Dette er sant, selv om det høres utrolig ut, fordi i ferd med å fryse, må forvarmet vann passere temperaturen til kaldt vann. I mellomtiden er denne effekten mye brukt.For eksempel er skøytebaner og sklier fylt med varmt vann i stedet for kaldt vann om vinteren. Eksperter anbefaler bilister å helle kaldt i stedet for varmt vann i vaskereservoaret om vinteren. Paradokset er kjent over hele 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 undersøke det. Det hele startet da den tanzaniske skolegutten Erasto Mpemba la merke til at den søtede melken han brukte til å lage iskrem stivnet raskere hvis den ble forvarmet og antydet at varmt vann fryser 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 verdensfysikk, men fysikken til Mpemba."

Heldigvis besøkte Dennis Osborn, professor i fysikk 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 det han aldri hadde sett, og da han kom hjem ba personalet om å utføre passende eksperimenter. Det ser ut som de bekreftet guttens ord. I alle fall, i 1969 snakket Osborne om å jobbe med Mpemba i magasinet "Eng. Fysikkutdanning". Samme år publiserte George Kell fra Canadian National Research Council 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 med samme temperatur fryser raskere. I forseglede beholdere kaldt vann bør fryse raskere.
• Tilstedeværelsen av snøfôr. Varmtvannsbeholderen smelter snøen under, og forbedrer dermed termisk kontakt med kjøleoverflaten. Kaldt vann smelter ikke snø under det. Uten snøfor bør kaldtvannsbeholderen fryse raskere.
• Kaldt vann begynner å fryse ovenfra, og forverrer dermed prosessene med varmestråling og konveksjon, og dermed tapet av varme, mens varmt vann begynner å fryse nedenfra. Med ytterligere mekanisk omrøring av vannet i beholderne, bør det kalde vannet fryse raskere.
• Tilstedeværelsen av krystalliseringssentre i det avkjølte vannet - 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 den forblir i flytende tilstand, med en temperatur under null.

En annen forklaring har nylig blitt publisert. Dr. Jonathan Katz (Jonathan Katz) fra University of Washington undersøkte 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 magnesiumbikarbonatene som finnes i hardt vann. Når vannet varmes opp, feller disse stoffene ut, 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 vann 50 ganger. Dette senker frysepunktet til vannet.

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

Så langt har ingen entydig forklaring på Mpemba-paradokset blitt mottatt. Jeg må si at noen forskere ikke anser dette paradokset som verdig oppmerksomhet. Imidlertid er det veldig interessant at en enkel skolegutt har oppnådd anerkjennelse av den fysiske effekten og fått 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. Så i 2012 annonserte Royal Society of Chemistry of Great Britain en internasjonal konkurranse for å avdekke det vitenskapelige mysteriet "The Mpemba Effect" med et premiefond på 1000 pund. Fristen ble satt til 30. juli 2012. Vinneren ble Nikola Bregovik 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 seksjonen

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 fenomener: varme og kulde! Varme og kulde er fysiske sensasjoner forårsaket av samspillet mellom partikler av materie, i form av en motkomprimering av magnetiske bølger som beveger seg fra siden av verdensrommet og fra midten av jorden. Derfor, jo større potensialforskjellen til denne magnetiske spenningen er, desto raskere utføres energiutvekslingen med metoden for motpenetrering av en bølge inn i en annen. Altså ved diffusjon! Som svar på artikkelen min skriver en motstander: 1) "..Varmt vann fordamper RASKERE, som et resultat av at det blir mindre av det, så det fryser raskere" Spørsmål! Hvilken energi får vann til å fordampe raskere? 2) I min artikkel snakker vi om et glass, og ikke om et tretrau, som motstanderen trekker frem som et motargument. Hva er ikke riktig! Jeg svarer på spørsmålet: "AF HVILKEN GRUNN 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 utvide! Ved å overvinne magnetiske kompresjonsbølger, blir disse vanndampene komprimert (kondensert) og under påvirkning av disse magnetiske krefter kompresjon, vann i form av nedbør går tilbake til jorden! Vennlig hilsen! Alexey Mishnev. 6. oktober 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

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

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, du snakker om en artikkel som skisserer tankene dine om begrepet temperatur. Men ingen leste den. Gi meg en link. Generelt sett er synet ditt på fysikk veldig særegent. Jeg har aldri hørt om "elektromagnetisk utvidelse av referanselegemet".

Yuri Kuznetsov , 04.12.2012 12:32

Det foreslås en hypotese om at dette er arbeidet med intermolekylær resonans og den ponderomotive tiltrekningen mellom molekyler generert av den. I kaldt vann beveger molekyler seg og vibrerer tilfeldig, med forskjellige frekvenser. Når vann varmes opp, med en økning i oscillasjonsfrekvensen, smalner deres rekkevidde (frekvensforskjellen fra flytende varmt vann til fordampningspunktet reduseres), molekylenes oscillasjonsfrekvenser nærmer seg hverandre, som et resultat av at det oppstår en resonans mellom molekylene. Ved avkjøling er denne resonansen delvis bevart, den dør ikke ut 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. Så i frossent vann prøver de ytre avkjølte molekylene å miste amplituden og frekvensen til vibrasjoner, men de "varme" molekylene inne i fartøyet "trekker" vibrasjonene tilbake, fungerer som vibratorer, og de ytre fungerer som resonatorer. Det er mellom vibratorene og resonatorene at den ponderomotive attraksjonen* oppstår. Når den ponderomotive kraften blir større enn kraften forårsaket av den kinetiske energien til molekylene (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 medfølgende faktorer: volumet av vann som skal fryses, arten av oppvarming, fryseforhold, temperatur, konveksjon, varmevekslingsforhold, gassmetning, vibrasjon av kjøleenheten , ventilasjon, urenheter, fordampning osv. Kanskje til og med fra belysning... Derfor har effekten mange forklaringer og er noen ganger vanskelig å reprodusere. Av samme "resonans"-årsak koker kokt vann raskere enn ukokt vann - resonans i noen tid etter koking bevarer intensiteten til vibrasjoner av vannmolekyler (energitapet under avkjøling skyldes hovedsakelig tap av kinetisk energi i den lineære bevegelsen til 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 er tiltrekning mellom molekylene, men frastøting, som akselererer overgangen til en annen. aggregeringstilstand (par).

Vlad, 11.12.2012 03:42

Knuste hjernen min...

Anton , 04.02.2013 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 ved avkjøling? 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, så vil ikke forskjellen i frysetid være stor, d.v.s. du kan sjekke det.

Gudrat , 11.03.2013 10:12 | METAK

Kaldt vann har 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 ved 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 ikke vann å endre tettheten, taper litt tid på dette og det fryser.

Alexey Mishnev , 21.03.2013 11:50

Før vi snakker om resonanser, tiltrekning og vibrasjoner av partikler, er det nødvendig å forstå og svare på spørsmålet: Hvilke krefter får partikler til å vibrere? Siden, uten kinetisk energi, kan det ikke være noen kompresjon. 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, gjorde du først en innsats for å få en av disse strengene til å begynne å vibrere! Når du snakker om tiltrekning, må du 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 trykket i atmosfæren ikke kan være selektivt! Ikke forveksle det med mengden kraft!

Dodik , 31.05.2013 02:59

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

Grigory, 06.04.2013 12:17

Dodik, før man kaller en artikkel tull, må man tenke for 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 en tettere kontakt med miljøet, de ser ut til å absorbere all kulden, og bremser raskt.

Ivan, 10.01.2014 05:53

Det er overraskende at en så anonym artikkel dukket opp på denne siden. Artikkelen er fullstendig uvitenskapelig. Både forfatteren og kommentatorene konkurrerte 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 om det blir observert, så under hvilke forhold. Dessuten er det ikke engang enighet om hva vi faktisk observerer! Så forfatteren insisterer på behovet for å forklare effekten av hurtig frysing av varm iskrem, selv om det av hele teksten (og ordene "effekten ble oppdaget i eksperimenter med is") følger at han selv ikke satte opp slike eksperimenter. Fra variantene av "forklaring" av fenomenet som er listet opp i artikkelen, kan man se at det beskrives helt forskjellige eksperimenter, satt opp under forskjellige forhold med forskjellige vandige løsninger. Både essensen av forklaringene og den konjunktive stemningen i dem antyder at selv en elementær verifisering av ideene som ble uttrykt ikke ble utført. Noen hørte tilfeldigvis en nysgjerrig historie og uttrykte tilfeldig sin spekulative konklusjon. Jeg beklager, men det er ikke fysisk Vitenskapelig forskning, og samtale i et røykerom.

Ivan , 01/10/2014 06:10

Angående kommentarene i artikkelen om å fylle valsene med varmt vann og kalde vaskereservoarer. Alt er enkelt fra synspunktet elementær fysikk. Skøytebanen er fylt med varmt vann bare fordi den fryser saktere. Banen skal være jevn og jevn. Prøv å fyll den med kaldt vann - du vil få støt og "tilstrømninger", pga. vann vil _raskt_ fryse uten å rekke å spre seg i et jevnt lag. Og den varme vil ha tid til å spre seg i et jevnt lag, og den vil smelte de eksisterende is- og snøhumpene. Med en vaskemaskin er det heller ikke vanskelig: det er ingen vits i å helle rent vann i frost - det fryser på glass (selv varmt); og varm ikke-frysende væske kan føre til sprekkdannelse av kaldt glass, pluss at det vil ha et økt frysepunkt på glasset på grunn av akselerert fordampning av alkoholer på vei til glasset (kjenner alle fortsatt til prinsippet om måneskinn? - alkohol fordamper, vann blir igjen).

Ivan , 01/10/2014 06:34

Men faktisk fenomenet er det dumt å spørre hvorfor to forskjellige eksperimenter under forskjellige forhold forløper ulikt. Hvis eksperimentet er satt opp 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 ikke på snøen, men på den samme jevne, tørre basen, for eksempel et trebord. Og ikke i en mikrofryser, men i en tilstrekkelig voluminøs termostat - jeg gjennomførte et eksperiment for et par år siden på landet, da det var stabilt frostvær ute, 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 varmevekslingshastigheten er proporsjonal med temperaturforskjellen), men beholder en økt kjølehastighet selv når temperaturen er 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 et røykerom, men på hundretusener og millioner av eksperimenter) sier: ja, ingenting, videre kjølingsdynamikk vil være den samme (bare kokende vann vil nå +20-punktet senere ). Og eksperimentet viser det samme: når det allerede er en solid isskorpe i et glass med opprinnelig kaldt vann, tenkte ikke varmt vann på å fryse engang. P.S. Til kommentarene til Yuri Kuznetsov. Tilstedeværelsen av en viss effekt kan anses som etablert når betingelsene for dens forekomst er beskrevet og den er stabilt reprodusert. Og når vi har uforståelige eksperimenter med ukjente forhold, er det for tidlig å bygge teorier om deres forklaring og dette gir ikke noe med vitenskapelig poeng syn. P.P.S. Vel, det er umulig å lese Alexei Mishnevs kommentarer uten tårer av følelser - en person lever i en slags fiktiv verden som ikke har noe å gjøre med fysikk og ekte eksperimenter.

Grigory, 13.01.2014 10:58

Ivan, jeg forstår at du motbeviser 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 iscenesatt eksperiment eksisterer. Men, som du forstår, er ikke dette en grunn til å se etter nye mønstre i fysikk, men en grunn til å forbedre ferdighetene til eksperimentatoren. Som jeg allerede har bemerket i kommentarene, i alle de nevnte forsøkene på å forklare "Mpemba-effekten", kan forskerne ikke engang klart artikulere 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 havet er nå. Som en reell fysisk effekt (i betydningen som en konsekvens av noen nye fysiske lover, og ikke som en konsekvens av en feiltolkning eller bare en myte), oppfatter folk som er langt fra fysikk det. Så det er ingen grunn til å snakke som en enkelt fysisk effekt om resultatene av forskjellige eksperimenter satt opp under helt forskjellige forhold.

Pavel, 18.02.2014 09:59

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

Gregory, 19.02.2014 12:50

Ivan, jeg er enig i at det er mange pseudovitenskapelige nettsteder som publiserer ubekreftet oppsiktsvekkende materiale nå. Tross alt blir effekten av Mpemba fortsatt undersøkt. Dessuten forsker forskere fra universiteter. For eksempel, i 2013 ble denne effekten studert av en gruppe av Teknisk Universitet 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 energier 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 gjøre deg kjent med de siste resultatene (se tekst). Takk for kommentarene.

Ildar , 24.02.2014 04:12 | det gir ingen mening 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 vanntemperaturen stiger, øker bevegelseshastigheten til molekylene, klyngene brytes opp mot hverandre og valensbindinger molekyler har ikke tid til å samle store klynger. Det tar litt mer tid å danne klynger enn å redusere hastigheten til molekyler. Og siden klasene er mindre, går dannelsen av krystallgitteret raskere. I kaldt vann forhindrer tilsynelatende store ganske stabile klynger dannelsen av et gitter, og det tar litt tid før de blir ødelagt. Selv så jeg en merkelig effekt på TV, da kaldt vann som stod stille 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 innviet. Forresten, det viser seg at vann i stor grad endrer viskositeten avhengig av temperatur. Vi, som store skapninger, legger ikke merke til dette, og på nivået med små (mm og mindre) krepsdyr, og enda mer bakterier, er viskositeten til vannet en veldig viktig faktor. Denne viskositeten tror jeg også er gitt av størrelsen på vannklyngene.

GRÅ , 15.03.2014 05:30

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

Nikita, 06.06.2014 04:27 | bil

men hvordan få vannet til å holde seg kaldt og ikke være varmt når du går i bilen!

alexey, 03.10.2014 01:09

Og her er en annen "oppdagelse", på farten. Vann i en plastflaske fryser mye raskere med åpen propp. For moro skyld eksperimenterte jeg mange ganger i sterk frost. Effekten er åpenbar. Hei teoretikere!

Eugene , 27.12.2014 08:40

Prinsippet for en fordampningskjøler. Vi tar to hermetisk forseglede 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 vil fryse raskere enn kaldt vann. Hvis vi tar to bassenger med kaldt og varmt vann, vil varmt vann fryse mye raskere. Dette kommer av at vi øker kontakten med atmosfæren. Jo mer intens fordampningen er, desto raskere faller temperaturen. Her er det nødvendig å nevne fuktighetsfaktoren. Jo lavere luftfuktighet, jo sterkere fordampning og jo sterkere avkjøling.

grå TOMSK, 03.01.2015 10:55

GRÅ, 15.03.2014 05:30 - fortsatt Det du vet om temperatur er ikke alt. Det er noe annet. Hvis du komponerer 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, etter å ha sett på temperaturmodellene, kompilerte jeg en generell temperaturmodell. Etter et par måneder husket jeg temperaturparadokset, og da skjønte jeg ... at temperaturmodellen min også beskriver Mpemba-paradokset. Dette var i mai - juni 2013. Et år for sent, men det er det beste. Min fysiske modell er en fryseramme og den kan rulles både forover og bakover og den har motoriske ferdigheter til aktivitet, selve aktiviteten der alt beveger seg. Jeg har 8 klasser på skolen og 2 år på college med en repetisjon av emnet. 20 år har gått. Så jeg kan ikke tilskrive noen form for fysiske modeller av kjente forskere, så vel som 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, så skriv meg en e-post: [e-postbeskyttet]

Andrey , 08.11.2015 08:58

Beklager, jeg ga feil postboks her er riktig e-post: [e-postbeskyttet]

Victor , 23.12.2015 10:37

Det virker for meg som om alt er enklere, snø faller med oss, det er fordampet gass, avkjølt, så kanskje i frost avkjøles det raskere varmt fordi det fordamper og umiddelbart krystalliserer langt fra å stige, og vann i gassformig tilstand avkjøles raskere enn væske

Bekzhan , 28.01.2016 09:18

Selv om noen avslørte disse lovene i verden som er forbundet med denne effekten, ville han ikke skrive her. Fra mitt synspunkt ville det ikke være logisk å avsløre hemmelighetene hans til Internett-brukere når han kan publisere det på kjente vitenskapelige tidsskrifter og bevis det personlig foran folket. Så, det som vil bli skrevet om denne effekten her, alt dette flertallet er ikke logisk.)))

Alex , 22.02.2016 12:48

Hei Eksperimentatorer Du har rett når du sier at vitenskapen begynner der ... ikke målinger, men beregninger. "Eksperiment" - et evig og uunnværlig argument for de som er fratatt fantasi og lineær tenkning Fornærmet alle, nå i tilfelle E \u003d mc2 - husker alle? Hastigheten til molekyler som flyr ut av kaldt vann og inn i atmosfæren bestemmer mengden energi de frakter bort fra vannet (avkjøling - tap av energi) Hastigheten til molekyler fra varmt vann er mye høyere og energien som føres bort er kvadratisk (hastigheten på avkjøling av den gjenværende vannmassen) Det er alt, hvis du går fra "eksperimentering" og husker det grunnleggende om vitenskap

Vladimir , 25.04.2016 10:53 | Meteo

I de dager da frostvæske var en sjeldenhet, ble vannet fra kjølesystemet til biler i en uoppvarmet garasje til en bilflåte tappet etter en arbeidsdag for ikke å tine sylinderblokken eller radiatoren - noen ganger begge sammen. Varmt vann ble helt om morgenen. 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. Hvem tror ikke, la ham sjekke. og Mpemba eksperimenterte med iskrem. I iskrem foregår krystallisering annerledes enn i vann. Prøv å bite av en isbit 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 trenger tid til å avkjøles.

Wanderer , 06.05.2016 12:54 | til Alex

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

Albert , 27.07.2016 08:22

Først en analogi med solide kropper(det er ingen fordampningsprosess). Nylig loddede vannrør av kobber. Prosessen skjer ved å varme opp gassbrenneren til smeltetemperaturen til loddetinn. Oppvarmingstiden til ett ledd med koblingen er ca. ett minutt. Jeg loddet den ene skjøten med koblingen og etter et par minutter skjønte jeg at jeg loddet feil. Det tok litt å rulle røret i koblingen. Jeg begynte å varme opp fugen igjen med en brenner, og overraskende nok tok det 3-4 minutter å varme opp fugen til smeltepunktet. 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 smeltepunktet, men alt viste seg å være motsatt. Alt handler om den termiske ledningsevnen, som er mye høyere for et allerede oppvarmet rør og grensen mellom de varme og kalde rørene klarte å bevege seg langt fra krysset på to minutter. Nå om vann. Vi vil operere med konseptene varmt og halvoppvarmet fartøy. I et varmt kar dannes det en smal temperaturgrense mellom varme, svært mobile partikler og saktegående, kalde, som beveger seg relativt raskt fra periferien til sentrum, fordi ved denne grensen gir raske partikler raskt opp energien sin (kjølig). ) av partikler på den andre siden av grensen. Siden volumet av ytre kalde partikler er større, så raske partikler, gir deres Termisk energi, kan ikke varme opp de ytre kalde partiklene nevneverdig. Derfor skjer prosessen med å kjøle varmt vann relativt raskt. Halvoppvarmet vann har derimot en mye lavere varmeledningsevne, og bredden på grensen mellom halvoppvarmede og kalde partikler er mye bredere. Forskyvningen til midten av en så bred grense skjer mye langsommere enn i tilfellet med et varmt fartøy. Som et resultat avkjøles et varmt kar raskere enn et varmt. Jeg tror det er nødvendig å spore prosessen med å kjøle vann med forskjellige temperaturer i dynamikk ved å plassere flere temperatursensorer fra midten til kanten av fartøyet.

Maks , 19.11.2016 05:07

Det er verifisert: i Yamal, i frost, fryser et rør med varmt vann og det må varmes opp, men ikke kaldt!

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 da blir det en akselerasjon i kjølingen, d.v.s. varmt vann når den kalde temperaturen og passerer den, og gitt at varmt vann fryser fra bunnen og ikke fra toppen som skrevet ovenfor, setter dette fart på prosessen en del!

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 den er det klart at hvis eksperimentene utføres nøye (hvis prøvene av varmt og kaldt vann er det samme i alt unntatt temperatur), effekten observeres ikke .

Headlab, 22.08.2017 05:31

Victor , 27.10.2017 03:52

"Det er virkelig." - hvis skolen ikke forsto hva varmekapasitet og loven om bevaring av energi er. Det er enkelt å sjekke - for dette trenger du: et ønske, et hode, visere, vann, et kjøleskap og en vekkerklokke. Og skøytebanene, som eksperter skriver, er frosset (fylt) med kaldt vann, og med varmt vann jevner de ut den kuttede isen. Og om vinteren må du helle frostvæske i vaskereservoaret, ikke vann. Vann 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 Viktor, Zavlab og Sergeev viste seg å være de smarteste.

Denis , 01.02.2018 08:51

Alt stemmer i artikkelen. Men årsaken er noe annerledes. I kokingsprosessen fordampes luften som er oppløst i den, fra vannet, derfor vil tettheten til råvann med samme temperatur, når det kokende vannet avkjøles, som et resultat være mindre. Det er ingen andre årsaker til ulik varmeledningsevne bortsett fra ulik tetthet.

Headlab, 03.01.2018 08:58 | leder lab

Irina :), "forskere fra hele verden" kjemper ikke mot dette "paradokset", for ekte forskere eksisterer dette "paradokset" rett og slett ikke - dette kan lett verifiseres 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" :)

miroland, 23.03.2019 07:20

en tanzaniansk gutt som bor i hjertet av Afrika, som høyst sannsynlig aldri har sett snø i øynene hans ... ;-D Jeg blander ikke noe sammen ???)))

Sergey , 14.04.2019 02:02

Vi tar to elastiske bånd, strekker begge, og det ene er større enn det andre (en analogi med den indre energien til kaldt og varmt vann), samtidig slipper vi den ene enden av elastiske bånd. Hvilken gummi vil krympe raskere?

Artanis , 05.08.2019 03:34

Hadde akkurat denne opplevelsen selv. Jeg la to like kopper varmt og kaldt vann i fryseren. Den kalde frøs mye raskere. Den varme var fortsatt litt varm. Hva er galt i min erfaring?

Headlab, 05.09.2019 06:21 |

Artanis, Med din erfaring, "alt er riktig" :) - "Mpemba-effekten" eksisterer ikke med et korrekt utført eksperiment, som sikrer identiteten til kjølebetingelsene for identiske vannvolumer bare med forskjellige starttemperaturer. Gratulerer - du har flyttet til siden av lys, fornuft og triumfen til grunnleggende fysiske lover og begynte å bevege deg bort fra "Mpemba-sekten", og fans av YouTube-videoer i stil med "hva de løy til oss om i fysikktimer "... :)

Moiseeva N.P. , 16.05.2019 04:30 | Ch. redaktør

Du har rett, mye avhenger av betingelsene for eksperimentet. Men hvis effekten ikke ble observert i det hele tatt, ville det ikke vært forskning og publikasjoner i seriøse tidsskrifter. Leste du notatet til slutten? Det er ingen omtale av YouTube-videoer her.

Headlab, 08.06.2019 05:26 | SlavOilGas-SørnordvestVostok-SintezWhatever

Natalya Petrovna, vi lever i en tid med en "reproduserbarhetskrise" i vitenskapen, når, for å øke siteringsindeksen under slagordet "publiser eller gå til grunne", "uheldige forskere" foretrekker å konkurrere om å finne opp gale teorier for å underbygge åpenbart tvilsomme eksperimentelle data i stedet for å bruke litt tid og ressurser på å verifisere disse dataene før man setter seg ned til en rent teoretisk artikkel. Et eksempel på slike "uheldige forskere" er bare "fysikere fra Singapore" som du nevnte i artikkelen - deres publisering inneholder ikke deres egne eksperimentelle data, men bare teoretiske argumenter om mulig påvirkning av det abstrude fenomenet "O: HO Bond Anomalous Relaxation" om prosessen med unormal frysing av vann, som ble observert av både Francis Bacon og Rene Descartes og til og med Aristoteles så tidlig som 350 år f.Kr. ... Og personlig er jeg veldig glad for at Nikola Bregovic fra University of Zagreb mottok sin pris på £1000 fra Royal Society of Chemistry of Great Britain etter at godt utstyr under reproduserbare forhold målte han selv ganske fysisk forklarlige resultater uten noen anomalier og stilte spørsmål ved både de klønete målingene til gutten Mpemba og hans adepter og tilstrekkeligheten til de som prøvde å legge en "teoretisk base" under disse klønete eksperimentene.

Mpemba-effekt(Mpemba paradoks) - et paradoks som sier at varmt vann under visse 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 varmere kropp under de samme forholdene trenger mer tid på å kjøle seg ned til en viss temperatur enn en kjøligere kropp for å kjøle seg ned til samme temperatur.

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

Som student av Magamba videregående skole i Tanzania gjorde Erasto Mpemba praktisk jobb i kokkekunsten. Han måtte lage hjemmelaget iskrem - koke melk, løse opp sukker i den, avkjøle den til romtemperatur og deretter sette den i kjøleskapet for å fryse. Tilsynelatende var ikke Mpemba en spesielt flittig student og somlet med den første delen av oppgaven. I frykt for at han ikke ville være i tide ved slutten av leksjonen, la han den fortsatt varme melken i kjøleskapet. Til hans overraskelse frøs det enda tidligere enn melken til kameratene, tilberedt i henhold til en gitt teknologi.

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

Inntil nå er det ingen som vet nøyaktig hvordan de skal forklare denne merkelige effekten. Forskere har ikke en enkelt 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 hvor kroppen kjøles ned til temperatur miljø, bør være proporsjonal med temperaturforskjellen mellom denne kroppen og miljøet. Denne loven ble etablert av Newton og har siden den gang blitt bekreftet mange ganger i praksis. I samme effekt kjøles vann ved 100°C ned til 0°C raskere enn samme mengde vann ved 35°C.

Dette innebærer imidlertid ennå ikke et paradoks, siden Mpemba-effekten også kan forklares innenfor 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 med samme temperatur fryser raskere. Vann oppvarmet til 100 C mister 16 % av massen når det avkjøles til 0 C.

Fordampningseffekten er en dobbel effekt. Først 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 - derfor er varmevekslingen i dette tilfellet mer intens og varmt vann avkjøles raskere.

hypotermi

Når vann avkjøles under 0 C, fryser det ikke alltid. Under visse forhold kan den gjennomgå superkjøling mens den fortsetter å forbli flytende ved temperaturer under frysepunktet. I noen tilfeller kan vann forbli flytende selv ved -20 C.

Årsaken til denne effekten er at for at de første iskrystallene skal begynne å dannes, trengs sentre for krystalldannelse. Hvis de ikke er i flytende vann, vil superkjølingen fortsette til temperaturen synker nok til at krystaller begynner å dannes spontant. Når de begynner å dannes i den underkjølte væsken, vil de begynne å vokse raskere, og danne en isslam som vil fryse til is.

Varmt vann er mest utsatt for hypotermi fordi oppvarming av det eliminerer 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 kald luft og vil forhindre ytterligere fordampning. Hastigheten for dannelse av iskrystaller i dette tilfellet vil være mindre. Ved underkjøling av varmt vann har ikke det underkjølte vannet 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 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 tapet av varme, 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 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 kort tid, men dette islaget vil tjene som en isolator som beskytter de nedre vannlagene, som vil holde seg ved en temperatur på 4 C. Derfor , vil videre avkjøling gå langsommere.

Når det gjelder varmtvann er situasjonen en helt annen. Overflatelaget av vann vil avkjøles raskere på grunn av fordampning og større temperaturforskjell. Kaldtvannslag er også 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 likevektspunktet? For å forklare Mpemba-effekten fra dette synspunktet til konveksjon, ville det være nødvendig å anta at de kalde og varme vannlagene er atskilt og selve konveksjonsprosessen fortsetter etter at den gjennomsnittlige vanntemperaturen faller under 4 C.

Det er imidlertid ingen eksperimentelle bevis som støtter denne hypotesen om at kalde og varme lag av vann skilles ved konveksjon.

gasser oppløst i vann

Vann inneholder alltid gasser oppløst i det - oksygen og karbondioksid. Disse gassene har evnen til å senke frysepunktet til vann. Når vannet varmes opp, frigjøres disse gassene fra vannet fordi deres løselighet i vann kl høy temperatur under. Derfor, når varmt vann er avkjølt, er det alltid færre oppløste gasser i det 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 et kjøleskap med fryser i små beholdere. Under disse forholdene har det blitt observert at beholderen med varmt vann smelter isen til fryseren under, og forbedrer derved termisk kontakt med veggen til fryseren og varmeledningsevnen. Som et resultat fjernes varme fra varmtvannsbeholderen raskere enn fra den kalde. På sin side smelter ikke beholderen med kaldt vann snø under den.

Alle disse (så vel som andre) tilstander har blitt studert i mange eksperimenter, men et entydig svar på spørsmålet – hvilke av dem som gir en 100 % reproduksjon av Mpemba-effekten – har ikke blitt oppnådd.

For eksempel i 1995 tysk fysiker David Auerbach studerte påvirkningen av vannunderkjøling 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 den superkjølte tilstanden raskere enn varmt vann, og kompenserer derved for forrige etterslep.

I tillegg motsier Auerbachs resultater tidligere data om at varmt vann er i stand til å oppnå mer superkjøling på grunn av færre krystalliseringssentre. Når vann varmes opp, fjernes gassene som er oppløst i det, og når det kokes, faller det ut noen salter som er oppløst i det.

Så langt kan bare én ting hevdes - reproduksjonen av denne effekten avhenger i hovedsak 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, nei. 5, s. 564-565; mai 1969.

"Superkjøling og Mpemba-effekt", David Auerbach, i American Journal of Physics, vol. 63, nr. 10, s. 882-885; okt, 1995.

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

Kjemi var et av favorittfagene mine på skolen. 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 vann (ved nøyaktig den angitte temperaturen), og plasserer dem i et miljø med en viss temperatur, hvilken fryser de raskere? Selvfølgelig foreslo svaret umiddelbart seg selv - en bøtte med kaldt vann, men det virket for oss 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 trekke en logisk konklusjon. På denne dagen bestemte jeg meg til og med for å hoppe over denne leksjonen, så jeg fant aldri ut løsningen på denne gåten.

Årene gikk, og jeg lærte mange husholdningsmyter 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 vitenskapens synspunkt. Og jeg bestemte meg for å gjennomføre min egen erfaring. Siden jeg ikke fant trebøtter, brukte jeg en fryser, komfyrtopp, litt vann og et digitalt termometer. Jeg vil snakke 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 fordampningsprosessen: 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, kan kaldt vann koke raskere! Dette er i strid med sunn fornuft, og forskere hevder at dette rett og slett ikke kan være det. Varmt vann fra springen bør faktisk koke raskere enn kaldt vann. Men ved å bruke varmt vann til å koke sparer du ikke energi. Du bruker kanskje mindre gass eller strøm, men varmtvannsberederen vil bruke samme mengde energi som trengs for å varme opp kaldt vann. (FRA solenergi ting er litt annerledes). Som følge av oppvarming av vannet med varmtvannsbereder kan det dannes sedimenter, slik at vannet vil bruke lengre tid på å varmes opp.

Hvis du tilsetter salt i vann, vil det koke raskere. Salt øker kokepunktet (og senker derfor frysepunktet - det er derfor noen husmødre tilsetter litt steinsalt til is). 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 tiden eller temperaturen for kokingen.

Men her er hva jeg fikk:

Kaldt vann: Jeg brukte tre 100 ml glassbeger med renset vann: ett romtemperatur (72°F/22°C), ett varmt vann (115°F/46°C) og ett kokt (212°F/100°C) 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 av "treflotten". Da pinnen, plassert i midten av glasset, ikke lenger rørte ved basen, trodde jeg at vannet hadde frosset. 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 konklusjoner: Gitt forholdene i fryseren og vannet jeg brukte, klarte jeg ikke å reprodusere Memba-effekten.

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

Kokt vann: Jeg tok en liter vann i romtemperatur og satte den i brann. Hun kokte på 6 minutter. Så kjølte jeg den ned til romtemperatur igjen og la den til den varme. 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 til 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 er vanskelig å kalle et laboratorium, og kanskje mine konklusjoner er i strid med virkeligheten. Fryseren min kan fryse mat ujevnt. Glassbrillene mine kan være uregelmessig form, Etc. Men uansett hva som skjer i laboratoriet, når vi snakker om frysing eller koking av vann på kjøkkenet, er det viktigste sunn fornuft.

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

De. kokt vann (kjølt) fryser raskere enn "rå"

Har du noen gang tenkt på spørsmålet hvorfor vann oppvarmet til 82 grader C fryser raskere enn kaldt vann? Mest sannsynlig ikke, jeg er enda mer enn sikker på at spørsmålet aldri gikk opp for deg - hvilket vann fryser raskere varmt eller kaldt?

Imidlertid ble denne fantastiske oppdagelsen gjort av en vanlig afrikansk skolegutt Erasto Mpemba tilbake i 1963. Det var den vanlige opplevelsen til en nysgjerrig gutt, selvfølgelig kunne han ikke tolke meningen med sin egen, og dessuten kunne forskere fra hele verden frem til 1966 ikke gi en klar og rimelig svaret på spørsmålet - hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt.

Hvorfor fryser varmt vann ved 4 grader Celsius og kaldt vann ved 0.

Kaldt vann inneholder mye oppløst oksygen, er det han som opprettholder frysepunktet til vann på 0 grader. Hvis oksygen fjernes fra vannet, og det er akkurat det som skjer når vannet varmes opp, oppløses luftboblene i vannet, som det er på moten å si nå, kollapser, vannet blir ikke til is ved null grader, da vanlig, og allerede ved 4 °C. Det er oksygen oppløst i vann som bryter bindingene mellom vannmolekyler, og forhindrer at vann beveger seg fra flytende til fast tilstand, bare blir til

I 1963 stilte en skolegutt fra Tanzania ved navn Erasto Mpemba læreren et dumt spørsmål - hvorfor fryser varm iskrem raskere enn kald is i fryseren hans?

Erasto Mpemba var elev ved Magambin High School i Tanzania og drev praktisk matlagingsarbeid. Han måtte lage hjemmelaget iskrem - koke melk, løse opp sukker i den, avkjøle den til romtemperatur og deretter sette den i kjøleskapet for å fryse. Tilsynelatende var ikke Mpemba en spesielt flittig student og somlet med den første delen av oppgaven. I frykt for at han ikke ville være i tide ved 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 en gitt teknologi.

Han henvendte seg til fysikklæreren for å få avklaring, men han lo bare av studenten og sa følgende: "Dette er ikke verdensfysikk, men fysikken til Mpemba." Etter det eksperimenterte Mpemba ikke bare med melk, men også med vanlig vann.

I alle fall, allerede som student ved Mkwawa High School, spurte han professor Dennis Osborne fra University College i Dar es Salaam (invitert av direktøren for skolen til å holde en forelesning om fysikk for studentene) om vann: "Hvis du tar to identiske beholdere med like store mengder vann slik at vannet i den ene har en temperatur på 35 ° C, og i den andre - 100 ° C, og setter dem i fryseren, så fryser vannet i den andre raskere. Hvorfor?" Osborne ble interessert i denne utgaven og snart i 1969 publiserte de sammen med Mpemba resultatene av eksperimentene deres i tidsskriftet Physics Education. Siden den gang kalles effekten de oppdaget Mpemba-effekten.

Er du nysgjerrig på hvorfor dette skjer? For bare noen få år siden klarte forskere å forklare dette fenomenet ...

Mpemba-effekten (Mpemba Paradox) er et paradoks som sier at varmt vann under visse 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 varmere kropp under de samme forholdene trenger mer tid på å kjøle seg ned til en viss temperatur enn en kjøligere kropp for å kjøle seg ned til samme temperatur.

Dette fenomenet ble lagt merke til på den tiden av Aristoteles, Francis Bacon og Rene Descartes. Inntil nå er det ingen som vet nøyaktig hvordan de skal forklare denne merkelige effekten. Forskere har ikke en enkelt 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 kroppen kjøles ned til omgivelsestemperaturen, må være proporsjonal med temperaturforskjellen mellom denne kroppen og omgivelsene. Denne loven ble etablert av Newton og har siden den gang blitt bekreftet mange ganger i praksis. I samme effekt kjøles vann ved 100°C ned til 0°C raskere enn samme mengde vann ved 35°C.

Siden den gang har forskjellige versjoner blitt uttrykt, hvorav den ene var som følger: en del av det varme vannet fordamper ganske enkelt først, og deretter, når en mindre mengde gjenstår, stivner vannet raskere. Denne versjonen, på grunn av sin enkelhet, ble den mest populære, men forskerne var ikke helt fornøyde.

Nå sier et team av forskere fra Nanyang Technological University i Singapore, ledet av kjemikeren Xi Zhang, at de har løst det eldgamle mysteriet om hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Som kinesiske eksperter fant ut, ligger hemmeligheten i mengden energi som er lagret i hydrogenbindinger mellom vannmolekyler.

Som du vet, består vannmolekyler av ett oksygenatom og to hydrogenatomer holdt sammen. kovalente bindinger, som på partikkelnivå ser ut som en utveksling av elektroner. En annen kjent faktum er at hydrogenatomer tiltrekkes av oksygenatomer fra nabomolekyler - i dette tilfellet dannes det hydrogenbindinger.

Samtidig frastøter vannmolekylene hverandre. Forskere fra Singapore la merke til at jo varmere vannet er, desto større er avstanden mellom væskens molekyler på grunn av økningen i frastøtende krefter. Som et resultat blir hydrogenbindinger strukket, og lagrer derfor mer energi. Denne energien frigjøres når vannet avkjøles – molekylene nærmer seg hverandre. Og retur av energi betyr som du vet avkjøling.

Her er hypotesene fremsatt av forskere:

Fordampning

Varmt vann fordamper raskere fra beholderen, og reduserer dermed volumet, og et mindre volum vann med samme temperatur fryser raskere. Vann oppvarmet til 100 °C mister 16 % av massen når det avkjøles til 0 °C. Fordampningseffekten er en dobbel effekt. Først reduseres vannmassen som kreves for kjøling. Og for det andre, på grunn av fordampning, synker temperaturen.

temperaturforskjell

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

hypotermi
Når vann avkjøles under 0°C, fryser det ikke alltid. Under visse forhold kan den gjennomgå superkjøling mens den fortsetter å forbli flytende ved temperaturer under frysepunktet. I noen tilfeller kan vann forbli flytende selv ved -20°C. Årsaken til denne effekten er at for at de første iskrystallene skal begynne å dannes, trengs sentre for krystalldannelse. Hvis de ikke er i flytende vann, vil superkjølingen fortsette til temperaturen synker nok til at krystaller begynner å dannes spontant. Når de begynner å dannes i den underkjølte væsken, vil de begynne å vokse raskere, og danne en isslam som vil fryse til is. Varmt vann er mest utsatt for hypotermi fordi oppvarming av det eliminerer oppløste gasser og bobler, som igjen kan tjene som sentre for dannelse av iskrystaller. Hvorfor fører hypotermi til at varmt vann fryser raskere? Når det gjelder kaldt vann som ikke er superkjølt, er det som skjer at det dannes et tynt lag is på overflaten, som fungerer som en isolator mellom vannet og den kalde luften, og dermed hindrer videre fordampning. Hastigheten for dannelse av iskrystaller i dette tilfellet vil være mindre. Ved underkjøling av varmt vann har ikke det underkjølte vannet 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 tapet av varme, 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 plasserer det i et miljø med lavere temperatur, vil overflatelaget med vann fryse raskere. Fordi dette vannet er mindre tett enn vann ved 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 kort tid, men dette islaget vil tjene som en isolator som beskytter de nedre vannlagene, som vil holde seg på 4°C. Derfor vil den videre kjøleprosessen gå langsommere. Når det gjelder varmtvann er situasjonen en helt annen. Overflatelaget av vann vil avkjøles raskere på grunn av fordampning og større temperaturforskjeller. Kaldtvannslag er også tettere enn varmtvannslag, så kaldtvannslaget vil synke ned og løfte varmtvannslaget til overflaten. Denne sirkulasjonen av vann sikrer et raskt fall i temperaturen. Men hvorfor når ikke denne prosessen likevektspunktet? For å forklare Mpemba-effekten fra konveksjonssynspunkt, bør man anta at de kalde og varme vannlagene er atskilt og selve konveksjonsprosessen fortsetter etter at den gjennomsnittlige vanntemperaturen faller under 4°C. Det er imidlertid ingen eksperimentelle bevis som støtter denne hypotesen om at kaldt- og varmtvannslag er atskilt ved konveksjon.

gasser oppløst i vann

Vann inneholder alltid gasser oppløst i det - oksygen og karbondioksid. Disse gassene har evnen til å senke frysepunktet til vann. Når vannet varmes opp, frigjøres disse gassene fra vannet fordi deres løselighet i vann ved høy temperatur er lavere. Derfor, når varmt vann er avkjølt, er det alltid færre oppløste gasser i det 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 et kjøleskap med fryser i små beholdere. Under disse forholdene har det blitt observert at beholderen med varmt vann smelter isen til fryseren under, og forbedrer derved termisk kontakt med veggen til fryseren og varmeledningsevnen. Som et resultat fjernes varme fra varmtvannsbeholderen raskere enn fra den kalde. På sin side smelter ikke beholderen med kaldt vann snø under den. Alle disse (så vel som andre) tilstander har blitt studert i mange eksperimenter, men et entydig svar på spørsmålet – hvilke av dem som gir en 100 % reproduksjon av Mpemba-effekten – har ikke blitt oppnådd. Så, for eksempel, i 1995 studerte den tyske fysikeren David Auerbach påvirkningen av underkjøling av 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 er i stand til å oppnå mer superkjøling 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. Så langt kan bare én ting hevdes - reproduksjonen av denne effekten avhenger betydelig av forholdene som eksperimentet utføres under. Nettopp fordi det ikke alltid gjengis.

Og her er den mest sannsynlige grunnen.

Som kjemikerne skriver i artikkelen sin, som finnes på preprint-siden arXiv.org, strekkes hydrogenbindinger sterkere i varmt vann enn i kaldt vann. Dermed viser det seg at det lagres mer energi i hydrogenbindingene til varmtvann, noe som gjør at mer av det frigjøres ved avkjøling til minusgrader. Av denne grunn går frysing raskere.

Til dags dato har forskere løst denne gåten bare teoretisk. Når de presenterer overbevisende bevis for sin versjon, kan spørsmålet om hvorfor varmt vann fryser raskere enn kaldt vann anses som lukket.