjonsprosessen fortsetter etter at den gjennomsnittlige vanntemperaturen faller under 4 C.

Imidlertid er det ingen eksperimentelle bevis som støtter denne hypotesen om at kalde og varme lag av vann skilles ved konveksjonsprosessen.

Gasser oppløst i vann

Vann inneholder alltid gasser oppløst i det - oksygen og karbondioksid. Disse gassene har evnen til å redusere frysepunktet til vann. Når vann varmes opp, frigjøres disse gassene fra vannet fordi deres løselighet i vann er lavere ved høye temperaturer. Derfor, når varmt vann avkjøles, inneholder det alltid mindre oppløste gasser enn i uoppvarmet kaldt vann. Derfor er frysepunktet for oppvarmet vann høyere og det fryser raskere. Denne faktoren blir noen ganger betraktet som den viktigste for å forklare Mpemba-effekten, selv om det ikke er noen eksperimentelle data som bekrefter dette faktum.

Termisk ledningsevne

Denne mekanismen kan spille en betydelig rolle når vann plasseres i fryseren i kjølerommet i små beholdere. Under disse forholdene har det blitt observert at en beholder med varmt vann smelter isen i fryseren under, og derved forbedrer termisk kontakt med fryserveggen og termisk ledningsevne. Som et resultat fjernes varme fra en varmtvannsbeholder raskere enn fra en kald. På sin side smelter ikke en beholder med kaldt vann snøen under.

Alle disse (så vel som andre) tilstander ble studert i mange eksperimenter, men et klart svar på spørsmålet – hvilken av dem som gir hundre prosent reproduksjon av Mpemba-effekten – ble aldri oppnådd.

For eksempel, i 1995, studerte den tyske fysikeren David Auerbach effekten av superkjølende vann på denne effekten. Han oppdaget at varmt vann, når en superkjølt tilstand, fryser ved en høyere temperatur enn kaldt vann, og derfor raskere enn sistnevnte. Men kaldt vann når en superkjølt tilstand raskere enn varmt vann, og kompenserer derved for forrige etterslep.

I tillegg motsier Auerbachs resultater tidligere data om at varmt vann var i stand til å oppnå større underkjøling på grunn av færre krystalliseringssentre. Når vann varmes opp, fjernes gasser som er oppløst i det, og når det kokes, utfelles noen salter som er oppløst i det.

Foreløpig kan bare én ting sies - reproduksjonen av denne effekten avhenger betydelig av forholdene som eksperimentet utføres under. Nettopp fordi det ikke alltid gjengis.

O.V. Mosin

Litterærkilder:

"Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Hvorfor gjør det det?", Jearl Walker i The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, nr. 3, s. 246-257; september, 1977.

"Frysingen av varmt og kaldt vann", G.S. Kell i American Journal of Physics, Vol. 37, nr. 5, s. 564-565; mai, 1969.

"Superkjøling 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; mai, 1996.