Hvorfor er det lettere å lage is av varmt vann? Hvorfor fryser varmt vann raskere enn kaldt vann?

Vann er en av de mest fantastiske væskene i verden, som har uvanlige egenskaper. For eksempel is fast tilstand væske, har egenvekt lavere enn vannet i seg selv, noe som gjorde fremveksten og utviklingen av liv på jorden i stor grad mulig. I tillegg, i den pseudovitenskapelige og vitenskapelige verden er det diskusjoner om hvilket vann som fryser raskere - varmt eller kaldt. Alle som kan bevise at varm væske fryser raskere under visse forhold og vitenskapelig underbygger løsningen deres, vil motta en belønning på £1000 fra British Royal Society of Chemists.

Bakgrunn

Det hvis en rekke vilkår er oppfylt varmt vann Når det gjelder frysehastighet, er det i forkant av kaldt vær det ble lagt merke til tilbake i middelalderen. Francis Bacon og René Descartes brukte mye krefter på å forklare dette fenomenet. Men fra synspunktet til klassisk varmeteknikk, kan dette paradokset ikke forklares, og de prøvde å tie stille om det. Drivkraften til fortsettelsen av debatten var en noe merkelig historie som skjedde med den tanzaniske skolegutten Erasto Mpemba i 1963. En dag, under en leksjon om å lage desserter på en kokkeskole, hadde ikke gutten, distrahert av andre ting, tid til å avkjøle iskremblandingen i tide og sette en varm løsning av sukker i melk i fryseren. Til hans overraskelse avkjølte produktet noe raskere enn det til hans medstudenter som observerte temperaturregimet for tilberedning av iskrem.

For å prøve å forstå essensen av fenomenet, henvendte gutten seg til en fysiklærer, som, uten å gå inn på detaljer, latterliggjorde sine kulinariske eksperimenter. Erasto ble imidlertid preget av misunnelsesverdig utholdenhet og fortsatte sine eksperimenter ikke på melk, men på vann. Han ble overbevist om at varmt vann i noen tilfeller fryser raskere enn kaldt vann.

Etter å ha gått inn på University of Dar es Salaam, deltok Erasto Mpembe på en forelesning av professor Dennis G. Osborne. Etter fullføringen forvirret studenten forskeren med et problem om frysingshastigheten for vann avhengig av temperaturen. D.G. Osborne latterliggjorde selve spørsmålet, og erklærte med aplomb at enhver stakkars student vet at kaldt vann vil fryse raskere. Men den unge mannens naturlige utholdenhet gjorde seg gjeldende. Han inngikk et veddemål med professoren og foreslo å gjennomføre en eksperimentell test her i laboratoriet. Erasto plasserte to beholdere med vann i fryseren, en ved 95°F (35°C) og den andre ved 212°F (100°C). Se for deg overraskelsen til professoren og de omkringliggende "fansen" da vannet i den andre beholderen frøs raskere. Siden den gang har dette fenomenet blitt kalt "Mpemba-paradokset".

Imidlertid er det til dags dato ingen sammenhengende teoretisk hypotese som forklarer "Mpemba-paradokset". Det er ikke klart hvilken eksterne faktorer, kjemisk oppbygning vann, tilstedeværelsen av oppløste gasser og mineraler i det påvirker hastigheten på frysing av væsker ved forskjellige temperaturer. Paradokset med "Mpemba-effekten" er at den er i strid med en av lovene oppdaget av I. Newton, som sier at avkjølingstiden til vannet er direkte proporsjonal med temperaturforskjellen mellom væsken og miljøet. Og hvis alle andre væsker fullstendig overholder denne loven, er vann i noen tilfeller et unntak.

Hvorfor fryser varmtvann raskere?T

Det finnes flere versjoner av hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. De viktigste er:

• varmt vann fordamper raskere, mens volumet avtar, og et mindre volum væske avkjøles raskere - ved avkjøling av vann fra + 100 °C til 0 °C, volumetriske tap atmosfærisk trykk nå 15%;
• jo større temperaturforskjellen er, jo større temperaturforskjellen er, jo høyere intensiteten av varmevekslingen mellom væsken og miljøet, så varmetapet av kokende vann skjer raskere;
• når varmt vann avkjøles, dannes en isskorpe på overflaten, og forhindrer at væsken fryser helt og fordamper;
• på høy temperatur vann blandes ved konveksjon, noe som reduserer frysetiden;
• Gasser oppløst i vann senker frysepunktet, og fjerner energi for krystalldannelse - det er ingen oppløste gasser i varmt vann.

Alle disse forholdene har blitt testet gjentatte ganger eksperimentelt. Spesielt den tyske forskeren David Auerbach oppdaget at krystalliseringstemperaturen til varmt vann er litt høyere enn for kaldt vann, noe som gjør det mulig for førstnevnte å fryse raskere. Imidlertid ble eksperimentene hans senere kritisert, og mange forskere er overbevist om at "Mpemba-effekten", som bestemmer hvilket vann som fryser raskere - varmt eller kaldt, bare kan reproduseres under visse forhold, som ingen har søkt etter og spesifisert til nå.

Mpemba-effekt(Mpemba's Paradox) - et paradoks som sier at varmt vann under noen forhold fryser raskere enn kaldt vann, selv om det må passere temperaturen 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 tiden en kropp kjøles ned til omgivelsestemperaturen skal være proporsjonal med forskjellen i temperatur 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 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 det 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 krystalldannelsessentre. Hvis de ikke er tilstede i flytende vann, vil superkjølingen fortsette til temperaturen synker nok til at krystaller begynner å dannes spontant. Når de begynner å dannes i den superkjølte væsken, vil de begynne å vokse raskere og danne 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? I tilfelle 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 av 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 varmtvann 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 fra 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 – hvilke av dem som gir hundre prosent reproduksjon av Mpemba-effekten – ble aldri oppnådd.

For eksempel, i 1995, studerte den tyske fysikeren David Auerbach påvirkningen 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.

I denne artikkelen skal vi se på spørsmålet om hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt vann.

Oppvarmet vann fryser mye raskere enn kaldt vann! Dette fantastisk eiendom vann, en eksakt forklaring som forskerne fortsatt ikke kan finne, har vært kjent siden antikken. For eksempel, selv i Aristoteles er det en beskrivelse av vinterfiske: fiskere satte fiskestenger inn i hull i isen, og for at de skulle fryse raskere, vannet de isen varmt vann. Dette fenomenet ble oppkalt etter Erasto Mpemba på 60-tallet av det 20. århundre. Mnemba la merke til en merkelig effekt mens han lagde is og henvendte seg til fysikklæreren sin, Dr. Denis Osborne, for å få en forklaring. Mpemba og Dr. Osborne eksperimenterte med vann forskjellige temperaturer og konkluderte: nesten kokende vann begynner å fryse mye raskere enn vann ved romtemperatur. Andre forskere utførte sine egne eksperimenter og oppnådde hver gang lignende resultater.

Forklaring av et fysisk fenomen

Det finnes ingen allment akseptert forklaring på hvorfor dette skjer. Mange forskere antyder at hele poenget ligger i underkjølingen av væsken, som oppstår når temperaturen faller under frysepunktet. Med andre ord, hvis vann fryser ved en temperatur under 0°C, så kan superkjølt vann ha en temperatur på for eksempel -2°C og fortsatt forbli flytende uten å bli til is. Når vi prøver å fryse kaldt vann, er det en sjanse for at det først blir superkjølt og først stivnet etter en stund. Andre prosesser skjer i oppvarmet vann. Dens raskere transformasjon til is er assosiert med konveksjon.

Konveksjon- Dette fysiske fenomen, der de varme nedre væskelagene stiger, og de øvre, avkjølte, faller.

Det ser ut til at den gode gamle formelen H 2 O ikke inneholder noen hemmeligheter. Men faktisk er vann - kilden til liv og den mest kjente væsken i verden - full av mange mysterier som selv forskere noen ganger ikke klarer å løse.

Her er de 5 mest interessante fakta om vann:

1. Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann

La oss ta to beholdere med vann: hell varmt vann i den ene og kaldt vann i den andre, og sett dem i fryseren. Varmt vann vil fryse raskere enn kaldt vann, selv om kaldt vann logisk sett burde ha blitt til is først: varmt vann må tross alt først avkjøles til den kalde temperaturen, og deretter bli til is, mens kaldt vann ikke trenger å avkjøles. Hvorfor skjer dette?

I 1963 fryser Erasto B. Mpemba, en videregående skoleelev i Tanzania, en iskremblanding og la merke til at den varme blandingen stivnet raskere i fryseren enn den kalde. Da den unge mannen delte oppdagelsen sin med fysiklæreren sin, lo han bare av ham. Heldigvis var studenten utholdende og overbeviste læreren om å gjennomføre et eksperiment, som bekreftet oppdagelsen hans: under visse forhold fryser varmt vann faktisk raskere enn kaldt vann.

Nå kalles dette fenomenet med varmt vann som fryser raskere enn kaldt vann "Mpemba-effekten." Riktignok lenge før dette unik eiendom vann ble notert av Aristoteles, Francis Bacon og René Descartes.

Forskere forstår fortsatt ikke helt naturen til dette fenomenet, og forklarer det enten med forskjellen i superkjøling, fordampning, isdannelse, konveksjon eller ved effekten av flytende gasser på varmt og kaldt vann.

Merknad fra X.RU om emnet "Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann."

Siden spørsmålene om kjøling er nærmere oss, kjølespesialister, vil vi tillate oss å dykke litt dypere inn i essensen av dette problemet og gi to meninger om naturen til slike mystisk fenomen.

1. En vitenskapsmann fra University of Washington har foreslått en forklaring på et mystisk fenomen kjent siden Aristoteles tid: hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt vann.

Fenomenet, kalt Mpemba-effekten, er mye brukt i praksis. Eksperter anbefaler for eksempel bilister å helle kaldt, ikke varmt, vann i vaskereservoaret om vinteren. Men hva ligger bak dette fenomenet? i lang tid forble ukjent.

Dr. Jonathan Katz fra University of Washington studerte dette fenomenet og kom til den konklusjonen at stoffer oppløst i vann, som utfelles ved oppvarming, spiller en viktig rolle, melder EurekAlert.

Under oppløst stoffer dr. Katz refererer til kalsium- og magnesiumbikarbonater, som finnes i hardt vann. Når vannet varmes opp, faller disse stoffene ut og danner avleiringer på vannkokerens vegger. Vann som aldri har vært oppvarmet inneholder disse urenhetene. Når det fryser og det dannes iskrystaller, øker konsentrasjonen av urenheter i vannet 50 ganger. På grunn av dette synker frysepunktet til vannet. "Og nå må vannet avkjøles ytterligere for å fryse," forklarer Dr. Katz.

Det er en annen grunn som hindrer uoppvarmet vann fra å fryse. Å senke frysepunktet til vann reduserer temperaturforskjellen mellom fast og flytende fase. "Fordi hastigheten som vann taper varme avhenger av denne temperaturforskjellen, avkjøles vann som ikke er oppvarmet mindre godt," kommenterer Dr. Katz.

Ifølge forskeren kan teorien hans testes eksperimentelt, fordi Mpemba-effekten blir mer merkbar for hardere vann.

2. Oksygen pluss hydrogen pluss kulde lager is. Ved første øyekast virker dette gjennomsiktige stoffet veldig enkelt. I virkeligheten er is full av mange mysterier. Ice, skapt av afrikaneren Erasto Mpemba, tenkte ikke på berømmelse. Dagene var varme. Han ønsket fruktis. Han tok saftboksen og la den i fryseren. Han gjorde dette mer enn en gang og la derfor merke til at juicen fryser spesielt raskt hvis du først holder den i solen – den varmer den virkelig opp! Dette er merkelig, mente den tanzaniske skolegutten, som handlet i strid med verdslig visdom. Er det virkelig sant at for at væsken raskere skal bli til is, må den først... varmes opp? Den unge mannen ble så overrasket at han delte sin gjetning med læreren. Han rapporterte om denne nysgjerrigheten i pressen.

Denne historien skjedde tilbake på sekstitallet av forrige århundre. Nå er "Mpemba-effekten" godt kjent for forskere. Men i lang tid forble dette tilsynelatende enkle fenomenet et mysterium. Hvorfor fryser varmt vann raskere enn kaldt vann?

Det var ikke før i 1996 at fysiker David Auerbach fant en løsning. For å svare på dette spørsmålet utførte han et eksperiment i et helt år: han varmet opp vann i et glass og avkjølte det igjen. Så hva fant han ut? Ved oppvarming fordamper luftbobler oppløst i vann. Vann uten gasser fryser lettere fast på fartøyets vegger. "Selvfølgelig vil vann med høyt luftinnhold også fryse," sier Auerbach, "men ikke ved null grader Celsius, men bare ved minus fire til seks grader." Selvfølgelig må du vente lenger. Så, varmt vann fryser før kaldt vann, dette er et vitenskapelig faktum.

Det er knapt et stoff som dukker opp foran øynene våre med samme letthet som is. Den består kun av vannmolekyler - det vil si elementære molekyler som inneholder to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Imidlertid er is kanskje det mest mystiske stoffet i universet. Forskere har ennå ikke klart å forklare noen av egenskapene.

2. Superkjøling og "instant" frysing

Alle vet at vann alltid blir til is når det avkjøles til 0°C... bortsett fra i noen tilfeller! Et slikt tilfelle er for eksempel "superkjøling", som er en egenskap ved svært rent vann forbli flytende selv når den er avkjølt til under frysepunktet. Dette fenomenet blir mulig på grunn av det miljø inneholder ikke krystalliseringssentre eller krystallkjerner som kan utløse dannelsen av iskrystaller. Så vann forblir i flytende form selv når det avkjøles til under null grader Celsius. Krystalliseringsprosessen kan utløses for eksempel av gassbobler, urenheter (forurensninger) eller en ujevn overflate på beholderen. Uten dem vil vannet forbli i flytende tilstand. Når krystalliseringsprosessen starter, kan du se hvordan det superkjølte vannet umiddelbart blir til is.

Se videoen (2 901 KB, 60 sek) fra Phil Medina (www.mrsciguy.com) og se selv >>

Kommentar. Overopphetet vann forblir også flytende selv når det varmes opp over kokepunktet.

3. "Glass" vann

Nevn raskt og uten å tenke på hvor mange forskjellige tilstander vann har?

Hvis du svarte tre (fast, flytende, gass), så tok du feil. Forskere identifiserer minst 5 forskjellige tilstander av flytende vann og 14 tilstander av is.

Husker du samtalen om superkjølt vann? Så uansett hva du gjør, ved -38 °C blir selv det reneste superkjølte vannet plutselig til is. Hva skjer med ytterligere nedgang?

temperatur? Ved -120 °C begynner det å skje noe merkelig med vann: det blir superviskøst eller viskøst, som melasse, og ved temperaturer under -135 °C blir det til "glassaktig" eller "glasaktig" vann - et fast stoff som mangler krystallinsk struktur .

4. Kvanteegenskaper vann

På molekylært nivå er vann enda mer overraskende. I 1995 ga et nøytronspredningseksperiment utført av forskere et uventet resultat: fysikere oppdaget at nøytroner rettet mot vannmolekyler "ser" 25 % færre hydrogenprotoner enn forventet.

Det viste seg at med en hastighet på ett attosekund (10 -18 sekunder) finner en uvanlig kvanteeffekt sted, og kjemisk formel vann i stedet for det vanlige - H 2 O, blir H 1,5 O!

5. Har vann minne?

Homeopati, alternativ offisiell medisin, sier at en fortynnet løsning legemiddel kan gi helbredende effekt på kroppen, selv om fortynningsfaktoren er så høy at det ikke er noe igjen i løsningen bortsett fra vannmolekyler. Tilhengere av homeopati forklarer dette paradokset med et konsept kalt "vannminne", ifølge hvilket vann på molekylært nivå har et "minne" av stoffet når det er oppløst i det og beholder egenskapene til løsningen av den opprinnelige konsentrasjonen etter ikke en eneste molekylet av ingrediensen forblir i den.

En internasjonal gruppe forskere ledet av professor Madeleine Ennis fra Queen's University of Belfast, som kritiserte prinsippene for homeopati, gjennomførte et eksperiment i 2002 for å tilbakevise dette konseptet en gang for alle. Resultatet var det motsatte var i stand til å bevise virkeligheten av "vannminne"-effekten. Eksperimenter utført under tilsyn av uavhengige eksperter ga ingen resultater. Debatten om eksistensen av "vannminne"-fenomenet fortsetter.

Vann har mange andre uvanlige egenskaper som vi ikke snakket om i denne artikkelen.

Litteratur.

1. 5 Virkelig rare ting om vann / http://www.neatorama.com.
2. Vannets mysterium: teorien om Aristoteles-Mpemba-effekten ble opprettet / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnyashchy N.N. hemmeligheter livløs natur. Det mest mystiske stoffet i universet / http://www.bibliotekar.ru.

Et av favorittfagene mine på skolen var kjemi. En gang ga en kjemilærer oss en veldig merkelig og vanskelig oppgave. Han ga oss en liste med spørsmål som vi måtte svare på når det gjelder kjemi. Vi fikk flere dager til denne oppgaven og fikk bruke biblioteker og andre tilgjengelige informasjonskilder. Et av disse spørsmålene gjaldt frysepunktet til vann. Jeg husker ikke nøyaktig hvordan spørsmålet lød, men det handlet om at hvis du tar to trebøtter av samme størrelse, den ene med varmt vann, den andre med kaldt (med en nøyaktig angitt temperatur), og legger dem i et miljø med en viss temperatur, hvilken vil de fryse raskere? Svaret foreslo selvsagt seg selv umiddelbart - en bøtte med kaldt vann, men vi syntes det var for enkelt. Men dette var ikke nok til å gi et fullstendig svar, vi trengte å bevise det fra et kjemisk synspunkt. Til tross for all min tenkning og forskning, klarte jeg ikke å komme til en logisk konklusjon. Jeg bestemte meg til og med for å hoppe over denne leksjonen den dagen, så jeg lærte aldri løsningen på denne gåten.

Årene har gått og jeg har lært mye hverdagsmyter om kokepunktet og frysepunktet til vann, og en myte sa: "varmt vann fryser raskere." Jeg så på mange nettsteder, men informasjonen var for motstridende. Og dette var bare meninger, ubegrunnet fra et vitenskapelig synspunkt. Og jeg bestemte meg for å gjennomføre mitt eget eksperiment. Siden jeg ikke fant trebøtter brukte jeg fryseren, komfyren, litt vann og et digitalt termometer. Jeg vil fortelle deg om resultatene av min erfaring litt senere. Først vil jeg dele med deg noen interessante argumenter om vann:

Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. De fleste eksperter sier at kaldt vann vil fryse raskere enn varmt vann. Men ett morsomt fenomen (den såkalte Memba-effekten), av ukjente årsaker, beviser det motsatte: Varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. En av flere forklaringer er prosessen med fordampning: hvis veldig varmt vann plasseres i et kaldt miljø, vil vannet begynne å fordampe (den gjenværende vannmengden vil fryse raskere). Og i henhold til kjemilovene er ikke dette en myte i det hele tatt, og mest sannsynlig er dette det læreren ønsket å høre fra oss.

Kokt vann fryser raskere enn vann fra springen. Til tross for den forrige forklaringen, hevder noen eksperter at kokt vann som er avkjølt til romtemperatur bør fryse raskere fordi koking reduserer mengden oksygen.

Kaldt vann koker raskere enn varmt vann. Hvis varmt vann fryser raskere, så koker kanskje kaldt vann raskere! Dette er i strid med sunn fornuft og forskere sier at dette rett og slett ikke kan være. Varmt vann fra springen bør faktisk koke raskere enn kaldt vann. Men å bruke varmt vann til å koke sparer ikke energi. Du kan bruke mindre gass eller lys, men varmtvannsberederen vil bruke samme mengde energi som trengs for å varme opp kaldt vann. (Med solenergi er situasjonen litt annerledes). Som et resultat av oppvarming av vannet med varmtvannsberederen kan det oppstå sedimenter, slik at vannet vil ta lengre tid å varmes opp.

Hvis du tilsetter salt i vann, vil det koke raskere. Salt øker kokepunktet (og senker følgelig frysepunktet - det er grunnen til at noen husmødre tilsetter litt salt til isen). havsalt). Men i dette tilfellet er vi interessert i et annet spørsmål: hvor lenge vil vannet koke og om kokepunktet i dette tilfellet kan stige over 100 °C). Til tross for hva kokebøker sier, sier forskere at mengden salt vi tilsetter i kokende vann ikke er nok til å påvirke koketiden eller temperaturen.

Men her er hva jeg fikk:

Kaldt vann: Jeg brukte tre 100 ml glass med renset vann: ett glass med romtemperatur (72°F/22°C), ett med varmt vann (115°F/46°C) og ett med kokt vann (212°C) °F/100 °C). Jeg la alle tre glassene i fryseren ved -18°C. Og siden jeg visste at vann ikke umiddelbart ville bli til is, bestemte jeg graden av frysing ved hjelp av en "treflottør". Da pinnen plassert i midten av glasset ikke lenger rørte basen, anså jeg vannet som frossent. Jeg sjekket brillene hvert femte minutt. Og hva er resultatene mine? Vannet i det første glasset frøs etter 50 minutter. Varmt vann frøs etter 80 minutter. Kokt - etter 95 minutter. Mine funn: Gitt forholdene i fryseren og vannet jeg brukte, klarte jeg ikke å reprodusere Memba-effekten.

Jeg prøvde også dette eksperimentet med tidligere kokt vann som var avkjølt til romtemperatur. Det frøs innen 60 minutter - det tok fortsatt lengre tid enn kaldt vann å fryse.

Kokt vann: Jeg tok en liter vann i romtemperatur og satte den på bålet. Det kokte på 6 minutter. Deretter avkjølte jeg den tilbake til romtemperatur og la den til mens den var varm. Med samme brann kokte varmt vann på 4 timer og 30 minutter. Konklusjon: Som forventet koker varmt vann mye raskere.

Kokt vann (med salt): Jeg tilsatte 2 store spiseskjeer bordsalt per 1 liter vann. Det kokte på 6 minutter og 33 sekunder, og som termometeret viste nådde det en temperatur på 102°C. Utvilsomt påvirker salt kokepunktet, men ikke mye. Konklusjon: salt i vann påvirker ikke temperaturen og koketiden i stor grad. Jeg innrømmer ærlig at kjøkkenet mitt neppe kan kalles et laboratorium, og kanskje mine konklusjoner motsier virkeligheten. Min fryseboks kan fryse mat ujevnt. Glassbrillene mine kan være uregelmessig form, Etc. Men uansett hva som skjer i laboratoriet, når vi snakker om Når det kommer til å fryse eller koke vann på kjøkkenet, er det viktigste sunn fornuft.

link med interessante fakta om vann alt om vann
som foreslått på forumet forum.ixbt.com, kalles denne effekten (effekten av at varmt vann fryser raskere enn kaldt vann) "Aristoteles-Mpemba-effekten"

De. Kokt vann (kjølt) fryser raskere enn "rått" vann