Sveiki mieli mylėtojai Įdomūs faktai. Šiandien mes kalbėsime su jumis apie. Bet manau, kad pavadinime užduotas klausimas gali atrodyti tiesiog absurdiškas, tačiau visada reikia nedalomai pasitikėti liūdnai pagarsėjusiu „sveiku protu“, o ne griežtai nustatytu bandomuoju eksperimentu. Pabandykime išsiaiškinti, kodėl karštas vanduo ar užšąla greičiau nei šalta?

Istorinė nuoroda

Kad šalto ir karšto vandens užšalimo klausimu „ne viskas tyra“ buvo paminėta Aristotelio darbuose, tada panašius užrašus padarė F. Baconas, R. Descartesas ir J. Blackas. IN modernioji istorijaŠis efektas buvo pavadintas „Mpembos paradoksas“ pagal Tanganikos moksleivio Erasto Mpembos vardą, kuris uždavė tą patį klausimą atvykusiam fizikos profesoriui.

Berniuko klausimas kilo ne iš niekur, o iš grynai asmeninių pastebėjimų apie ledų mišinių aušinimo procesą virtuvėje. Žinoma, ten buvę bendraklasiai kartu su mokyklos mokytoja prajuokino Mpembą – tačiau po asmeniškai profesoriaus D. Osborne'o atlikto eksperimentinio testo noras pasijuokti iš Erasto „išgaravo“. Negana to, Mpemba kartu su profesoriumi 1969 metais išspausdino išsamų šio efekto aprašymą fizikos ugdyme – ir nuo tada minėtas pavadinimas buvo užfiksuotas mokslinėje literatūroje.

Kokia reiškinio esmė?

Eksperimento sąranka gana paprasta: kiti dalykai vienodos sąlygos tikrinami identiški plonasieniai indai, juose – griežtai vienodus kiekius vandenys, kurie skiriasi tik temperatūra. Indai pakraunami į šaldytuvą, po to fiksuojamas laikas, kol kiekviename iš jų susiformuoja ledas. Paradoksas yra tas, kad inde su iš pradžių karštesniu skysčiu tai vyksta greičiau.

Kaip tai paaiškina šiuolaikinė fizika?

Paradoksas neturi universalaus paaiškinimo, nes kartu vyksta keli lygiagrečiai procesai, kurių indėlis gali skirtis nuo konkretaus pradines sąlygas- bet su tuo pačiu rezultatu:

• skysčio gebėjimas peršalti – iš pradžių šaltas vanduo yra labiau linkęs peršalti, t.y. išlieka skystas, kai jo temperatūra jau yra žemiau užšalimo taško
• pagreitintas aušinimas - garai iš karšto vandens virsta ledo mikrokristalais, kurie, krisdami atgal, pagreitina procesą, veikdami kaip papildomas „išorinis šilumokaitis“
• izoliacijos efektas - skirtingai nei karštas vanduo, šaltas vanduo užšąla iš viršaus, todėl sumažėja šilumos perdavimas konvekcija ir radiacija

Yra keletas kitų paaiškinimų ( Paskutinį kartą Didžiosios Britanijos karališkoji chemijos draugija neseniai, 2012 m., surengė geriausios hipotezės konkursą, tačiau vis dar nėra vienareikšmės teorijos visiems įvesties sąlygų derinių atvejams...

21.11.2017 11.10.2018 Aleksandras Fircevas

« Kuris vanduo užšąla greičiau, šaltas ar karštas?“ – pabandykite užduoti klausimą savo draugams, greičiausiai dauguma jų atsakys, kad šaltas vanduo užšąla greičiau – ir jie padarys klaidą.

Tiesą sakant, jei vienu metu į šaldiklį įdėsite du vienodos formos ir tūrio indus, kurių viename yra šaltas vanduo, o kitame karštas, tai karštas vanduo užšals greičiau.

Toks teiginys gali atrodyti absurdiškas ir nepagrįstas. Jei vadovausitės logika, tada karštas vanduo pirmiausia turi atvėsti iki šalto vandens temperatūros, o šaltas vanduo šiuo metu jau turėtų virsti ledu.

Taigi kodėl karštas vanduo įveikia šaltą vandenį pakeliui į užšalimą? Pabandykime tai išsiaiškinti.

Stebėjimų ir tyrimų istorija

Žmonės šį paradoksalų efektą stebėjo nuo senų senovės, tačiau niekas jam neteikė didelės reikšmės. Taigi Arestotelis, taip pat Rene Descartes ir Francis Bacon savo pastabose pažymėjo šalto ir karšto vandens užšalimo greičio neatitikimus. Neįprastas reiškinys dažnai pasireikšdavo kasdieniame gyvenime.

Ilgą laiką reiškinys niekaip nebuvo tiriamas ir didelio mokslininkų susidomėjimo nesukėlė.

Šio neįprasto poveikio tyrimas buvo pradėtas 1963 m., kai smalsus moksleivis iš Tanzanijos Erasto Mpemba pastebėjo, kad karštas pienas ledams užšalo greičiau nei šaltas pienas. Tikėdamasis sulaukti neįprasto efekto priežasčių paaiškinimo, jaunuolis mokykloje paklausė savo fizikos mokytojo. Tačiau mokytoja iš jo tik juokėsi.

Vėliau Mpemba eksperimentą pakartojo, tačiau savo eksperimente naudojo nebe pieną, o vandenį ir paradoksalus efektas pasikartojo dar kartą.

Po 6 metų, 1969 m., Mpemba uždavė šį klausimą fizikos profesoriui Dennisui Osbornui, atvykusiam į jo mokyklą. Profesorius susidomėjo jaunuolio stebėjimu, todėl buvo atliktas eksperimentas, kuris patvirtino efekto buvimą, tačiau priežastis šis reiškinys nebuvo nustatyta.

Nuo tada reiškinys buvo vadinamas Mpemba efektas.

Per visą mokslinių stebėjimų istoriją buvo iškelta daugybė hipotezių apie šio reiškinio priežastis.

Taigi 2012 m. Britanijos karališkoji chemijos draugija paskelbs hipotezių, paaiškinančių Mpemba efektą, konkursą. Konkurse dalyvavo mokslininkai iš viso pasaulio, iš viso užsiregistravo 22 tūkst mokslo darbai. Nepaisant tokio įspūdingo straipsnių skaičiaus, nė vienas iš jų neatnešė aiškumo Mpembos paradoksui.

Labiausiai paplitęs variantas buvo toks, kad karštas vanduo užšąla greičiau, nes jis tiesiog greičiau išgaruoja, jo tūris mažėja, o tūriui mažėjant – didėja aušinimo greitis. Dažniausia versija galiausiai buvo paneigta, nes buvo atliktas eksperimentas, kurio metu garavimas buvo atmestas, tačiau poveikis vis dėlto buvo patvirtintas.

Kiti mokslininkai manė, kad Mpemba efekto priežastis buvo vandenyje ištirpusių dujų išgaravimas. Jų nuomone, kaitinimo metu vandenyje ištirpusios dujos išgaruoja, dėl ko jo įgauna daugiau didelio tankio nei šalta. Kaip žinoma, tankio padidėjimas lemia pokyčius fizines savybes vandens (padidėjęs šilumos laidumas), todėl padidėja aušinimo greitis.

Be to, buvo iškelta keletas hipotezių, apibūdinančių vandens cirkuliacijos greitį priklausomai nuo temperatūros. Daugeliu tyrimų buvo bandoma nustatyti ryšį tarp talpyklų, kuriose buvo skystis, medžiagos. Daugelis teorijų atrodė labai įtikinamos, tačiau jos negalėjo būti moksliškai patvirtintos dėl pradinių duomenų trūkumo, prieštaravimų kituose eksperimentuose arba dėl to, kad nustatyti veiksniai tiesiog nebuvo lyginami su vandens aušinimo greičiu. Kai kurie mokslininkai savo darbuose suabejojo ​​efekto egzistavimu.

2013 metais Singapūro Nanyang technologijos universiteto mokslininkai teigė įminę Mpembos efekto paslaptį. Pasak jų tyrimų, reiškinio priežastis slypi tame, kad vandeniliniuose ryšiuose tarp šalto ir karšto vandens molekulių sukauptos energijos kiekis gerokai skiriasi.

Metodai kompiuterinis modeliavimas parodė tokius rezultatus: kuo aukštesnė vandens temperatūra, tuo didesnis atstumas tarp molekulių dėl to, kad didėja atstumiančios jėgos. Vadinasi, molekulių vandeniliniai ryšiai išsitempia, sukaupdami daugiau energijos. Atvėsusios molekulės pradeda artėti viena prie kitos, išskirdamos energiją iš vandenilinių ryšių. Šiuo atveju energijos išsiskyrimą lydi temperatūros sumažėjimas.

2017 m. spalį ispanų fizikai, atlikdami kitą tyrimą, nustatė, kad didelį vaidmenį formuojant efektą atlieka medžiagos pašalinimas iš pusiausvyros (stiprus kaitinimas prieš stiprų aušinimą). Jie nustatė sąlygas, kuriomis poveikio pasireiškimo tikimybė yra didžiausia. Be to, Ispanijos mokslininkai patvirtino atvirkštinio Mpemba efekto egzistavimą. Jie nustatė, kad kaitinant gali pasiekti šaltesnis mėginys aukštos temperatūros greičiau nei šilta.

Nepaisant išsamios informacijos ir daugybės eksperimentų, mokslininkai ketina toliau tirti poveikį.

Mpemba efektas realiame gyvenime

Ar kada nors susimąstėte, kodėl žiemos laikasčiuožykla apsemta karštas vanduo, o ne šalta? Kaip jau supratote, jie tai daro todėl, kad čiuožykla, užpildyta karštu vandeniu, užšals greičiau nei tada, kai ji būtų užpildyta šaltu vandeniu. Dėl tos pačios priežasties žiemos ledo miesteliuose į čiuožykles pilamas karštas vanduo.

Taigi žinojimas apie reiškinio egzistavimą leidžia žmonėms sutaupyti laiko ruošiant svetaines žiemos rūšys sporto.

Be to, Mpemba efektas kartais naudojamas pramonėje, siekiant sumažinti vandens turinčių produktų, medžiagų ir medžiagų užšalimo laiką.

Atrodytų, kad sena gera formulė H 2 O neturi paslapčių. Tačiau iš tikrųjų vanduo – gyvybės šaltinis ir garsiausias skystis pasaulyje – yra kupinas daugybės paslapčių, kurių kartais neįstengia įminti net mokslininkai.

Štai 5 įdomiausi faktai apie vandenį:

1. Karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas

Imkime du indus su vandeniu: į vieną supilkite karštą, o į kitą – šaltą ir padėkite į šaldiklį. Karštas vanduo užšals greičiau nei šaltas, nors logiškai mąstant, šaltas vanduo pirmiausia turėjo pavirsti ledu: juk karštas vanduo pirmiausia turi atvėsti iki šaltos temperatūros, o po to virsti ledu, o šalto vandens vėsinti nereikia. Kodėl tai vyksta?

Erasto B. Mpemba, gimnazistas, 1963 m vidurinė mokykla Tanzanijoje, šaldydamas paruoštą ledų mišinį, pastebėjau, kad karštas mišinys šaldiklyje stingsta greičiau nei šaltas. Kai jaunuolis savo atradimu pasidalijo su fizikos mokytoju, šis iš jo tik juokėsi. Laimei, mokinys buvo atkaklus ir įtikino mokytoją atlikti eksperimentą, kuris patvirtino jo atradimą: tam tikromis sąlygomis karštas vanduo iš tikrųjų užšąla greičiau nei šaltas.

Dabar šis reiškinys, kai karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas, vadinamas „Mpemba efektu“. Tiesa, gerokai prieš tai unikalus turtas vandenį pažymėjo Aristotelis, Francis Baconas ir Renė Dekartas.

Mokslininkai vis dar iki galo nesuvokia šio reiškinio prigimties, aiškindami jį arba peršalimo, garavimo, ledo susidarymo, konvekcijos skirtumu, arba suskystintų dujų poveikiu karštam ir šaltam vandeniui.

X.RU pastaba tema „Karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas“.

Kadangi aušinimo klausimai mums, šaldymo specialistams, artimesni, leisime šiek tiek labiau įsigilinti į šios problemos esmę ir pateiksime dvi nuomones apie tokio paslaptingo reiškinio prigimtį.

1. Vašingtono universiteto mokslininkas pasiūlė nuo Aristotelio laikų žinomo paslaptingo reiškinio paaiškinimą: kodėl karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas.

Reiškinys, vadinamas Mpemba efektu, plačiai naudojamas praktikoje. Pavyzdžiui, ekspertai pataria vairuotojams žiemą į plovimo rezervuarą pilti šaltą, o ne karštą vandenį. Tačiau kas slypi už šio reiškinio? ilgam laikui liko nežinomi.

Daktaras Džonatanas Katzas (Jonathanas Katzas) iš Vašingtono universiteto tyrinėjo šį reiškinį ir padarė tokią išvadą svarbus vaidmuo jį žaidžia vandenyje ištirpusios medžiagos, kurios kaitinant nusėda, praneša EurekAlert.

Pagal ištirpo medžiagos dr. Katz reiškia kalcio ir magnio bikarbonatus, kurie randami kietame vandenyje. Kaitinamas vanduo, šios medžiagos nusėda ir ant virdulio sienelių susidaro apnašos. Vandenyje, kuris niekada nebuvo šildomas, yra šių priemaišų. Jam užšalus ir formuojantis ledo kristalams, priemaišų koncentracija vandenyje padidėja 50 kartų. Dėl to sumažėja vandens užšalimo temperatūra. „Ir dabar vanduo turi atvėsti toliau, kad užšaltų“, – aiškina dr. Katzas.

Yra ir antra priežastis, neleidžianti užšalti nešildomam vandeniui. Sumažinus vandens užšalimo temperatūrą, sumažėja temperatūrų skirtumas tarp kietos ir skystos fazės. „Kadangi nuo šio temperatūrų skirtumo priklauso greitis, kuriuo vanduo praranda šilumą, vanduo, kuris nebuvo pašildytas, blogiau atvėsta“, – komentuoja dr. Katzas.

Mokslininko teigimu, jo teoriją galima patikrinti eksperimentiškai, nes Mpemba efektas tampa labiau pastebimas esant kietesniam vandeniui.

2. Deguonis plius vandenilis ir šaltis sukuria ledą. Iš pirmo žvilgsnio ši skaidri medžiaga atrodo labai paprasta. Tiesą sakant, ledas yra kupinas daugybės paslapčių. Afrikiečio Erasto Mpembos sukurtas ledas apie šlovę negalvojo. Dienos buvo karštos. Jis norėjo vaisių ledas. Jis paėmė sulčių dėžutę ir įdėjo į šaldiklį. Jis tai darė ne kartą ir todėl pastebėjo, kad sultys ypač greitai užšąla, jei pirmą kartą palaikysite jas saulėje – tikrai sušildo! Tai keista, pagalvojo Tanzanijos moksleivis, kuris elgėsi priešingai pasaulietinei išminčiai. Ar tikrai tiesa, kad norint, kad skystis greičiau virstų ledu, pirmiausia jį reikia... pašildyti? Jaunuolis taip nustebo, kad savo spėjimu pasidalijo su mokytoja. Apie šį kuriozą jis pranešė spaudoje.

Ši istorija nutiko praėjusio amžiaus šeštajame dešimtmetyje. Dabar „Mpemba efektas“ yra gerai žinomas mokslininkams. Tačiau ilgą laiką šis iš pažiūros paprastas reiškinys liko paslaptimi. Kodėl karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas?

Tik 1996 m. fizikas Davidas Auerbachas rado sprendimą. Norėdamas atsakyti į šį klausimą, jis visus metus atliko eksperimentą: stiklinėje pakaitino vandenį ir vėl atvėsino. Taigi ką jis sužinojo? Kaitinant, vandenyje ištirpę oro burbuliukai išgaruoja. Vanduo, kuriame nėra dujų, lengviau užšąla ant indo sienelių. „Žinoma, vanduo, kuriame yra daug oro, taip pat užšals, – sako Auerbachas, – bet ne nuliui Celsijaus, o tik minus 4–6 laipsniais. Žinoma, teks laukti ilgiau. Taigi, karštas vanduo užšąla prieš šaltą, tai yra mokslinis faktas.

Vargu ar yra medžiaga, kuri mūsų akyse atsidurtų taip lengvai kaip ledas. Jį sudaro tik vandens molekulės - tai yra elementariosios molekulės, turinčios du vandenilio atomus ir vieną deguonies atomą. Tačiau ledas yra bene paslaptingiausia medžiaga Visatoje. Kai kurių jo savybių mokslininkams dar nepavyko paaiškinti.

2. Supercooling ir "momentinis" užšaldymas

Visi žino, kad vanduo atvėsęs iki 0°C visada virsta ledu... išskyrus kai kuriuos atvejus! To pavyzdys yra „peršaldymas“, kuris yra labai gryno vandens savybė išlikti skystam net atvėsus iki žemiau užšalimo. Šis reiškinys įmanomas dėl to, kad aplinkoje nėra kristalizacijos centrų ar branduolių, kurie galėtų paskatinti ledo kristalų susidarymą. Taigi vanduo išlieka skystas net ir atvėsęs iki žemiau nulio laipsnių Celsijaus. Kristalizacijos procesą gali sukelti, pavyzdžiui, dujų burbuliukai, priemaišos (teršalai) arba nelygus talpyklos paviršius. Be jų vanduo išliks skysto pavidalo. Kai prasidės kristalizacijos procesas, galite stebėti, kaip itin atvėsęs vanduo akimirksniu virsta ledu.

Žiūrėkite vaizdo įrašą (2 901 KB, 60 sek.) iš Philo Medinos (www.mrsciguy.com) ir įsitikinkite patys >>

komentuoti. Perkaitintas vanduo taip pat išlieka skystas net kaitinamas virš virimo temperatūros.

3. „Stiklinis“ vanduo

Greitai ir negalvodamas įvardink, kiek skirtingų būsenų turi vanduo?

Jei atsakėte tris (kietas, skystas, dujinis), tada klydote. Mokslininkai nustato mažiausiai 5 skirtingas skysto vandens ir 14 ledo būsenų.

Prisimeni pokalbį apie itin atšaldytą vandenį? Taigi, kad ir ką darytumėte, esant -38 °C net gryniausias itin atšaldytas vanduo staiga virsta ledu. Kas atsitiks su tolesniu nuosmukiu?

temperatūra? Esant -120 °C vandeniui pradeda įvykti kažkas keisto: jis tampa itin klampus arba klampus, kaip melasa, o žemesnėje nei -135 °C temperatūroje virsta „stikliniu“ arba „stikliniu“ vandeniu – kieta medžiaga, neturinčia kristalinės struktūros. .

4. Vandens kvantinės savybės

Įjungta molekulinis lygis Vanduo dar labiau stebina. 1995 m. mokslininkų atliktas neutronų sklaidos eksperimentas davė netikėtą rezultatą: fizikai išsiaiškino, kad į vandens molekules nukreipti neutronai „mato“ 25 % mažiau vandenilio protonų, nei tikėtasi.

Paaiškėjo, kad vienos atosekundės (10–18 sekundžių) greičiu įvyksta neįprastas kvantinis efektas, o cheminė formulė vanduo vietoj įprasto - H 2 O, tampa H 1,5 O!

5. Ar vanduo turi atmintį?

Homeopatija, alternatyva oficiali medicina, teigiama, kad praskiestas tirpalas vaistinis preparatas gali turėti gydomąjį poveikį organizmui, net jei praskiedimo koeficientas yra toks didelis, kad tirpale nelieka nieko, išskyrus vandens molekules. Homeopatijos šalininkai šį paradoksą aiškina sąvoka, vadinama „vandens atmintimi“, pagal kurią vanduo molekuliniame lygmenyje turi „atmintį“ apie jame ištirpusią medžiagą ir išlaiko pradinės koncentracijos tirpalo savybes po nė vieno. joje lieka ingrediento molekulė.

Tarptautinė mokslininkų grupė, vadovaujama profesorės Madeleine Ennis iš Belfasto universiteto, kuri kritikavo homeopatijos principus, 2002 m. atliko eksperimentą, kad kartą ir visiems laikams paneigtų šią koncepciją. Rezultatas buvo priešingas sugebėjo įrodyti „vandens atminties“ efekto realumą. Tačiau eksperimentai, atlikti prižiūrint nepriklausomiems ekspertams, nedavė jokių rezultatų.

Vanduo turi daug kitų neįprastų savybių, apie kurias šiame straipsnyje nekalbėjome.

Literatūra.

1. 5 tikrai keistų dalykų apie vandenį / http://www.neatorama.com.
2. Vandens paslaptis: sukurta Aristotelio-Mpembos efekto teorija / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnyashchy N.N. Paslaptys negyvoji gamta. Paslaptingiausia medžiaga visatoje / http://www.bibliotekar.ru.

Tai tiesa, nors skamba neįtikėtinai, nes užšalimo proceso metu pašildytas vanduo turi praleisti temperatūrą saltas vanduo. Tuo tarpu šis efektas plačiai naudojamas Pavyzdžiui, čiuožyklos ir čiuožyklos užpildomos karštu vandeniu, o ne saltas vanduo. Specialistai vairuotojams pataria žiemą į plovimo rezervuarą pilti šaltą, o ne karštą vandenį. Paradoksas pasaulyje žinomas kaip „Mpemba Effect“.

Šį reiškinį kažkada minėjo Aristotelis, Francis Baconas ir Rene Descartesas, tačiau tik 1963 metais fizikos profesoriai atkreipė į jį dėmesį ir bandė jį tyrinėti. Viskas prasidėjo nuo to, kad Tanzanijos moksleivis Erasto Mpemba pastebėjo, kad saldintas pienas, kurį jis naudojo ledams gaminti, greičiau užšalo, jei buvo pašildytas, ir iškėlė hipotezę, kad karštas vanduo užšalo greičiau nei šaltas. Jis kreipėsi į fizikos mokytoją, kad paaiškintų, bet šis tik nusijuokė iš mokinio, sakydamas: „Tai ne universali fizika, o Mpemba fizika“.

Laimei, vieną dieną mokykloje apsilankė fizikos profesorius Dennisas Osborne'as iš Dar es Salamo universiteto. Ir Mpemba kreipėsi į jį su tuo pačiu klausimu. Profesorius buvo ne toks skeptiškas, teigė negalintis spręsti apie tai, ko niekada nematė, o grįžęs namo paprašė savo darbuotojų atlikti atitinkamus eksperimentus. Jie tarsi patvirtino berniuko žodžius. Bet kokiu atveju 1969 m. Osborne'as anglų žurnale kalbėjo apie darbą su Mpemba. FizikaIšsilavinimas“ Tais pačiais metais George'as Kellas iš Kanados nacionalinės tyrimų tarybos paskelbė straipsnį, aprašantį šį reiškinį anglų kalba. AmerikosŽurnalasapieFizika».

Yra keletas galimų šio paradokso paaiškinimų:

• Karštas vanduo greičiau išgaruoja, todėl sumažėja jo tūris, o mažesnis tos pačios temperatūros vandens kiekis greičiau užšąla. Hermetiškuose induose šaltas vanduo turėtų užšalti greičiau.
• Sniego pamušalo prieinamumas. Karšto vandens talpykla ištirpdo po apačią esantį sniegą ir taip pagerina šiluminį kontaktą su aušinimo paviršiumi. Šaltas vanduo netirpdo po apačios esančio sniego. Jei nėra sniego pamušalo, šalto vandens indas turėtų užšalti greičiau.
• Šaltas vanduo pradeda užšalti iš viršaus, todėl pablogėja šilumos spinduliavimo ir konvekcijos procesai, taigi ir šilumos nuostoliai, o karštas vanduo pradeda užšalti iš apačios. Papildomai mechaniniu būdu maišant vandenį induose, šaltas vanduo turėtų užšalti greičiau.
• Atvėsintame vandenyje yra kristalizacijos centrų - jame ištirpusių medžiagų. Esant nedideliam tokių centrų skaičiui šaltame vandenyje, vandenį paversti ledu yra sunku ir netgi galimas peršalimas, kai jis lieka skystoje būsenoje, esant minusinei temperatūrai.

Neseniai buvo paskelbtas kitas paaiškinimas. Daktaras Jonathanas Katzas iš Vašingtono universiteto ištyrė šį reiškinį ir padarė išvadą, kad svarbų vaidmenį jame atlieka vandenyje ištirpusios medžiagos, kurios kaitinant nusėda.
Dr. Katzas, sakydamas ištirpusias medžiagas, reiškia kalcio ir magnio bikarbonatus, kurių yra kietame vandenyje. Kaitinamas vanduo, šios medžiagos nusėda ir vanduo tampa „minkštas“. Vanduo, kuris niekada nebuvo šildomas, turi šių priemaišų ir yra „kietas“. Jam užšalus ir formuojantis ledo kristalams, priemaišų koncentracija vandenyje padidėja 50 kartų. Dėl to sumažėja vandens užšalimo temperatūra.

Šis paaiškinimas man neatrodo įtikinamas, nes... Reikia nepamiršti, kad poveikis buvo atrastas eksperimentuojant su ledais, o ne su kietu vandeniu. Greičiausiai reiškinio priežastys yra termofizinės, o ne cheminės.

Kol kas vienareikšmiško Mpembos paradokso paaiškinimo nepavyko. Reikia pasakyti, kad kai kurie mokslininkai nemano, kad šis paradoksas vertas dėmesio. Tačiau labai įdomu, kad paprastas moksleivis dėl savo smalsumo ir atkaklumo sulaukė fizinio efekto pripažinimo ir išpopuliarėjo.

Pridėta 2014 m. vasario mėn

Užrašas parašytas 2011 m. Nuo tada atsirado naujų Mpembos efekto tyrimų ir naujų bandymų jį paaiškinti. Taip 2012 metais paskelbė Didžiosios Britanijos karališkoji chemijos draugija tarptautinis konkursas£1000 priziniam fondui išspręsti mokslinę mįslę „The Mpemba Effect“. Terminas buvo nustatytas 2012 m. liepos 30 d. Nugalėtoju tapo Nikola Bregovic iš Zagrebo universiteto laboratorijos. Jis paskelbė savo darbą, kuriame išanalizavo ankstesnius bandymus paaiškinti šį reiškinį ir padarė išvadą, kad jie neįtikina. Jo pasiūlytas modelis yra pagrįstas pagrindinėmis vandens savybėmis. Norintieji gali susirasti darbą adresu http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Tyrimai tuo nesibaigė. 2013 metais Singapūro fizikai teoriškai įrodė Mepembos efekto priežastį. Darbą galite rasti adresu http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Susiję straipsniai svetainėje:

Kiti šio skyriaus straipsniai

Komentarai:

Aleksejus Mišnevas. , 2012-10-06 04:14

Kodėl karštas vanduo išgaruoja greičiau? Mokslininkai praktiškai įrodė, kad stiklinė karšto vandens užšąla greičiau nei šaltas. Mokslininkai negali paaiškinti šio reiškinio dėl to, kad nesupranta reiškinių esmės: šilumos ir šalčio! Šiluma ir šaltis yra fizinis pojūtis, sukeliantis materijos dalelių sąveiką magnetinių bangų, judančių iš kosmoso ir iš žemės centro, priešpriešinio suspaudimo forma. Todėl kuo didesnis potencialų skirtumas, ši magnetinė įtampa, tuo greičiau vyksta energijos mainai vienos bangos priešpriešinio įsiskverbimo į kitą metodu. Tai yra, difuzijos metodu! Atsakydamas į mano straipsnį, vienas oponentas rašo: 1) "..Karštas vanduo išgaruoja GREČIAU, todėl jo mažiau, todėl greičiau užšąla" Klausimas! Dėl kokios energijos vanduo greičiau išgaruoja? 2) Mano straipsnis yra apie stiklinę, o ne apie medinį lovelį, kurį oponentas nurodo kaip kontrargumentą. Kas nėra teisinga! Atsakau į klausimą: „KODĖL GAMTOJE GARA VANDUO? Magnetinės bangos, kurios visada juda iš žemės centro į kosmosą, įveikdamos magnetinių suspaudimo bangų (kurios visada juda iš kosmoso į žemės centrą) priešslėgį, tuo pat metu purškia vandens daleles, nes juda į kosmosą. , jų tūris didėja. Tai yra, jie plečiasi! Jei įveikiamos magnetinės gniuždymo bangos, šie vandens garai suspaudžiami (kondensuojasi) ir, veikiant šioms magnetinėms gniuždymo jėgoms, vanduo grįžta į žemę kritulių pavidalu! Pagarbiai! Aleksejus Mišnevas. 2012 m. spalio 6 d.

Aleksejus Mišnevas. , 2012-10-06 04:19

Kas yra temperatūra? Temperatūra yra magnetinių bangų, turinčių suspaudimo ir plėtimosi energija, elektromagnetinio įtempimo laipsnis. Esant pusiausvyrai šių energijų būsenai, kūno ar medžiagos temperatūra yra stabilios būsenos. Sutrikus šių energijų pusiausvyrai, link plėtimosi energijos, kūno ar medžiagos erdvės tūris didėja. Jei magnetinių bangų energija viršija suspaudimo kryptį, kūno ar medžiagos erdvės tūris mažėja. Elektromagnetinės įtampos laipsnis nustatomas pagal etaloninio kūno išsiplėtimo arba suspaudimo laipsnį. Aleksejus Mišnevas.

Moiseeva Natalija, 2012-10-23 11:36 | VNIIM

Aleksejus, jūs kalbate apie straipsnį, kuriame išdėstytos jūsų mintys apie temperatūros sąvoką. Bet niekas neskaitė. Prašau duoti nuorodą. Apskritai jūsų požiūris į fiziką yra labai unikalus. Niekada negirdėjau apie „atskaitos kūno elektromagnetinį plėtimąsi“.

Jurijus Kuznecovas, 2012-12-04 12:32

Siūloma hipotezė, kad taip yra dėl tarpmolekulinio rezonanso ir jo generuojamų molekulių potraukio. Šaltame vandenyje molekulės juda ir vibruoja chaotiškai, skirtingais dažniais. Kaitinamas vanduo, didėjant vibracijų dažniui, jų diapazonas siaurėja (mažėja dažnių skirtumas nuo skysto karšto vandens iki garavimo taško), molekulių virpesių dažniai artėja vienas prie kito, dėl to rezonansas. atsiranda tarp molekulių. Aušinimo metu šis rezonansas iš dalies išsaugomas ir neišnyksta iš karto. Pabandykite paspausti vieną iš dviejų rezonansinių gitaros stygų. Dabar atleiskite – styga vėl pradės vibruoti, rezonansas atkurs jos vibracijas. Lygiai taip pat ir užšalusiame vandenyje išorinės atvėsusios molekulės bando prarasti virpesių amplitudę ir dažnį, tačiau indo viduje esančios „šiltos“ molekulės „traukia“ vibracijas atgal, veikdamos kaip vibratoriai, o išorinės – kaip rezonatoriai. Ponderomotyvinė trauka* atsiranda tarp vibratorių ir rezonatorių. Kai ponderomotorinė jėga tampa daugiau galios, kurią sukelia molekulių kinetinė energija (kurios ne tik vibruoja, bet ir juda tiesiškai), vyksta pagreitinta kristalizacija - „Mpemba efektas“. Ponderomotyvinis ryšys yra labai nestabilus, Mpemba efektas labai priklauso nuo visų susijusių veiksnių: užšaldomo vandens tūrio, jo šildymo pobūdžio, užšalimo sąlygų, temperatūros, konvekcijos, šilumos mainų sąlygų, dujų prisotinimo, šaldymo įrenginio vibracijos. , vėdinimas, nešvarumai, garavimas ir t.t.. Galbūt net nuo apšvietimo... Todėl efektas turi daug paaiškinimų ir kartais sunkiai atkuriamas. Dėl tos pačios „rezonanso“ priežasties virtas vanduo užverda greičiau nei nevirintas - rezonansas išlaiko vandens molekulių virpesių intensyvumą tam tikrą laiką po virinimo (energijos praradimas aušinimo metu daugiausia atsiranda dėl linijinio judėjimo kinetinės energijos praradimo). molekulių). Intensyviai kaitinant, vibratoriaus molekulės keičia vaidmenis su rezonatoriaus molekulėmis, palyginti su užšalimu - vibratorių dažnis yra mažesnis už rezonatorių dažnį, o tai reiškia, kad tarp molekulių vyksta ne trauka, o atstūmimas, o tai pagreitina perėjimą į kitą. agregacijos būsena(pora).

Vladas, 2012-12-11 03:42

Sudaužė man smegenis...

Antanas, 2013-02-04 02:02

1. Ar tikrai ši ponderomotyvinė atrakcija yra tokia didelė, kad turi įtakos šilumos perdavimo procesui? 2. Ar tai reiškia, kad visus kūnus įkaitinus iki tam tikros temperatūros, jų struktūrinės dalelės patenka į rezonansą? 3. Kodėl atvėsus šis rezonansas išnyksta? 4. Ar tai jūsų spėjimas? Jei yra šaltinis, nurodykite. 5. Pagal šią teoriją svarbų vaidmenį vaidins indo forma, o jei jis plonas ir plokščias, tai užšalimo laiko skirtumas nebus didelis, t.y. galite tai patikrinti.

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

Šaltame vandenyje jau yra azoto atomų, o atstumai tarp vandens molekulių yra artimesni nei karštame vandenyje. Tai yra išvada: karštas vanduo greičiau sugeria azoto atomus ir tuo pačiu greitai užšąla nei šaltas vanduo - tai galima palyginti su geležies kietėjimu, nes karštas vanduo virsta ledu, o karšta geležis kietėja greitai aušinant!

Vladimiras, 2013-03-13 06:50

o gal taip: karšto vandens ir ledo tankis mažesnis už šalto vandens tankį, todėl vandeniui nereikia keisti tankio, prarandant šiek tiek laiko ir jis užšąla.

Aleksejus Mišnevas, 2013-03-21 11:50

Prieš kalbėdami apie dalelių rezonansus, patrauklumą ir vibraciją, turime suprasti ir atsakyti į klausimą: kokios jėgos sukelia dalelių vibraciją? Kadangi, be kinetinė energija, negali būti suspaudimo. Be suspaudimo negali būti plėtimosi. Be plėtimosi negali būti kinetinės energijos! Kai pradedi kalbėti apie stygų rezonansą, pirmiausia dedi pastangas, kad viena iš šių stygų imtų vibruoti! Kalbėdami apie trauką, pirmiausia turite nurodyti jėgą, kuri traukia šiuos kūnus! Patvirtinu, kad visus kūnus suspaudžia atmosferos elektromagnetinė energija, kuri suspaudžia visus kūnus, medžiagas ir elementariosios dalelės su 1,33 kg jėga. ne per cm2, o vienai elementariai dalelei, nes atmosferos slėgis negali būti selektyvus.

Dodik, 2013-05-31 02:59

Man atrodo, kad pamiršote vieną tiesą – „Mokslas prasideda ten, kur prasideda matavimai“. Kokia yra „karšto“ vandens temperatūra? Kokia yra „šalto“ vandens temperatūra? Straipsnyje apie tai nekalbama nė žodžio. Iš to galime daryti išvadą – visas straipsnis yra nesąmonė!

Grigorijus, 2013-04-06 12:17

Dodikai, prieš pavadindamas straipsnį nesąmone, reikia pagalvoti apie mokymąsi, bent šiek tiek. Ir ne tik išmatuoti.

Dmitrijus, 2013-12-24 10:57

Karšto vandens molekulės juda greičiau nei šaltame vandenyje, sukeldamos intymesnį kontaktą su aplinką, atrodo, kad jie sugeria visą šaltį, greitai sulėtėja.

Ivanas, 2014-01-10 05:53

Keista, kad šioje svetainėje pasirodo toks anoniminis straipsnis. Straipsnis visiškai nemoksliškas. Ir autorius, ir komentatoriai varžosi tarpusavyje, ieškodami reiškinio paaiškinimo, nesivargindami išsiaiškinti, ar reiškinys apskritai stebimas ir, jei stebimas, kokiomis sąlygomis. Be to, nėra net susitarimo dėl to, ką mes iš tikrųjų stebime! Taigi autorius primygtinai reikalauja paaiškinti greito karštų ledų užšaldymo poveikį, nors iš viso teksto (ir žodžių „efektas buvo atrastas eksperimentuojant su ledais“) išplaukia, kad jis pats to neatliko. eksperimentai. Iš straipsnyje išvardytų reiškinio „paaiškinimo“ variantų aišku, kad jie aprašo visiškai skirtingus eksperimentus, atliktus m. skirtingos sąlygos su skirtingais vandeniniais tirpalais. Tiek paaiškinimų esmė, tiek juose esanti subjunktyvinė nuotaika leidžia manyti, kad nebuvo atliktas net elementarus išsakytų minčių patikrinimas. Kažkas netyčia išgirdo juokingą istoriją ir atsainiai išsakė savo spėlionę išvadą. Atsiprašau, bet tai ne fizinė. Moksliniai tyrimai, o pokalbis vyksta rūkomajame.

Ivanas, 2014-01-10 06:10

Dėl komentarų straipsnyje apie ritinėlių užpildymą karštu vandeniu ir priekinio stiklo plovimo rezervuarus šaltu vandeniu. Iš požiūrio čia viskas paprasta elementarioji fizika. Čiuožykla pripildoma karšto vandens būtent todėl, kad jis užšąla lėčiau. Čiuožykla turi būti lygi ir lygi. Pabandykite užpilti šaltu vandeniu – gausite nelygumus ir „išsipūtimus“, nes... Vanduo užšals _greitai_, nespėdamas pasiskirstyti lygiu sluoksniu. O karštasis spės pasklisti lygiu sluoksniu, ištirpdys esamus ledo ir sniego gumbus. Su poveržle taip pat nėra sunku: supilkite svarus vanduošalčiui nėra prasmės - užšąla ant stiklo (net karšta); ir karštas antifrizo skystis gali sukelti šalto stiklo įskilimą, be to, stiklas turės pakilusi temperatūra užšalimas dėl pagreitėjusio alkoholių garavimo pakeliui į stiklinę (ar visi žino moonshine veikimo principą? - alkoholis išgaruoja, vanduo lieka).

Ivanas, 2014-01-10 06:34

Tačiau iš esmės kvaila klausti, kodėl du skirtingi eksperimentai skirtingomis sąlygomis vyksta skirtingai. Jei eksperimentas atliekamas grynai, tuomet reikia paimti karštą ir šaltą vandenį cheminė sudėtis- iš to paties virdulio paimkite iš anksto atšaldytą verdantį vandenį. Supilkite į vienodus indus (pavyzdžiui, plonasienes stiklines). Jį dedame ne ant sniego, o ant tokio pat lygaus, sauso pagrindo, pavyzdžiui, medinio stalo. Ir ne mikrošaldiklyje, o gana talpiame termostate - eksperimentą atlikau prieš porą metų vasarnamyje, kai lauke oras buvo stabilus ir šaltas, apie -25C. Vanduo kristalizuojasi tam tikroje temperatūroje, išleidęs kristalizacijos šilumą. Hipotezė susiveda į teiginį, kad karštas vanduo atvėsta greičiau (tai tiesa, pagal klasikinę fiziką šilumos perdavimo greitis yra proporcingas temperatūrų skirtumui), tačiau išlaiko padidintą aušinimo greitį net tada, kai jo temperatūra tampa lygi šalto vandens temperatūra. Kyla klausimas, kuo skiriasi iki +20C lauke atvėsęs vanduo nuo lygiai tokio pat vandens, kuris prieš valandą atvėso iki +20C temperatūros, bet patalpoje? Klasikinė fizika (beje, paremta ne plepais rūkomajame, o šimtais tūkstančių ir milijonų eksperimentų) sako: nieko, tolesnė aušinimo dinamika bus tokia pati (tik verdantis vanduo pasieks +20 balą). vėliau). Ir eksperimentas rodo tą patį: kai stiklinėje iš pradžių šalto vandens jau buvo stipri ledo pluta, karštas vanduo net negalvojo apie užšalimą. P.S. Į Jurijaus Kuznecovo komentarus. Tam tikro poveikio buvimas gali būti laikomas nustatytu, kai aprašomos jo atsiradimo sąlygos ir jis nuosekliai atkuriamas. Ir kai mes atliekame nežinomus eksperimentus su nežinomomis sąlygomis, anksti kurti teorijas jas paaiškinti ir tai nieko neduoda mokslinis taškas regėjimas. P.P.S. Na, o Aleksejaus Mišnevo komentarų neįmanoma perskaityti be švelnumo ašarų - žmogus gyvena kažkokiame išgalvotame pasaulyje, neturinčiame nieko bendra su fizika ir tikrais eksperimentais.

Grigorijus, 2014-01-13 10:58

Ivanai, aš suprantu, kad paneigiate Mpemba efektą? Tai neegzistuoja, kaip rodo jūsų eksperimentai? Kodėl jis toks garsus fizikoje ir kodėl daugelis bando tai paaiškinti?

Ivanas, 2014-02-14 01:51

Laba diena, Gregory! Egzistuoja nešvaraus eksperimento poveikis. Bet, kaip suprantate, tai ne priežastis ieškoti naujų fizikos dėsnių, o priežastis tobulinti eksperimentuotojo įgūdžius. Kaip jau pastebėjau komentaruose, visuose minėtuose bandymuose paaiškinti „Mpemba efektą“ mokslininkai net negali aiškiai suformuluoti, ką tiksliai ir kokiomis sąlygomis matuoja. Ir jūs norite pasakyti, kad tai eksperimentiniai fizikai? Nejuokink manęs. Poveikis žinomas ne fizikoje, o pseudomokslinėse diskusijose įvairiuose forumuose ir tinklaraščiuose, kurių dabar yra jūra. Nuo fizikos nutolę žmonės tai suvokia kaip realų fizinį poveikį (tam tikra prasme kaip kažkokių naujų fizikinių dėsnių pasekmę, o ne kaip neteisingos interpretacijos ar tiesiog mito pasekmę). Taigi nėra jokios priežasties kalbėti apie skirtingų eksperimentų, atliktų visiškai skirtingomis sąlygomis, rezultatus kaip apie vieną fizinį poveikį.

Pavelas, 2014-02-18 09:59

hmm, vaikinai... straipsnis "Speed ​​​​Info"... Neįsižeiskite... ;) Ivanas teisus dėl visko...

Grigalius, 2014-02-19 12:50

Ivanai, sutinku, kad dabar yra daugybė pseudomokslinių svetainių, kuriose skelbiama nepatikrinta sensacinga medžiaga. Juk Mpemba efektas vis dar tiriamas. Be to, tiria universitetų mokslininkai. Pavyzdžiui, 2013 metais šį poveikį tyrė Singapūro technologijos universiteto grupė. Pažiūrėkite nuorodą http://arxiv.org/abs/1310.6514. Jie mano, kad rado šio poveikio paaiškinimą. Detaliau apie atradimo esmę nerašysiu, bet, jų nuomone, efektas siejamas su vandeniliniuose ryšiuose sukauptų energijų skirtumu.

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

Visiems, besidomintiems Mpemba efekto tyrimais, šiek tiek papildžiau straipsnio medžiagą ir pateikiau nuorodas, kur galima susipažinti su naujausiais rezultatais (žr. tekstą). Ačiū už komentarus.

Ildaras, 2014-02-24 04:12 | nėra prasmės visko išvardinti

Jei šis Mpembos efektas tikrai vyksta, tai paaiškinimo, manau, reikia ieškoti vandens molekulinėje struktūroje. Vanduo (kaip sužinojau iš populiariosios mokslo literatūros) egzistuoja ne kaip atskiros H2O molekulės, o kaip kelių molekulių (net dešimčių) sankaupos. Kylant vandens temperatūrai, didėja molekulių judėjimo greitis, klasteriai suyra vienas prieš kitą ir molekulių valentiniai ryšiai nespėja surinkti didelių grupių. Klasterių susidarymas trunka šiek tiek daugiau laiko nei molekulinio judėjimo greičio mažinimas. O kadangi klasteriai yra mažesni, kristalinė gardelė susidaro greičiau. Šaltame vandenyje, matyt, didelės, gana stabilios sankaupos neleidžia susidaryti grotelėms, kol jos suardomos. Pats per televiziją mačiau kuriozinį efektą, kai indelyje ramiai stovėjęs šaltas vanduo kelias valandas šaltyje išliko skystas. Bet vos tik stiklainį pakėlus, tai yra šiek tiek pajudėjus iš savo vietos, vanduo stiklainyje iškart susikristalizavo, tapo nepermatomas ir stiklainis sprogo. Na, o šį efektą parodęs kunigas paaiškino tuo, kad vanduo buvo palaimintas. Beje, pasirodo, kad vanduo, priklausomai nuo temperatūros, labai keičia savo klampumą. Mums, kaip dideliems sutvėrimams, tai nepastebima, tačiau mažų (mm ar mažesnių) vėžiagyvių, o juo labiau bakterijų lygyje, vandens klampumas yra labai reikšmingas veiksnys. Šį klampumą, manau, lemia ir vandens telkinių dydis.

PILKA, 2014-03-15 05:30

viskas aplink mus, ką matome, yra paviršutiniškos savybės (savybės), todėl energija priimame tik tai, ką galime išmatuoti ar kaip nors įrodyti jos egzistavimą, kitaip tai yra aklavietė. Šį reiškinį, Mpemba efektą, galima paaiškinti tik paprasta tūrine teorija, kuri sujungs visus fizinius modelius į vieną sąveikos struktūrą. tai iš tikrųjų paprasta

Nikita, 2014-06-06 04:27 | automobilis

Tačiau kaip užtikrinti, kad važiuojant automobiliu vanduo liktų šaltas, o ne šiltas?

Aleksejus, 2014-10-03 01:09

Štai dar vienas „atradimas“ pakeliui. Vanduo į plastikinis butelys Užšąla daug greičiau atidarius dangtelį. Kad būtų smagu, eksperimentą atlikau daugybę kartų stiprus šalnas. Poveikis akivaizdus. Sveiki teoretikai!

Jevgenijus, 2014-12-27 08:40

Garavimo aušintuvo principas. Imame du hermetiškai uždarytus butelius su šaltu ir karštu vandeniu. Padedame šaltai. Šaltas vanduo užšąla greičiau. Dabar paimame tuos pačius butelius su šaltu ir karštu vandeniu, atidarome ir dedame į šaltą. Karštas vanduo užšals greičiau nei šaltas. Jei imsime du baseinus su šaltu ir karštu vandeniu, tada karštas vanduo užšals daug greičiau. Taip yra dėl to, kad didėja kontaktas su atmosfera. Kuo intensyvesnis garavimas, tuo greičiau nukrenta temperatūra. Čia reikia paminėti drėgmės faktorių. Kuo mažesnė drėgmė, tuo stipresnis garavimas ir stipresnis aušinimas.

pilkas TOMSK, 2015-03-01 10:55

PILKA, 2014-03-15 05:30 - tęsinys Tai, ką žinai apie temperatūrą, dar ne viskas. Ten yra dar kažkas. Jei teisingai sukursite fizinį temperatūros modelį, jis taps raktu apibūdinant energijos procesus nuo difuzijos, lydymosi ir kristalizacijos iki tokių mastelių kaip temperatūros padidėjimas didėjant slėgiui, slėgio padidėjimas didėjant temperatūrai. Iš to, kas pasakyta, paaiškės net fizinis Saulės energijos modelis. Aš žiemą. . 20013 metų ankstyvą pavasarį, žiūrėdamas į temperatūros modelius, sudariau bendrą temperatūros modelį. Po poros mėnesių prisiminiau temperatūros paradoksą ir tada supratau... kad mano temperatūros modelis taip pat apibūdina Mpemba paradoksą. Tai buvo 2013 m. gegužės – birželio mėn. Pavėlavau metus, bet tai geriausia. Mano fizinis modelis yra fiksuotas rėmelis, jį galima atsukti tiek pirmyn, tiek atgal, ir jame yra motorinė veikla, ta pati veikla, kurioje viskas juda. Turiu 8 metus mokykloje ir 2 metus koledže su temos kartojimu. 20 metų praėjo. Taigi garsiems mokslininkams negaliu priskirti jokių fizinių modelių, taip pat negaliu priskirti formulių. Labai atsiprašau.

Andrejus, 2015-11-08 08:52

Apskritai aš suprantu, kodėl karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas. O mano paaiškinimuose viskas labai paprasta, jei domina, parašykite man el. [apsaugotas el. paštas]

Andrejus, 2015-11-08 08:58

Atsiprašau, nurodžiau neteisingą el. pašto adresą. Štai teisingas el. pašto adresas: [apsaugotas el. paštas]

Viktoras, 2015-12-23 10:37

Man atrodo viskas paprasčiau, čia iškrenta sniegas, tai išgarintos dujos, aušinamas, tai gal šaltu oru karštas greičiau atšąla, nes išgaruoja ir iš karto kristalizuojasi toli nepakildamas, o vanduo dujinėje būsenoje greičiau atvėsta nei skystoje būsenoje)

Bekzhan, 2016-01-28 09:18

Net jei kas nors būtų atskleidęs šiuos pasaulio dėsnius, kurie yra susiję su šiais efektais, jis čia nebūtų parašęs. žurnalus ir pats asmeniškai tai įrodys žmonių akivaizdoje, taigi, kas čia bus parašyta apie šį efektą, dauguma nelogiška.)))

Aleksas, 2016-02-22 12:48

Sveiki eksperimentuotojai Jūs teisūs sakydami, kad mokslas prasideda ten, kur... ne matavimai, o skaičiavimai. „Eksperimentas“ yra amžinas ir nepakeičiamas argumentas tiems, kurie neturi vaizduotės ir linijinio mąstymo. Tai visus įžeidė, dabar E= mc2 atveju – ar visi prisimena? Molekulių, skrendančių iš šalto vandens į atmosferą, greitis nulemia energijos kiekį, kurį jos nuneša iš vandens (vėsinimas yra energijos praradimas). likusios vandens masės aušinimo greitis) Tai viskas, jei atsiribosite nuo „eksperimentų“ ir prisiminsite Pagrindiniai pagrindai Mokslas

Vladimiras, 2016-04-25 10:53 | Meteo

Tais laikais, kai antifrizas buvo retas, vanduo iš automobilių aušinimo sistemos nešildomame garaže buvo nuleistas po darbo dienos, kad neatšildytų cilindrų blokas ar radiatorius – kartais abu kartu. Ryte buvo pilamas karštas vanduo. Esant dideliam šalčiui, varikliai užsivedė be problemų. Kažkaip dėl karšto vandens trūkumo iš čiaupo pasipylė vanduo. Vanduo iš karto užšalo. Eksperimentas kainavo brangiai – lygiai tiek, kiek kainuoja įsigyti ir pakeisti automobilio ZIL-131 cilindrų bloką ir radiatorių. Kas netiki, tegul patikrina. o Mpemba eksperimentavo su ledais. Leduose kristalizacija vyksta kitaip nei vandenyje. Pabandykite dantimis nukąsti ledų gabalėlį ir ledo gabalėlį. Greičiausiai jis nesušalo, o sutirštėjo dėl aušinimo. O gėlas vanduo, nesvarbu, karštas ar šaltas, užšąla 0*C. Šaltas vanduo yra greitas, tačiau karštam vandeniui reikia laiko atvėsti.

Klajoklis, 2016-05-06 12:54 | Aleksui

"c" - šviesos greitis vakuume E=mc^2 - formulė, išreiškianti masės ir energijos ekvivalentą

Albertas, 2016-07-27 08:22

Pirmiausia analogija su kietosios medžiagos(nėra garinimo proceso). Neseniai litavau varinius vandens vamzdžius. Procesas vyksta kaitinant dujų degiklis iki lydmetalio lydymosi temperatūros. Vienos jungties su mova šildymo laikas yra maždaug viena minutė. Prilitavau vieną jungtį prie movos ir po poros minučių supratau, kad neteisingai prilitavau. Reikėjo šiek tiek pasukti vamzdį movoje. Jungtį vėl pradėjau kaitinti degikliu ir, mano nuostabai, siūlę įkaitinti iki lydymosi temperatūros prireikė 3-4 minučių. Kaip tai!? Juk vamzdis vis dar karštas ir atrodytų, kad jam pašildyti iki lydymosi temperatūros reikia kur kas mažiau energijos, bet viskas pasirodė atvirkščiai. Viskas priklauso nuo šilumos laidumo, kuris jau įkaitintame vamzdyje yra žymiai didesnis, o riba tarp šildomo ir šalto vamzdžio per dvi minutes sugebėjo nutolti nuo jungties. Dabar apie vandenį. Dirbsime su karšto ir pusiau šildomo indo sąvokomis. Karštame inde tarp karštų, labai judrių dalelių ir lėtai judančių, šaltų dalelių susidaro siaura temperatūros riba, kuri gana greitai juda iš periferijos į centrą, nes ties šia riba greitos dalelės greitai atiduoda savo energiją (atšalusios) kitoje ribos pusėje esančiomis dalelėmis. Kadangi išorinių šaltų dalelių tūris yra didesnis, greitosios dalelės, suteikiančios savo šiluminė energija, negali žymiai sušildyti išorinių šaltų dalelių. Todėl karšto vandens aušinimo procesas vyksta gana greitai. Pusiau pašildyto vandens šilumos laidumas yra daug mažesnis, o ribos tarp pusiau pašildytų ir šaltų dalelių plotis yra daug platesnis. Tokios plačios ribos perėjimas į centrą vyksta daug lėčiau nei karšto indo atveju. Dėl to karštas indas atvėsta greičiau nei šiltas. Manau, kad turime stebėti skirtingos temperatūros vandens aušinimo proceso dinamiką, pastatydami kelis temperatūros jutiklius nuo indo vidurio iki krašto.

Maks., 2016-11-19 05:07

Tai buvo patikrinta: Jamalyje šalta vamzdis su karštu vandeniu užšąla ir jūs turite jį sušildyti, o šaltas - ne!

Artem, 2016-12-09 01:25

Sunku, bet manau, kad šaltas vanduo yra tankesnis už karštą, net geriau nei virintas, o čia greitėja aušinimas ir pan. karštas vanduo pasiekia šaltą temperatūrą ir ją aplenkia, o jei atsižvelgsite į tai, kad karštas vanduo užšąla iš apačios, o ne iš viršaus, kaip parašyta aukščiau, tai labai pagreitina procesą!

Aleksandras Sergejevas, 21.08.2017 10:52

Tokio poveikio nėra. Deja. 2016 metais Natūra buvo paskelbtas išsamus straipsnis šia tema: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Iš jo aišku, kad kruopščiai eksperimentuojant (jei šilto ir šalto vandens mėginiai visame kame vienodi išskyrus temperatūrą) poveikis nepastebimas .

Zavlab, 2017-08-22 05:31

Viktoras , 2017-10-27 03:52

"Tai tikrai yra." - jei mokykloje nesupratote, kas yra šiluminė talpa ir energijos tvermės dėsnis. Tai lengva patikrinti - tam jums reikia: noro, galvos, rankų, vandens, šaldytuvo ir žadintuvo. O čiuožyklos, kaip rašo specialistai, užšaldomos (užpildomos) šaltu vandeniu, o nupjautas ledas išlyginamas šiltu vandeniu. O žiemą į plovimo rezervuarą reikia pilti antifrizo skysčio, o ne vandens. Vanduo bet kokiu atveju užšals, o šaltas – greičiau.

Irina, 2018-01-23 10:58

Su šiuo paradoksu viso pasaulio mokslininkai kovoja nuo Aristotelio laikų, o Viktoras, Zavlabas ir Sergejevas pasirodė protingiausi.

Denisas, 2018-02-01 08:51

Straipsnyje viskas parašyta teisingai. Tačiau priežastis yra šiek tiek kitokia. Virimo metu jame ištirpęs oras išgaruoja iš vandens, todėl verdančiam vandeniui atvėstant jo tankis galiausiai bus mažesnis nei tos pačios temperatūros žalio vandens. Nėra kitų priežasčių, dėl kurių skiriasi šilumos laidumas, išskyrus skirtingą tankį.

Zavlab, 2018-01-03 08:58 | Laboratorijos vadovas

Irina:), „mokslininkai visame pasaulyje“ nesusiduria su šiuo „paradoksu“ tikriems mokslininkams šio „paradokso“ tiesiog nėra - jis lengvai patikrinamas gerai atkuriamomis sąlygomis. „Paradoksas“ atsirado dėl nepakartojamų afrikietiško berniuko Mpembos eksperimentų ir buvo išpūstas panašių „mokslininkų“ :)

Reiškinys, kai karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas vanduo, moksle žinomas kaip Mpemba efektas. Didieji protai, tokie kaip Aristotelis, Francis Baconas ir Rene Descartesas, svarstė šį paradoksalų reiškinį, tačiau tūkstančius metų niekas dar nesugebėjo pateikti pagrįsto šio reiškinio paaiškinimo.

Tik 1963 metais moksleivis iš Tanganikos Respublikos Erasto Mpemba pastebėjo šį efektą, naudodamasis ledų pavyzdžiu, tačiau joks suaugęs asmuo jam nepaaiškino. Nepaisant to, fizikai ir chemikai rimtai susimąstė apie tokį paprastą, bet taip nesuprantamą reiškinį.

Nuo tada buvo išsakomos įvairios versijos, viena iš jų buvo tokia: dalis karšto vandens iš pradžių tiesiog išgaruoja, o vėliau, kai jo lieka mažiau, vanduo greičiau užšąla. Ši versija dėl savo paprastumo tapo populiariausia, tačiau mokslininkų visiškai netenkino.

Dabar Singapūro Nanyang technologijos universiteto mokslininkų komanda, vadovaujama chemiko Xi Zhang, sako, kad išsprendė seną paslaptį, kodėl šiltas vanduo užšąla greičiau nei šalta. Kaip išsiaiškino Kinijos ekspertai, paslaptis slypi energijos kiekyje, sukauptame vandeniliniuose ryšiuose tarp vandens molekulių.

Kaip žinote, vandens molekulės susideda iš vieno deguonies atomo ir dviejų vandenilio atomų, sujungtų kovalentinėmis jungtimis, kurios dalelių lygyje atrodo kaip elektronų mainai. Kitas žinomas faktas slypi tame, kad vandenilio atomus pritraukia deguonies atomai iš gretimų molekulių – ir susidaro vandenilio ryšiai.

Tuo pačiu metu vandens molekulės paprastai atstumia viena kitą. Mokslininkai iš Singapūro pastebėjo: kuo šiltesnis vanduo, tuo didesnis atstumas tarp skysčio molekulių dėl didėjančių atstumiamųjų jėgų. Dėl to vandeniliniai ryšiai ištempiami, todėl sukaupia daugiau energijos. Ši energija išsiskiria vandeniui vėsstant – molekulės priartėja viena prie kitos. O energijos išleidimas, kaip žinoma, reiškia vėsinimą.

Kaip rašo chemikai savo straipsnyje, kurį galima rasti išankstinio spausdinimo svetainėje arXiv.org, karštame vandenyje vandenilio ryšiai yra stipresni nei šaltame vandenyje. Taigi išeina, kad karšto vandens vandeniliniuose ryšiuose sukaupiama daugiau energijos, o tai reiškia, kad atvėsus iki minusinės temperatūros jos išsiskiria daugiau. Dėl šios priežasties kietėjimas vyksta greičiau.

Iki šiol mokslininkai šią paslaptį išsprendė tik teoriškai. Kai jie pateikia įtikinamus savo versijos įrodymus, klausimas, kodėl karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas, gali būti laikomas uždaru.