Trong bài viết này, chúng ta sẽ xem xét câu hỏi tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh.

Nước nóng đóng băng nhanh hơn nhiều so với nước lạnh! Đặc tính tuyệt vời này của nước mà các nhà khoa học vẫn chưa thể tìm ra lời giải thích chính xác, đã được biết đến từ thời cổ đại. Ví dụ, ngay cả ở Aristotle, cũng có mô tả về câu cá mùa đông: ngư dân cắm cần câu vào các lỗ trên băng, và để họ thích bị đóng băng, họ đổ nước ấm lên băng. Tên của hiện tượng này được đặt theo tên của Erasto Mpemba vào những năm 60 của TK XX. Mnemba nhận thấy một hiệu ứng kỳ lạ khi anh ấy đang chuẩn bị kem, và quay sang giáo viên vật lý của mình, Tiến sĩ Denis Osborne, để được giải thích. Mpemba và Tiến sĩ Osborne đã thử nghiệm với nước có nhiệt độ khác nhau và kết luận rằng hầu như nước sôi bắt đầu đóng băng nhanh hơn nhiều so với nước ở nhiệt độ phòng. Các nhà khoa học khác đã tiến hành các thí nghiệm của riêng họ và mỗi lần đều có kết quả tương tự.

Giải thích hiện tượng vật lý

Không có lời giải thích chung được chấp nhận về lý do tại sao điều này xảy ra. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng tất cả là về sự hạ nhiệt của chất lỏng, xảy ra khi nhiệt độ của nó giảm xuống dưới điểm đóng băng. Nói cách khác, nếu nước đóng băng ở nhiệt độ dưới 0 ° C, thì nước siêu lạnh có thể có nhiệt độ, ví dụ, -2 ° C và đồng thời vẫn ở trạng thái lỏng mà không biến thành đá. Khi chúng ta cố gắng làm đông nước lạnh, có khả năng là nước sẽ bị siêu lạnh và cứng lại chỉ sau một thời gian. Các quá trình khác diễn ra trong nước nóng. Sự biến đổi nhanh hơn của nó thành băng có liên quan đến sự đối lưu.

Đối lưu- Đây là hiện tượng vật lý trong đó các lớp ở dưới ấm của chất lỏng nổi lên và các lớp ở trên, nguội đi thì rơi xuống.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc nước đóng băng nhanh hơn, nóng hơn hay lạnh hơn, nhưng bản thân câu hỏi này có vẻ hơi kỳ quặc. Theo vật lý học, người ta đã biết ngụ ý rằng nước nóng vẫn cần thời gian để nguội đi đến nhiệt độ của nước lạnh tương đương để biến thành băng. Trong nước lạnh, giai đoạn này có thể được bỏ qua, và do đó, nó thắng đúng lúc.

Nhưng câu trả lời cho câu hỏi nước nào đóng băng nhanh hơn - lạnh hay nóng - ngoài sương giá, thì bất kỳ cư dân nào ở các vĩ độ phía bắc đều biết. Trên thực tế, về mặt khoa học, nó chỉ ra rằng trong mọi trường hợp, nước lạnh chỉ đơn giản là phải đóng băng nhanh hơn.

Giáo viên vật lý, người được cậu học sinh Erasto Mpemba tiếp cận vào năm 1963 với yêu cầu giải thích lý do tại sao hỗn hợp lạnh của kem trong tương lai lại đóng băng lâu hơn hỗn hợp tương tự nhưng nóng, cũng nghĩ như vậy.

"Đây không phải là vật lý thế giới, mà là một loại vật lý Mpemba nào đó"

Vào thời điểm đó, giáo viên chỉ cười vì điều này, nhưng Deniss Osborne, một giáo sư vật lý, người từng lái xe đến cùng trường nơi Erasto học, đã thực nghiệm xác nhận sự hiện diện của một hiệu ứng như vậy, mặc dù sau đó không có lời giải thích nào cho điều này. Năm 1969, một tạp chí khoa học nổi tiếng đã đăng một bài báo chung của hai người mô tả tác dụng đặc biệt này.

Kể từ đó, câu hỏi về việc nước nào đóng băng nhanh hơn - nóng hay lạnh - có tên riêng - hiệu ứng, hay nghịch lý, của Mpemba.

Câu hỏi nảy sinh trong một thời gian dài

Đương nhiên, một hiện tượng như vậy đã diễn ra trước đây, và nó đã được đề cập trong các công trình của các nhà khoa học khác. Không chỉ cậu học sinh quan tâm đến vấn đề này, mà Rene Descartes và thậm chí cả Aristotle cũng nghĩ về nó trong thời đại của họ.

Đây chỉ là những cách tiếp cận để giải quyết nghịch lý này bắt đầu chỉ được xem xét vào cuối thế kỷ XX.

Điều kiện để xảy ra nghịch lý

Đối với kem, nó không chỉ là nước thông thường bị đóng băng trong quá trình thử nghiệm. Một số điều kiện nhất định phải có để bắt đầu tranh luận nước nào đóng băng nhanh hơn - lạnh hay nóng. Điều gì ảnh hưởng đến quá trình này?

Bây giờ, trong thế kỷ 21, một số phương án đã được đưa ra có thể giải thích nghịch lý này. Nước nào đóng băng nhanh hơn, nóng hay lạnh hơn, có thể phụ thuộc vào thực tế là nó có tốc độ bay hơi nhanh hơn nước lạnh. Do đó, thể tích của nó giảm, và với sự giảm thể tích, thời gian đóng băng trở nên ngắn hơn so với khi chúng ta lấy một thể tích nước lạnh ban đầu tương tự.

Ngăn đá lâu rã đông.

Nước nào đóng băng nhanh hơn và tại sao nó lại xảy ra, có thể bị ảnh hưởng bởi lớp tuyết có thể tìm thấy trong ngăn đá của tủ lạnh được sử dụng cho thí nghiệm. Nếu bạn lấy hai thùng chứa có thể tích giống hệt nhau, nhưng một trong hai thùng chứa nước nóng và thùng còn lại chứa nước lạnh, thùng chứa có nước nóng sẽ làm tan tuyết dưới nó, do đó cải thiện sự tiếp xúc của mức nhiệt với thành của tủ lạnh. Một thùng chứa nước lạnh không thể làm được điều đó. Nếu không có lớp lót này mà có tuyết trong ngăn mát tủ lạnh thì nước lạnh sẽ đông nhanh hơn.

Trên cùng - Dưới cùng

Ngoài ra, hiện tượng nước đóng băng nhanh hơn - nóng hoặc lạnh, được giải thích như sau. Theo một số quy luật nhất định, nước lạnh bắt đầu đóng băng từ các lớp trên, khi nước nóng làm theo cách ngược lại - nó bắt đầu đóng băng từ dưới lên trên. Trong trường hợp này, nó chỉ ra rằng nước lạnh, có một lớp lạnh ở trên cùng với băng đã được hình thành ở những nơi, do đó làm xấu đi các quá trình đối lưu và bức xạ nhiệt, do đó giải thích nước nào đóng băng nhanh hơn - lạnh hay nóng. Ảnh chụp từ các thí nghiệm nghiệp dư được đính kèm, và nó có thể nhìn thấy rõ ràng ở đây.

Nhiệt tỏa ra, có xu hướng hướng lên, và ở đó nó gặp một lớp rất nguội. Không có đường dẫn tự do cho bức xạ nhiệt, vì vậy quá trình làm mát trở nên khó khăn. Nước nóng hoàn toàn không có chướng ngại vật như vậy trên đường đi của nó. Cái nào đóng băng nhanh hơn - lạnh hay nóng, tùy thuộc vào kết quả có thể xảy ra, bạn có thể mở rộng câu trả lời bởi thực tế là bất kỳ loại nước nào cũng có một số chất nhất định bị hòa tan trong đó.

Tạp chất trong nước là một yếu tố ảnh hưởng đến kết quả

Nếu bạn không ăn gian và sử dụng nước có thành phần giống nhau, trong đó nồng độ của một số chất giống nhau, thì nước lạnh sẽ đông nhanh hơn. Nhưng nếu một tình huống xảy ra khi các nguyên tố hóa học hòa tan chỉ có trong nước nóng và nước lạnh không có chúng, thì sẽ có cơ hội cho nước nóng đóng băng sớm hơn. Điều này được giải thích là do các chất hòa tan trong nước tạo ra các trung tâm kết tinh, và với một số lượng nhỏ các trung tâm này, việc chuyển nước thành trạng thái rắn là rất khó khăn. Thậm chí có thể xảy ra hiện tượng nước quá lạnh, theo nghĩa là ở nhiệt độ dưới 0, nước sẽ ở trạng thái lỏng.

Nhưng tất cả các phiên bản này, rõ ràng, không hoàn toàn phù hợp với các nhà khoa học và họ vẫn tiếp tục nghiên cứu vấn đề này. Năm 2013, một nhóm các nhà nghiên cứu ở Singapore cho biết họ đã giải đáp được một bí ẩn lâu đời.

Một nhóm các nhà khoa học Trung Quốc lập luận rằng bí mật của hiệu ứng này nằm ở lượng năng lượng được lưu trữ giữa các phân tử nước trong các liên kết của nó, được gọi là liên kết hydro.

Manh mối từ các nhà khoa học Trung Quốc

Tiếp theo là thông tin, để hiểu được điều cần thiết phải có một số kiến ​​thức về hóa học để tìm ra nước đóng băng nhanh hơn - nóng hay lạnh. Như bạn đã biết, nó bao gồm hai nguyên tử H (hydro) và một nguyên tử O (oxy), được giữ với nhau bằng liên kết cộng hóa trị.

Nhưng các nguyên tử hydro của một phân tử cũng bị thu hút bởi các phân tử lân cận, đến thành phần oxy của chúng. Chính những liên kết này được gọi là liên kết hydro.

Cần nhớ rằng đồng thời, các phân tử nước có tính đẩy nhau. Các nhà khoa học lưu ý rằng khi nước nóng lên, khoảng cách giữa các phân tử của nó tăng lên, và điều này là do lực đẩy. Người ta có thể nói rằng nếu chiếm một khoảng cách giữa các phân tử ở trạng thái lạnh, chúng giãn ra, và chúng có nguồn cung cấp năng lượng lớn hơn. Đó là nguồn dự trữ năng lượng được giải phóng khi các phân tử nước bắt đầu tiếp cận nhau, tức là quá trình làm lạnh xảy ra. Nó chỉ ra rằng việc cung cấp nhiều năng lượng hơn trong nước nóng và sự giải phóng năng lượng lớn hơn khi được làm lạnh đến nhiệt độ hạ nhiệt độ, xảy ra nhanh hơn so với trong nước lạnh, vốn có ít năng lượng hơn. Vậy nước nào đóng băng nhanh hơn - lạnh hay nóng hơn? Trên đường phố và trong phòng thí nghiệm, nghịch lý Mpemba sẽ xảy ra, và nước nóng sẽ biến thành băng nhanh hơn.

Nhưng câu hỏi vẫn còn bỏ ngỏ

Chỉ có một xác nhận lý thuyết về manh mối này - tất cả điều này được viết trong các công thức đẹp và có vẻ hợp lý. Nhưng khi dữ liệu thực nghiệm, nước nào đóng băng nhanh hơn - nóng hay lạnh, được đưa vào một khía cạnh thực tế và kết quả của chúng được trình bày, thì câu hỏi về nghịch lý Mpemba có thể được coi là khép lại.

Có vẻ như công thức cũ H 2 O không chứa bất kỳ bí mật nào. Nhưng trên thực tế, nước - nguồn gốc của sự sống và là chất lỏng nổi tiếng nhất thế giới - ẩn chứa nhiều điều bí ẩn mà đôi khi các nhà khoa học cũng không thể giải đáp được.

Dưới đây là 5 sự thật thú vị nhất về nước:

1. Nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh

Lấy hai thùng chứa nước: đổ nước nóng vào một và nước lạnh vào thùng kia, và đặt chúng vào ngăn đá. Nước nóng sẽ đóng băng nhanh hơn nước lạnh, mặc dù về mặt logic, nước lạnh nên là nước đầu tiên biến thành đá: xét cho cùng, nước nóng trước tiên phải nguội xuống nhiệt độ lạnh, sau đó mới biến thành đá, còn nước lạnh thì không cần. nguội đi. Tại sao chuyện này đang xảy ra?

Vào năm 1963, Erasto B. Mpemba, một học sinh trung học phổ thông ở Tanzania, trong khi làm đông đá pha chế kem đã chuẩn bị sẵn, đã nhận thấy rằng nước pha chế nóng sẽ đông nhanh hơn trong tủ đông so với pha chế lạnh. Khi người thanh niên chia sẻ khám phá của mình với giáo viên vật lý, ông chỉ cười vào mặt. May mắn thay, cậu học sinh đã kiên trì và thuyết phục được giáo viên tiến hành một thí nghiệm, điều này khẳng định khám phá của cậu: trong những điều kiện nhất định, nước nóng thực sự đóng băng nhanh hơn nước lạnh.

Hiện tượng nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh này được gọi là "hiệu ứng Mpemba". Đúng như vậy, rất lâu trước khi có ông, đặc tính độc đáo này của nước đã được Aristotle, Francis Bacon và Rene Descartes ghi nhận.

Các nhà khoa học vẫn chưa hiểu đầy đủ về bản chất của hiện tượng này, giải thích nó là do sự khác biệt về nhiệt độ hạ nhiệt, bay hơi, hình thành băng, đối lưu, hoặc do tác dụng của khí hóa lỏng với nước nóng và lạnh.

Lưu ý từ X.RU cho chủ đề "Nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh".

Vì vấn đề điện lạnh gần gũi hơn với chúng ta, tủ lạnh, chúng tôi sẽ cho phép mình đi sâu vào thực chất của vấn đề này và đưa ra hai ý kiến ​​về bản chất của một hiện tượng bí ẩn như vậy.

1. Một nhà khoa học từ Đại học Washington đã đưa ra lời giải thích cho một hiện tượng bí ẩn được biết đến từ thời Aristotle: tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh.

Hiện tượng được gọi là hiệu ứng Mpemba được sử dụng rộng rãi trong thực tế. Ví dụ, các chuyên gia khuyên người lái xe nên đổ nước lạnh chứ không phải nước nóng vào bình chứa của máy giặt vào mùa đông. Nhưng điều gì làm cơ sở cho hiện tượng này vẫn chưa được biết trong một thời gian dài.

Tiến sĩ Jonathan Katz của Đại học Washington đã nghiên cứu hiện tượng này và kết luận rằng các chất hòa tan trong nước, kết tủa khi đun nóng, đóng một vai trò quan trọng, theo EurekAlert.

Theo chất tan, Tiến sĩ Katz đề cập đến canxi và magiê bicarbonat được tìm thấy trong nước cứng. Khi đun nước, các chất này bị lắng lại, đóng cặn trên thành ấm trà. Nước chưa từng được đun nóng có chứa các tạp chất này. Khi nó đóng băng và các tinh thể nước đá hình thành, nồng độ tạp chất trong nước tăng lên gấp 50 lần. Điều này làm giảm điểm đóng băng của nước. Tiến sĩ Katz giải thích: “Và bây giờ nước vẫn phải được làm lạnh để đóng băng.

Có một lý do thứ hai ngăn không cho nước chưa được làm nóng đóng băng. Việc hạ thấp điểm đóng băng của nước làm giảm chênh lệch nhiệt độ giữa pha rắn và pha lỏng. Tiến sĩ Katz cho biết: “Bởi vì tốc độ nước mất nhiệt phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ này, nên nước chưa được làm nóng sẽ nguội đi ít hơn.

Theo nhà khoa học, lý thuyết của ông có thể được kiểm chứng bằng thực nghiệm, vì hiệu ứng Mpemba trở nên rõ rệt hơn đối với nước cứng hơn.

2. Ôxy cộng với hyđrô cộng với lạnh tạo nên băng. Thoạt nhìn, chất trong suốt này có vẻ rất đơn giản. Trên thực tế, tảng băng ẩn chứa nhiều điều bí ẩn. Tảng băng do Phi Erasto Mpemba tạo ra không mơ danh lợi. Đó là những ngày nóng. Anh ấy muốn một ít kem que. Anh ấy sẽ lấy một gói nước trái cây và đặt nó trong tủ đá. Anh ấy đã làm điều này nhiều lần và do đó nhận thấy rằng nước trái cây đặc biệt nhanh chóng đông lại, nếu bạn phơi nó dưới ánh nắng mặt trời trước đó - nó thực sự rất nóng! Điều này thật kỳ lạ, cậu học sinh người Tanzania nghĩ, người đã hành động trái ngược với sự khôn ngoan của thế gian. Thực sự, để chất lỏng chuyển thành đá nhanh hơn, trước hết nó phải được ... đun nóng? Chàng trai trẻ ngạc nhiên đến mức chia sẻ suy đoán của mình với giáo viên. Ông đã báo cáo sự tò mò này trên báo chí.

Câu chuyện này xảy ra vào những năm sáu mươi của thế kỷ trước. Hiện nay "hiệu ứng Mpemba" đã được các nhà khoa học biết đến nhiều. Nhưng trong một thời gian dài, hiện tượng tưởng chừng như đơn giản này vẫn là một bí ẩn. Tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh?

Mãi đến năm 1996, nhà vật lý David Auerbach mới tìm ra lời giải. Để trả lời câu hỏi này, ông đã tiến hành một thí nghiệm trong suốt một năm: ông đun nóng nước trong ly rồi làm lạnh lại. Vậy anh ấy đã phát hiện ra điều gì? Khi đun nóng, bọt khí hòa tan trong nước bay hơi. Nước không có khí dễ đóng băng hơn trên thành bình. Auerbach nói: “Tất nhiên, nước có hàm lượng không khí cao cũng sẽ đóng băng, nhưng không phải ở 0 độ C, mà chỉ ở âm 4 hoặc 6 độ. Rõ ràng, việc chờ đợi sẽ lâu hơn. Vì vậy, nước nóng đóng băng trước nước lạnh, đây là một sự thật khoa học.

Khó có một chất nào có thể xuất hiện trước mắt chúng ta một cách dễ dàng như nước đá. Nó chỉ bao gồm các phân tử nước - tức là các phân tử cơ bản chứa hai nguyên tử hydro và một oxy. Tuy nhiên, băng được cho là chất bí ẩn nhất trong vũ trụ. Các nhà khoa học vẫn chưa thể giải thích một số đặc tính của nó.

2. Siêu làm lạnh và đóng băng "tức thì"

Mọi người đều biết rằng nước luôn chuyển thành đá khi hạ nhiệt xuống 0 ° C ... ngoại trừ một số trường hợp! Ví dụ, một trường hợp như vậy là "làm lạnh quá mức", là đặc tính của nước rất tinh khiết để vẫn ở dạng lỏng ngay cả khi làm lạnh xuống dưới điểm đóng băng. Hiện tượng này có thể xảy ra do thực tế là môi trường không chứa các trung tâm hoặc hạt nhân của sự kết tinh, điều này có thể gây ra sự hình thành các tinh thể băng. Và do đó, nước vẫn ở dạng lỏng, ngay cả khi làm lạnh đến nhiệt độ dưới 0 độ C. Quá trình kết tinh có thể được kích hoạt, ví dụ, bởi bọt khí, tạp chất (chất gây ô nhiễm) hoặc bề mặt không bằng phẳng của vật chứa. Nếu không có chúng, nước sẽ vẫn ở dạng lỏng. Khi quá trình kết tinh bắt đầu, bạn có thể quan sát cách nước siêu lạnh ngay lập tức biến thành đá.

Xem video (2 901 Kb, 60 giây) từ Phil Medina (www.mrsciguy.com) và tự mình xem >>

Nhận xét. Nước quá nhiệt cũng ở trạng thái lỏng, ngay cả khi đun nóng đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi.

3. Nước "thủy tinh"

Nhanh chóng và không do dự, hãy kể tên nước có bao nhiêu trạng thái khác nhau?

Nếu bạn trả lời ba (rắn, lỏng, khí) thì bạn đã sai. Các nhà khoa học phân biệt được ít nhất 5 trạng thái khác nhau của nước lỏng và 14 trạng thái của băng.

Bạn có nhớ cuộc trò chuyện về nước siêu lạnh không? Vì vậy, bất kể bạn làm gì, ở nhiệt độ -38 ° C, ngay cả nước siêu làm lạnh tinh khiết nhất cũng đột nhiên biến thành đá. Điều gì xảy ra với mức giảm hơn nữa

nhiệt độ? Ở -120 ° C, một điều gì đó kỳ lạ bắt đầu xảy ra với nước: nó trở nên siêu nhớt hoặc nhớt, giống như mật đường, và ở nhiệt độ dưới -135 ° C, nó biến thành nước "thủy tinh" hoặc "thủy tinh" - một chất rắn thiếu cấu trúc tinh thể.

4. Tính chất lượng tử của nước

Ở cấp độ phân tử, nước còn đáng ngạc nhiên hơn. Năm 1995, một thí nghiệm tán xạ neutron do các nhà khoa học thực hiện đã cho một kết quả bất ngờ: các nhà vật lý nhận thấy rằng neutron nhắm vào phân tử nước "nhìn thấy" ít hơn 25% số proton hydro so với dự kiến.

Hóa ra ở tốc độ một phần tử giây (10-18 giây), một hiệu ứng lượng tử bất thường xảy ra, và công thức hóa học của nước, thay vì công thức thông thường - H 2 O, trở thành H 1,5 O!

5. Nước có trí nhớ không?

Vi lượng đồng căn, một giải pháp thay thế cho thuốc chính thức, tuyên bố rằng dung dịch thuốc được pha loãng có thể có tác dụng chữa bệnh trên cơ thể, ngay cả khi hệ số pha loãng lớn đến mức không còn lại gì ngoài các phân tử nước trong dung dịch. Những người ủng hộ vi lượng đồng căn giải thích nghịch lý này bằng một khái niệm gọi là "bộ nhớ của nước", theo đó nước ở cấp độ phân tử có "bộ nhớ" của một chất đã từng được hòa tan trong nó và giữ lại các đặc tính của dung dịch có nồng độ ban đầu sau đó. không một phân tử đơn lẻ của một thành phần nào còn lại trong đó.

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế dẫn đầu bởi Giáo sư Madeleine Ennis thuộc Đại học Queen's Belfast, người đã chỉ trích các nguyên tắc của vi lượng đồng căn, đã tiến hành một thí nghiệm vào năm 2002 để bác bỏ khái niệm này một lần và mãi mãi, các nhà khoa học nói rằng họ đã có thể chứng minh thực tế. Tuy nhiên, các thí nghiệm được tiến hành dưới sự giám sát của các chuyên gia độc lập đã không mang lại kết quả.

Nước có nhiều đặc tính bất thường khác mà chúng tôi chưa đề cập đến trong bài viết này.

Văn chương.

1.5 Những điều thực sự kỳ lạ về nước / http://www.neatorama.com.
2. Bí ẩn của nước: lý thuyết về hiệu ứng Aristotle-Mpemba đã được tạo ra / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnyashchy N.N. Bí mật của thiên nhiên vô tri. Chất bí ẩn nhất trong vũ trụ / http://www.bibliotekar.ru.

Điều này đúng, mặc dù nghe có vẻ khó tin, bởi vì trong quá trình đóng băng, nước được làm nóng trước phải vượt qua nhiệt độ của nước lạnh. Trong khi đó, hiệu ứng này được sử dụng rộng rãi, chẳng hạn như các con lăn và đường trượt được ngập trong nước nóng chứ không phải nước lạnh vào mùa đông. Các chuyên gia khuyên người lái xe nên đổ nước lạnh chứ không phải nước nóng vào bình chứa của máy giặt vào mùa đông. Nghịch lý được biết đến trên toàn thế giới với cái tên "Hiệu ứng Mpemba".

Hiện tượng này đã từng được đề cập đến bởi Aristotle, Francis Bacon và Rene Descartes, nhưng phải đến năm 1963, các giáo sư vật lý mới chú ý đến nó và cố gắng điều tra nó. Mọi chuyện bắt đầu khi một học sinh trung học ở Tanzania, Erasto Mpemba, nhận thấy rằng sữa có đường mà anh ta dùng để làm kem sẽ đông cứng nhanh hơn nếu nó được làm nóng trước và cho rằng nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Ông quay sang giáo viên vật lý để làm rõ, nhưng ông chỉ cười với học sinh, nói như sau: "Đây không phải là vật lý thế giới, mà là vật lý của Mpemba."

May mắn thay, Dennis Osborne, một giáo sư vật lý tại Đại học Dar es Salaam, đã đến thăm trường vào một ngày nọ. Và Mpemba quay sang anh ta với cùng một câu hỏi. Vị giáo sư ít nghi ngờ hơn, nói rằng ông không thể đánh giá những gì mình chưa từng thấy, và khi trở về nhà, ông đã yêu cầu các nhân viên tiến hành các thí nghiệm thích hợp. Họ dường như đã xác nhận lời nói của cậu bé. Dù sao, vào năm 1969 Osborne đã nói về việc hợp tác với Mpemba trên tạp chí "Eng. Vật lýGiáo dục". Cùng năm, George Kell của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada đã xuất bản một bài báo mô tả hiện tượng này trên tạp chí Eng. Người MỹTạp chícủaVật lý».

Có một số cách để giải thích nghịch lý này:

• Nước nóng bay hơi nhanh hơn, do đó làm giảm thể tích của nó, và một lượng nước nhỏ hơn có cùng nhiệt độ sẽ đóng băng nhanh hơn. Nước lạnh sẽ đông nhanh hơn trong hộp kín.
• Sự hiện diện của một lớp lót tuyết. Bình chứa nước nóng làm tan tuyết bên dưới, do đó cải thiện sự tiếp xúc nhiệt với bề mặt làm mát. Nước lạnh không làm tan tuyết bên dưới. Nếu không có lớp lót tuyết, ngăn chứa nước lạnh sẽ đóng băng nhanh hơn.
• Nước lạnh bắt đầu đóng băng từ trên cao, do đó làm xấu đi quá trình bức xạ nhiệt và đối lưu, và do đó mất nhiệt, trong khi nước nóng bắt đầu đóng băng từ bên dưới. Với việc khuấy nước cơ học bổ sung trong thùng chứa, nước lạnh sẽ đông nhanh hơn.
• Sự hiện diện của các trung tâm kết tinh trong nước nguội - các chất hòa tan trong đó. Với một số lượng nhỏ các tâm như vậy trong nước lạnh, quá trình biến đổi nước thành băng rất khó khăn và thậm chí có thể xảy ra hiện tượng hạ nhiệt khi nó ở trạng thái lỏng, có nhiệt độ dưới ngưỡng.

Một lời giải thích khác đã được đăng gần đây. Tiến sĩ Jonathan Katz của Đại học Washington đã nghiên cứu hiện tượng này và kết luận rằng các chất hòa tan trong nước, kết tủa khi đun nóng, đóng một vai trò quan trọng trong đó.
Theo chất tan, Tiến sĩ Katz đề cập đến canxi và magiê bicarbonat được tìm thấy trong nước cứng. Khi đun nóng nước, các chất này kết tủa và nước trở nên "mềm". Nước chưa bao giờ được đun nóng có chứa các tạp chất này, nó rất "cứng". Khi nó đóng băng và các tinh thể nước đá hình thành, nồng độ tạp chất trong nước tăng lên gấp 50 lần. Điều này làm giảm điểm đóng băng của nước.

Lời giải thích này có vẻ không thuyết phục đối với tôi, vì chúng ta không được quên rằng hiệu ứng đã được tìm thấy trong các thí nghiệm với kem, chứ không phải với nước cứng. Rất có thể, nguyên nhân của hiện tượng là nhiệt lý, không phải hóa học.

Cho đến nay, chưa có lời giải thích rõ ràng nào về nghịch lý Mpemba. Tôi phải nói rằng một số nhà khoa học không coi nghịch lý này là đáng quan tâm. Tuy nhiên, điều rất thú vị là một cậu học sinh giản dị đã đạt được sự công nhận về hiệu ứng vật lý và trở nên nổi tiếng nhờ sự tò mò và kiên trì của mình.

Được thêm vào tháng 2 năm 2014

Ghi chú được viết vào năm 2011. Kể từ đó, các nghiên cứu mới về hiệu ứng Mpemba và những nỗ lực mới để giải thích nó đã xuất hiện. Vì vậy, vào năm 2012, Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Anh đã công bố một cuộc thi quốc tế nhằm giải đáp bí ẩn khoa học "Hiệu ứng Mpemba" với quỹ giải thưởng là 1000 bảng Anh. Thời hạn được ấn định vào ngày 30 tháng 7 năm 2012. Người chiến thắng là Nikola Bregovik từ phòng thí nghiệm của Đại học Zagreb. Ông đã xuất bản công trình của mình, trong đó ông phân tích những nỗ lực trước đây để giải thích hiện tượng này và đi đến kết luận rằng chúng không thuyết phục. Mô hình mà ông đề xuất dựa trên các đặc tính cơ bản của nước. Những ai quan tâm có thể tìm việc làm tại liên kết http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Nghiên cứu không kết thúc ở đó. Năm 2013, các nhà vật lý Singapore đã chứng minh về mặt lý thuyết nguyên nhân của hiệu ứng Mepemba. Tác phẩm có thể được tìm thấy tại http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Các bài viết liên quan trên trang web:

Các bài viết phần khác

Bình luận:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Tại sao nước nóng bay hơi nhanh hơn? Các nhà khoa học đã thực tế chứng minh rằng một cốc nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Các nhà khoa học không thể giải thích hiện tượng này vì lý do họ không hiểu bản chất của hiện tượng: nóng và lạnh! Nóng và lạnh là một cảm giác vật lý gây ra sự tương tác giữa các phần tử của Vật chất, dưới dạng phản nén của các sóng từ trường chuyển động từ phía không gian và từ tâm trái đất. Do đó, khi hiệu điện thế của điện thế từ trường này càng lớn thì sự trao đổi năng lượng được thực hiện theo phương pháp phản xâm nhập của một số sóng vào các sóng khác càng nhanh. Đó là, bằng phương pháp khuếch tán! Đáp lại bài viết của tôi, một đối thủ viết: 1) ".. Nước nóng bốc hơi NHANH HƠN, do đó ít nước hơn, vì vậy nó đóng băng nhanh hơn" Câu hỏi! Năng lượng nào làm cho nước bay hơi nhanh hơn? 2) Trong bài viết của tôi, chúng ta đang nói về một cái kính, chứ không phải nói về một cái máng gỗ, thứ mà đối thủ cho là phản biện. Chuyện gì thế! Tôi trả lời câu hỏi: "TẠI SAO NƯỚC ĐÁNH GIÁ TRONG THIÊN NHIÊN?" Sóng từ trường, luôn chuyển động từ tâm trái đất vào không gian, thắng áp lực tới của sóng nén từ trường (sóng luôn chuyển động từ không gian vào tâm trái đất), đồng thời phun ra các hạt nước, kể từ khi di chuyển vào không gian. , chúng tăng lên về khối lượng. Đó là, họ đang mở rộng! Trong trường hợp vượt qua các sóng nén từ trường, các hơi nước này bị nén (ngưng tụ) và dưới tác dụng của các lực nén từ trường này, nước ở dạng kết tủa trở lại mặt đất! Trân trọng! Alexey Mishnev. Ngày 6 tháng 10 năm 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Nhiệt độ là gì. Nhiệt độ là mức độ ứng suất điện từ của sóng từ trường với năng lượng nén và giãn nở. Trong trường hợp ở trạng thái cân bằng của các năng lượng này, nhiệt độ của cơ thể hoặc chất ở trạng thái ổn định. Khi trạng thái cân bằng của các năng lượng này bị xáo trộn, theo chiều năng lượng giãn nở, vật hoặc chất tăng thể tích trong không gian. Nếu năng lượng của sóng từ trường bị vượt quá theo hướng nén, vật thể hoặc chất sẽ giảm thể tích trong không gian. Mức độ ứng suất điện từ được xác định bởi mức độ giãn nở hoặc co lại của vật chuẩn. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, bạn đang nói về một số bài báo đưa ra quan điểm của bạn về khái niệm nhiệt độ. Nhưng không ai đọc nó. Xin vui lòng cho tôi một liên kết. Nói chung, quan điểm của bạn về vật lý rất kỳ lạ. Tôi chưa bao giờ nghe nói về "sự mở rộng điện từ của cơ quan tham chiếu".

Yuri Kuznetsov, 12/04/2012 12:32 CH

Một giả thuyết được đưa ra rằng đây là sự cộng hưởng giữa các phân tử và lực hút động cơ tạo ra bởi nó giữa các phân tử. Trong nước lạnh, các phân tử chuyển động và dao động hỗn loạn, với các tần số khác nhau. Khi nước được đun nóng, với sự gia tăng tần số dao động, phạm vi của chúng thu hẹp (chênh lệch tần số từ nước nóng lỏng đến điểm hóa hơi giảm), tần số dao động của các phân tử tiến lại gần nhau, do đó cộng hưởng xảy ra giữa các phân tử. Khi làm mát, sự cộng hưởng này được bảo toàn một phần, nhưng không mất đi ngay lập tức. Thử nhấn một trong hai dây đàn guitar cộng hưởng. Bây giờ hãy buông tay - dây sẽ bắt đầu rung trở lại, cộng hưởng sẽ khôi phục lại dao động của nó. Tương tự như vậy, trong nước đóng băng, các phân tử được làm lạnh bên ngoài cố gắng làm mất biên độ và tần số của dao động, nhưng các phân tử “ấm” bên trong bình sẽ “kéo” các dao động trở lại, hoạt động như bộ rung và các phân tử bên ngoài - như bộ cộng hưởng. Lực hút điện động * phát sinh giữa bộ rung và bộ cộng hưởng. Khi động lực ao trở nên lớn hơn lực gây ra bởi động năng của các phân tử (không chỉ dao động mà còn chuyển động tuyến tính), sự kết tinh có gia tốc xảy ra - "Hiệu ứng Mpemba". Kết nối động cơ rất mong manh, hiệu ứng Mpemba phụ thuộc mạnh mẽ vào tất cả các yếu tố đi kèm: thể tích nước được đóng băng, bản chất của hệ thống sưởi, điều kiện đóng băng, nhiệt độ, đối lưu, điều kiện trao đổi nhiệt, độ bão hòa khí, độ rung của hệ thống làm lạnh đơn vị, thông gió, tạp chất, bay hơi, vv thậm chí từ ánh sáng ... Do đó, hiệu ứng có rất nhiều cách giải thích và đôi khi rất khó để tái tạo. Cũng vì lý do "cộng hưởng", nước đun sôi nhanh hơn nước chưa đun sôi - trong một thời gian sau khi đun sôi, hiện tượng cộng hưởng vẫn giữ được cường độ dao động của các phân tử nước (mất mát năng lượng trong quá trình làm lạnh chủ yếu do mất động năng của chuyển động thẳng của phân tử). Với sự gia nhiệt cường độ cao, các phân tử bộ rung thay đổi vai trò với các phân tử bộ cộng hưởng so với sự đóng băng - tần số bộ rung nhỏ hơn tần số bộ cộng hưởng, có nghĩa là không phải lực hút xảy ra giữa các phân tử mà là lực đẩy, làm tăng tốc độ chuyển sang trạng thái tập hợp khác. (đôi).

Vlad, 12/11/2012 03:42 AM

Làm vỡ não của tôi ...

Anton, 02/04/2013 02:02

1. Động lực hút này lớn đến mức có ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt không? 2. Điều này có nghĩa là khi tất cả các vật thể bị nung nóng đến một nhiệt độ nhất định thì các phần tử cấu trúc của chúng sẽ cộng hưởng với nhau? 3. kết quả là khi làm lạnh, hiện tượng cộng hưởng này biến mất? 4. Đây có phải là suy đoán của bạn? Nếu có nguồn, xin vui lòng cho biết. 5. Theo lý thuyết này, hình dạng của bình sẽ đóng một vai trò quan trọng, và nếu nó mỏng và phẳng, thì sự khác biệt về thời gian đóng băng sẽ không lớn, tức là. bạn có thể kiểm tra nó.

Gudrat, 11.03.2013 10:12 | METAK

Nước lạnh đã chứa các nguyên tử nitơ và khoảng cách giữa các phân tử nước gần hơn so với nước nóng. Đó là, kết luận: Nước nóng hấp thụ các nguyên tử nitơ nhanh hơn và đồng thời nó đóng băng nhanh hơn nước lạnh - điều này có thể so sánh với việc làm nguội sắt, vì nước nóng biến thành đá và sắt nóng cứng lại khi làm lạnh nhanh!

Vladimir, 13/03/2013 06:50

hoặc có thể như thế này: khối lượng riêng của nước nóng và nước đá nhỏ hơn khối lượng riêng của nước lạnh, và do đó nước không cần thay đổi khối lượng riêng của nó, mất một thời gian và nó sẽ đông lại.

Alexey Mishnev, 21/03/2013 11:50 AM

Trước khi nói về hiện tượng cộng hưởng, lực hút và dao động của hạt, người ta phải hiểu và trả lời được câu hỏi: Lực nào làm cho hạt dao động? Bởi vì, không có động năng thì không thể có lực nén. Không có nén, không thể có mở rộng. Không có sự giãn nở thì không thể có động năng! Khi bạn bắt đầu nói về sự cộng hưởng của các dây, trước tiên bạn đã cố gắng làm cho một trong những dây này rung lên! Khi nói về lực hút, trước hết bạn phải chỉ ra lực làm cho các cơ thể này thu hút! Tôi lập luận rằng tất cả các vật thể đều bị nén bởi năng lượng điện từ của khí quyển và năng lượng này sẽ nén tất cả các vật thể, các chất và các hạt cơ bản với một lực 1,33 kg. không phải trên cm2, mà là trên mỗi hạt cơ bản. Vì áp suất của khí quyển không thể chọn lọc được! Đừng nhầm nó với lượng lực!

Dodik, 31/05/2013 02:59 AM

Đối với tôi, dường như bạn đã quên một chân lý - "Khoa học bắt đầu từ nơi các phép đo bắt đầu." Nhiệt độ của nước "nóng" là bao nhiêu? Nhiệt độ của nước "lạnh" là bao nhiêu? Bài báo không nói một lời nào về điều này. Từ điều này, chúng ta có thể kết luận - toàn bộ bài báo là nhảm nhí!

Grigory, 06/04/2013 12:17

Dodik, trước khi gọi một bài báo là vô nghĩa, bạn phải suy nghĩ để học hỏi, ít nhất là một chút. Và không chỉ đo lường.

Dmitry, 12.24.2013 10:57

Các phân tử nước nóng chuyển động nhanh hơn so với thời tiết lạnh, bởi vì điều này có sự tiếp xúc gần hơn với môi trường, chúng dường như hấp thụ tất cả cái lạnh, làm chậm lại một cách nhanh chóng.

Ivan, 01/10/2014 05:53

Thật là ngạc nhiên khi một bài báo ẩn danh như vậy lại xuất hiện trên trang web này. Bài báo hoàn toàn phản khoa học. Cả tác giả và các nhà bình luận đều ganh đua với nhau để tìm kiếm lời giải thích cho hiện tượng, không buồn tìm hiểu xem hiện tượng đó có được quan sát hay không và nếu được quan sát thì trong điều kiện nào. Hơn nữa, thậm chí không có một thỏa thuận nào về những gì chúng ta thực sự quan sát được! Vì vậy, tác giả nhấn mạnh sự cần thiết phải giải thích tác động của sự đông lạnh nhanh chóng của kem nóng, mặc dù từ toàn bộ văn bản (và từ "hiệu ứng được tìm thấy trong các thí nghiệm với kem") thì bản thân ông đã không phân tích như vậy. các thí nghiệm. Từ các biến thể của "lời giải thích" của hiện tượng được liệt kê trong bài báo, rõ ràng là các thí nghiệm hoàn toàn khác nhau được mô tả, thiết lập trong các điều kiện khác nhau với các dung dịch nước khác nhau. Cả bản chất của những lời giải thích và tâm trạng chủ quan trong đó đều cho thấy rằng ngay cả việc kiểm tra sơ bộ những ý tưởng được thể hiện cũng không được thực hiện. Một người nào đó vô tình nghe được một câu chuyện tò mò và tình cờ bày tỏ kết luận suy đoán của họ. Xin lỗi, đây không phải là một nghiên cứu khoa học vật lý, mà là một cuộc trò chuyện trong một phòng hút thuốc.

Ivan, 01/10/2014 06:10

Về ý kiến ​​đóng góp trong bài viết về việc đổ đầy bình nóng lạnh vào trục lăn. Mọi thứ đều đơn giản theo quan điểm của vật lý sơ cấp. Sân trượt băng chứa đầy nước nóng chỉ vì nó đóng băng chậm hơn. Con lăn phải bằng phẳng và nhẵn. Cố gắng đổ đầy nước lạnh - bạn sẽ nổi da gà và "nốt sần", tk. nước sẽ _ nhanh chóng_ đông lại mà không có thời gian dàn đều thành một lớp đồng nhất. Và cái nóng sẽ có thời gian để lan ra một lớp đều, và các đồi tuyết và băng hiện có sẽ tan chảy. Nó cũng không khó với một máy giặt: không có ích gì khi đổ nước sạch vào sương giá - nó đóng băng trên kính (thậm chí còn nóng); và chất lỏng nóng không đóng băng có thể dẫn đến nứt kính lạnh, thêm vào đó nó sẽ làm tăng điểm đóng băng trên kính do sự bay hơi nhanh của rượu trên đường đến kính (mọi người vẫn quen thuộc với nguyên lý hoạt động của moonshine. ? - rượu bay hơi, nước còn lại).

Ivan, 01/10/2014 06:34

Trên thực tế, thật ngớ ngẩn khi hỏi tại sao hai thí nghiệm khác nhau trong các điều kiện khác nhau lại tiến hành khác nhau. Nếu thí nghiệm được thiết lập sạch sẽ, thì bạn cần lấy nước nóng và nước lạnh có cùng thành phần hóa học - chúng ta lấy nước sôi để nguội từ cùng một ấm đun nước. Đổ vào các bình giống hệt nhau (ví dụ, thủy tinh thành mỏng). Chúng tôi không đặt nó trên tuyết, nhưng trên cùng một đế khô phẳng, ví dụ, một chiếc bàn gỗ. Và không phải trong một bộ đông lạnh vi mô, mà trong một bộ điều nhiệt đủ nhiệt - tôi đã tiến hành một thí nghiệm vài năm trước tại nhà gỗ, khi thời tiết băng giá ổn định bên ngoài ở khoảng -25C. Nước kết tinh ở một nhiệt độ nhất định sau khi giải phóng nhiệt của quá trình kết tinh. Giả thuyết kết hợp với phát biểu rằng nước nóng nguội nhanh hơn (điều này là như vậy, theo vật lý cổ điển, tốc độ trao đổi nhiệt tỷ lệ với sự chênh lệch nhiệt độ), nhưng vẫn giữ được tốc độ làm lạnh tăng ngay cả khi nhiệt độ của nó bằng nhiệt độ của nước lạnh. Câu hỏi đặt ra là, sự khác biệt giữa nước được làm mát đến + 20C ở bên ngoài và chính xác là nước đã hạ nhiệt xuống + 20C một giờ trước đó, nhưng trong phòng là gì? Vật lý cổ điển (nhân tiện, không dựa trên trò chuyện trong phòng hút thuốc, mà dựa trên hàng trăm nghìn hàng triệu thí nghiệm) nói: vâng, không có gì, động lực làm mát hơn nữa sẽ giống nhau (chỉ đạt đến điểm +20 nước sôi một lát sau). Và thí nghiệm cho thấy điều tương tự: khi đã có sẵn một lớp băng cứng trong ly với nước lạnh ban đầu, nước nóng thậm chí không nghĩ là đóng băng. P.S. Theo nhận xét của Yuri Kuznetsov. Sự hiện diện của một hiệu ứng nhất định có thể được coi là đã được thiết lập khi các điều kiện xảy ra của nó được mô tả và nó được tái tạo ổn định. Và khi chúng ta chưa biết rõ những thí nghiệm nào với những điều kiện không rõ ràng, thì việc xây dựng các lý thuyết giải thích chúng là quá sớm và điều này không mang lại bất cứ điều gì từ quan điểm khoa học. P.P.S. Chà, không thể không đọc những bình luận của Alexei Mishnev mà không cầm được nước mắt vì xúc động - một người sống trong một thế giới hư cấu không liên quan gì đến vật lý và thí nghiệm thực.

Grigory, 13/01/2014 10:58

Ivan, theo sự hiểu biết của tôi, bạn bác bỏ hiệu ứng Mpemba? Nó không tồn tại, như các thử nghiệm của bạn cho thấy? Tại sao nó lại nổi tiếng trong vật lý, và nhiều người đang cố gắng giải thích nó?

Ivan, 14/02/2014 01:51 AM

Chào buổi chiều, Grigory! Hiệu ứng của một thí nghiệm giả có tồn tại. Nhưng, như bạn biết, đây không phải là lý do để tìm kiếm các mẫu mới trong vật lý, mà là lý do để cải thiện kỹ năng của người thực nghiệm. Như tôi đã lưu ý trong phần bình luận, trong tất cả các nỗ lực giải thích "hiệu ứng Mpemba" được đề cập ở trên, các nhà nghiên cứu thậm chí không thể hình thành rõ ràng những gì họ đang đo chính xác và trong những điều kiện nào. Và bạn muốn nói rằng đây là những nhà vật lý thực nghiệm? Đừng làm tôi cười. Hiệu ứng này không được biết đến trong vật lý học, mà là trong các cuộc thảo luận giả khoa học trên nhiều diễn đàn và blog khác nhau, trong đó bây giờ có biển. Là một hiệu ứng vật lý thực sự (theo nghĩa là hệ quả của một số định luật vật lý mới, và không phải là hệ quả của việc giải thích sai hoặc chỉ là một huyền thoại) những người khác xa với vật lý học nhận thức được nó. Vì vậy, không có lý do gì để nói về kết quả của các thí nghiệm khác nhau được thực hiện trong các điều kiện hoàn toàn khác nhau như một hiệu ứng vật lý duy nhất.

Pavel, 18/02/2014 09:59

hmm, các bạn ... bài báo cho "Thông tin tốc độ" ... Không vi phạm ...;) Ivan đúng trong mọi thứ ...

Gregory, 19/02/2014 12:50 CH

Ivan, tôi đồng ý rằng ngày nay có rất nhiều trang web giả khoa học xuất bản tài liệu giật gân chưa được kiểm chứng.? Rốt cuộc, hiệu ứng Mpemba vẫn đang được điều tra. Hơn nữa, các nhà khoa học từ các trường đại học đang nghiên cứu. Ví dụ, vào năm 2013, hiệu ứng này đã được điều tra bởi một nhóm tại Đại học Công nghệ ở Singapore. Hãy xem liên kết http://arxiv.org/abs/1310.6514. Họ tin rằng họ đã tìm ra lời giải thích cho hiệu ứng này. Tôi sẽ không viết chi tiết về bản chất của khám phá, nhưng theo ý kiến ​​của họ, hiệu ứng có liên quan đến sự khác biệt về năng lượng được lưu trữ trong các liên kết hydro.

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

Đối với tất cả mọi người quan tâm đến nghiên cứu về hiệu ứng Mpemba, tôi bổ sung một chút tài liệu bài viết và cung cấp các liên kết để bạn có thể làm quen với các kết quả mới nhất (xem văn bản). Cảm ơn vì những ý kiến ​​đóng góp.

Ildar, 02.24.2014 04:12 | không có ích gì khi liệt kê mọi thứ

Nếu hiệu ứng này của Mpemba thực sự xảy ra, thì theo tôi, phải tìm lời giải thích trong cấu trúc phân tử của nước. Nước (như tôi đã học từ các tài liệu khoa học phổ thông) không tồn tại dưới dạng các phân tử H2O riêng biệt, mà ở dạng cụm của một số phân tử (thậm chí hàng chục). Khi nhiệt độ nước tăng, tốc độ chuyển động của phân tử tăng lên, các cụm phân tử bị vỡ ra và liên kết hóa trị của các phân tử không có thời gian để tập hợp các cụm lớn. Việc hình thành các cụm sẽ mất nhiều thời gian hơn một chút so với việc giảm tốc độ chuyển động của các phân tử. Và vì các cụm nhỏ hơn, sự hình thành mạng tinh thể nhanh hơn. Rõ ràng, trong nước lạnh, các cụm ổn định đủ lớn ngăn cản sự hình thành mạng tinh thể; phải mất một thời gian để phá hủy chúng. Bản thân tôi đã nhìn thấy trên TV một hiệu ứng tò mò, khi nước lạnh, bình tĩnh đứng trong một cái lọ, vẫn là chất lỏng trong vài giờ trong lạnh. Nhưng ngay khi cầm chiếc lọ trên tay, tức là chúng hơi xê dịch khỏi vị trí của nó, nước trong lọ ngay lập tức kết tinh, trở nên đục và chiếc lọ vỡ ra. Vâng, vị linh mục, người đã cho thấy hiệu ứng này, giải thích điều này bởi thực tế là nước đã được thánh hiến. Nhân tiện, nó chỉ ra rằng nước thay đổi mạnh mẽ độ nhớt của nó tùy thuộc vào nhiệt độ. Chúng ta, với tư cách là những sinh vật lớn, vô hình, và ở cấp độ động vật giáp xác nhỏ (mm và ít hơn), và thậm chí là vi khuẩn, độ nhớt của nước là một yếu tố rất quan trọng. Độ nhớt này, tôi nghĩ, cũng được thiết lập bởi kích thước của các cụm nước.

XÁM, 15/03/2014 05:30

tất cả những gì chúng ta nhìn thấy xung quanh là đặc điểm bề mặt (thuộc tính) để chúng ta chỉ lấy năng lượng mà chúng ta có thể đo lường hoặc chứng minh sự tồn tại theo bất kỳ cách nào khác là một ngõ cụt. Hiện tượng này, hiệu ứng Mpemba, chỉ có thể được giải thích bằng một lý thuyết thể tích đơn giản sẽ hợp nhất tất cả các mô hình vật lý thành một cấu trúc tương tác duy nhất. thực tế là mọi thứ đều đơn giản

Nikita, 06/06/2014 04:27 | xe ô tô

nhưng làm thế nào để nước vẫn lạnh nhưng không ấm khi bạn đi trên xe!

alexey, 10/03/2014 01:09

Và đây là một "khám phá" khác khi đang di chuyển. Nước trong chai nhựa đóng băng nhanh hơn nhiều khi mở nắp. Để giải trí, tôi đã thiết lập thí nghiệm nhiều lần trong thời tiết băng giá nghiêm trọng. Hiệu quả là rõ ràng. Xin chào các nhà lý luận!

Eugene, 27.12.2014 08:40

Nguyên lý làm mát bay hơi. Chúng tôi lấy hai chai kín có nước nóng và lạnh. Chúng tôi đặt nó trong lạnh. Nước lạnh đóng băng nhanh hơn. Bây giờ chúng ta lấy các chai giống nhau với nước lạnh và nóng, mở chúng ra và đặt chúng vào trong sương giá. Nước nóng sẽ đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Nếu chúng ta lấy hai chậu nước lạnh và nóng thì nước nóng sẽ đóng băng nhanh hơn rất nhiều. Điều này là do thực tế là chúng ta đang tăng cường tiếp xúc với bầu khí quyển. Sự bay hơi càng mạnh thì sự giảm nhiệt độ xảy ra càng nhanh. Ở đây cần nói đến yếu tố độ ẩm. Độ ẩm càng thấp, bay hơi càng mạnh và làm lạnh càng mạnh.

TOMSK màu xám, 03/01/2015 10:55

GRAY, 15/03/2014 05:30 - tiếp theo Những gì bạn biết về nhiệt độ không phải là tất cả. Còn nhiều thứ nữa. Nếu bạn vẽ ra một mô hình vật lý về nhiệt độ một cách chính xác, thì nó sẽ trở thành chìa khóa để mô tả các quá trình năng lượng từ khuếch tán, nóng chảy và kết tinh đến các quy mô như tăng nhiệt độ khi tăng áp suất, tăng áp suất khi tăng nhiệt độ. . Ngay cả mô hình vật lý về năng lượng của Mặt trời cũng sẽ trở nên rõ ràng từ phần trên. Tôi đang ở trong mùa đông. ... vào đầu mùa xuân năm 20013, sau khi xem xét các mô hình nhiệt độ, ông đã biên soạn một mô hình nhiệt độ chung. Sau vài tháng, tôi nhớ về nghịch lý nhiệt độ và rồi tôi nhận ra ... rằng mô hình nhiệt độ của tôi cũng mô tả nghịch lý Mpemba. Đó là vào tháng 5 - tháng 6 năm 2013. Trễ một năm, nhưng đó là điều tốt nhất. Mô hình vật lý của tôi là một khung đóng băng và nó có thể được cuộn cả về phía trước và phía sau, và nó có tính chuyển động của hoạt động, chính hoạt động mà mọi thứ chuyển động. Tôi có 8 cấp học và 2 năm đại học với đề tài lặp lại. Đã 20 năm trôi qua. Vì vậy tôi không thể quy bất kỳ loại mô hình vật lý nào của các nhà khoa học nổi tiếng, cũng như các công thức. Rất xin lỗi.

Andrey, 11/08/2015 08:52

Nói chung, tôi có một ý tưởng về lý do tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Và theo giải thích của tôi, mọi thứ rất đơn giản, nếu bạn quan tâm, hãy viết thư cho tôi qua email: [email được bảo vệ]

Andrey, 11/08/2015 08:58

Xin lỗi, tôi đã gửi nhầm hộp thư, đây là email chính xác: [email được bảo vệ]

Victor, 23/12/2015 10:37 SA

Đối với tôi mọi thứ dường như đơn giản hơn, chúng ta có tuyết, nó là một chất khí hóa hơi, được làm lạnh, vì vậy nó có thể nguội nhanh hơn trong sương giá, vì nó bay hơi và kết tinh ngay lập tức mà không bay lên xa, và nước ở trạng thái khí nguội nhanh hơn trong một chất lỏng)

Bekzhan, 28/01/2016 09:18 AM

Ngay cả khi ai đó đã tiết lộ những quy luật của thế giới có liên quan đến những hiệu ứng này, anh ta sẽ không viết ở đây. tạp chí khoa học và chứng minh bản thân mình trước mọi người.

Alex, 22/02/2016 12:48 CH

xin chào Người thực nghiệm Bạn đúng khi nói rằng Khoa học bắt đầu từ ... không phải Phép đo, mà là Tính toán. “Thử nghiệm” - một lý lẽ muôn thuở và không thể thiếu đối với những người bị tước đoạt Trí tưởng tượng và Tư duy Tuyến tính. Tốc độ của các phân tử thoát ra từ nước lạnh vào khí quyển quyết định lượng năng lượng mà chúng mang đi khỏi nước (làm lạnh là mất năng lượng) Tốc độ của các phân tử từ nước nóng cao hơn nhiều và năng lượng mang đi là bình phương (tỷ lệ làm nguội phần nước còn lại) Chỉ vậy thôi, nếu bạn rời khỏi "thí nghiệm" và nhớ lại Nền tảng Cơ bản của Khoa học

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

Vào những ngày đó, khi chất chống đông còn hiếm, nước từ hệ thống làm mát của ô tô trong một ga ra không có hệ thống sưởi của dịch vụ ô tô được xả sau một ngày làm việc để không làm tan khối xi lanh hoặc bộ tản nhiệt - đôi khi cả hai cùng nhau. Nước nóng đã được đổ vào buổi sáng. Trong thời tiết băng giá nghiêm trọng, động cơ khởi động mà không gặp vấn đề gì. Không hiểu sao trong trường hợp không có nước nóng, họ lại đổ nước từ vòi. Nước ngay lập tức đóng băng. Cuộc thử nghiệm rất tốn kém - đúng bằng chi phí mua và thay thế khối xi-lanh và bộ tản nhiệt của một chiếc xe ZIL-131. Ai không tin thì để anh ấy kiểm tra. và Mpemba đã thử nghiệm với kem. Quá trình kết tinh xảy ra trong kem khác với trong nước. Thử cắn miếng kem và miếng đá bằng răng. Rất có thể, nó không đông lại mà đặc hơn do làm lạnh. Và nước ngọt, có thể là nước nóng hay lạnh, đều đóng băng ở 0 * C. Nước lạnh nhanh nhưng nước nóng cần thời gian để nguội.

Giang hồ, 05/06/2016 12:54 PM | đến Alex

"c" - tốc độ ánh sáng trong chân không E = mc ^ 2 - công thức biểu thị sự tương đương của khối lượng và năng lượng

Albert, 27/07/2016 08:22

Đầu tiên, có một sự tương tự với chất rắn (không có quá trình bay hơi). Gần đây tôi đang hàn đường ống nước bằng đồng. Quá trình này diễn ra bằng cách đốt nóng một đầu đốt khí đến nhiệt độ nóng chảy của vật hàn. Thời gian gia nhiệt cho một mối nối với ống bọc là khoảng một phút. Tôi đã hàn một khớp nối với ống tay áo và sau vài phút, tôi nhận ra rằng tôi đã hàn nó không chính xác. Phải mất một chút thời gian để cuộn đường ống trong tay áo. Tôi bắt đầu làm nóng lại khớp bằng đầu đốt và đáng ngạc nhiên là phải mất 3-4 phút để làm nóng khớp đến nhiệt độ nóng chảy. Làm sao vậy !? Rốt cuộc, đường ống vẫn nóng và dường như cần ít năng lượng hơn nhiều để đốt nóng nó đến điểm nóng chảy, nhưng mọi thứ lại diễn ra ngược lại. Đó là tất cả về độ dẫn nhiệt, cao hơn đáng kể đối với một đường ống đã được làm nóng và ranh giới giữa đường ống nóng và lạnh trong hai phút có thể di chuyển xa khỏi đường giao nhau. Bây giờ về nước. Chúng ta sẽ sử dụng các khái niệm về bình nóng và bình nửa nóng. Trong bình nóng, một mặt phân cách nhiệt độ hẹp hình thành giữa các phần tử nóng, di động cao và các phần tử lạnh, không hoạt động, chúng di chuyển tương đối nhanh từ ngoại vi vào trung tâm, bởi vì tại biên giới này, các hạt nhanh chóng từ bỏ năng lượng của chúng (được làm lạnh) bởi các hạt ở bên kia biên giới. Vì thể tích của các hạt lạnh bên ngoài lớn hơn, các hạt nhanh, tỏa ra nhiệt năng của chúng, không thể làm nóng đáng kể các hạt lạnh bên ngoài. Do đó, quá trình làm lạnh của nước nóng diễn ra tương đối nhanh chóng. Nước nửa nóng có độ dẫn nhiệt thấp hơn nhiều và độ rộng của ranh giới giữa các phần tử nửa nóng và lạnh rộng hơn nhiều. Sự dịch chuyển về phía trung tâm của một đường viền rộng như vậy xảy ra chậm hơn nhiều so với trường hợp của một bình nóng. Kết quả là bình nóng nguội nhanh hơn bình nóng. Tôi nghĩ rằng cần phải theo dõi động thái của quá trình làm mát của nước có nhiệt độ khác nhau bằng cách đặt một số cảm biến nhiệt độ từ giữa đến mép của bình.

Tối đa, 19/11/2016 05:07 SA

Nó đã được kiểm tra: trên Yamal, trong sương giá, một đường ống có nước lạnh bị đóng băng và nó phải được làm ấm, nhưng nước lạnh thì không!

Artem, 12/09/2016 01:25

Tuy khó, nhưng tôi nghĩ rằng nước lạnh đặc hơn nước nóng thậm chí còn tốt hơn nước đun sôi, và sau đó là tăng tốc trong việc làm mát, v.v. nước nóng đạt đến nhiệt độ lạnh và vượt qua nó, và nếu bạn tính đến thực tế là nước nóng đóng băng từ bên dưới chứ không phải từ trên cao như đã viết ở trên, thì điều này sẽ đẩy nhanh quá trình hơn rất nhiều!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

Không có hiệu ứng như vậy. Chao ôi. Vào năm 2016, một bài báo chi tiết về chủ đề này đã được đăng trên tạp chí Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Rõ ràng là với các thí nghiệm cẩn thận (nếu các mẫu nước ấm và nước lạnh giống nhau về mọi thứ ngoại trừ nhiệt độ), hiệu ứng không được quan sát thấy ...

Zablab, 22/08/2017 05:31

Victor, 27/10/2017 03:52 AM

"Thực sự là như vậy." - nếu nhà trường không hiểu nhiệt dung và định luật bảo toàn cơ năng là gì. Thật dễ dàng để kiểm tra - đối với điều này bạn cần: ước muốn, đầu, tay, nước, tủ lạnh và đồng hồ báo thức. Và các sân trượt băng, như các chuyên gia nói, đóng băng (đổ đầy) bằng nước lạnh, và với mức nước ấm, lớp băng đã cắt. Và vào mùa đông, chất lỏng chống đông phải được đổ vào bình chứa của máy giặt, không được đổ nước. Nước sẽ đóng băng trong mọi trường hợp, và nước lạnh sẽ đóng băng nhanh hơn.

Irina, 23/01/2018 10:58

Các nhà khoa học trên toàn thế giới đã đấu tranh với nghịch lý này kể từ thời Aristotle, và Victor, Zavlab và Sergeev hóa ra là những người thông minh nhất.

Denis, 02/01/2018 08:51

Tất cả mọi thứ được viết chính xác trong bài báo. Nhưng lý do có phần khác nhau. Trong quá trình đun sôi, không khí hòa tan trong nước bốc hơi khỏi nước, do đó, khi nước sôi nguội đi, khối lượng riêng của nó sẽ nhỏ hơn khối lượng riêng của nước thô có cùng nhiệt độ. Không có lý do nào khác cho sự dẫn nhiệt khác nhau ngoài mật độ khác nhau.

Zavlab, 03/01/2018 08:58 | Zavlab

Irina :), "các nhà khoa học của toàn thế giới" không đấu tranh với "nghịch lý" này, đối với các nhà khoa học thực sự thì "nghịch lý" này đơn giản là không tồn tại - nó dễ dàng được xác minh trong các điều kiện có thể tái tạo tốt. "Nghịch lý" xuất hiện do những thí nghiệm không thể có kết quả của cậu bé người Phi Mpemba và được các nhà khoa học "thổi phồng" lên như vậy :)

Nước là một trong những chất lỏng tuyệt vời nhất trên thế giới với những đặc tính khác thường. Ví dụ, nước đá là một trạng thái rắn ở thể lỏng, có trọng lượng riêng thấp hơn nước, điều này đã tạo nên sự xuất hiện và phát triển của sự sống trên Trái đất ở nhiều khía cạnh. Ngoài ra, trong giới khoa học giả, và thậm chí trong giới khoa học, có những cuộc thảo luận về việc nước nào đóng băng nhanh hơn - nóng hay lạnh. Bất kỳ ai chứng minh được sự đóng băng nhanh hơn của chất lỏng nóng trong những điều kiện nhất định và chứng minh được quyết định của họ một cách khoa học sẽ nhận được giải thưởng trị giá 1000 bảng Anh từ Hiệp hội các nhà hóa học Hoàng gia Anh.

Lịch sử của vấn đề

Thực tế là khi một số điều kiện được đáp ứng, nước nóng nhanh hơn nước lạnh về tốc độ đóng băng, đã được chú ý vào thời Trung Cổ. Francis Bacon và René Descartes đã đi rất nhiều thời gian để giải thích hiện tượng này. Tuy nhiên, theo quan điểm của kỹ thuật sưởi ấm cổ điển, nghịch lý này không thể giải thích được, và họ đã cố gắng giấu nhẹm về nó. Động lực cho sự tiếp tục của cuộc tranh cãi là một câu chuyện có phần gây tò mò xảy ra với cậu học sinh người Tanzania Erasto Mpemba vào năm 1963. Một lần, trong giờ học làm món tráng miệng ở trường dạy nấu ăn, cậu bé bị phân tâm bởi những chuyện không đâu, không kịp làm lạnh hỗn hợp kem mà cho dung dịch sữa nóng có đường vào ngăn đá. Trước sự ngạc nhiên của anh ấy, sản phẩm nguội nhanh hơn một chút so với sản phẩm của những người bạn đồng tu của anh ấy, quan sát chế độ nhiệt độ để làm kem.

Cố gắng hiểu bản chất của hiện tượng, cậu bé quay sang giáo viên vật lý của mình, người mà không đi sâu vào chi tiết, đã chế nhạo các thí nghiệm nấu ăn của cậu. Tuy nhiên, Erasto được chú ý bởi sự kiên trì đáng ghen tị và tiếp tục các thí nghiệm của mình không chỉ với sữa mà là với nước. Ông tin rằng trong một số trường hợp, nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh.

Sau khi vào Đại học Dar es Salaam, Erasto Mpembe đã tham dự một bài giảng của Giáo sư Dennis G. Osborne. Sau khi tốt nghiệp, sinh viên này đã khiến nhà khoa học bối rối với bài toán về tốc độ đóng băng của nước phụ thuộc vào nhiệt độ của nó. D.G. Osborne đã chế giễu chính tuyên bố của câu hỏi, nói với vẻ ngô nghê rằng bất kỳ học sinh nào không đạt đều biết rằng nước lạnh sẽ đóng băng nhanh hơn. Tuy nhiên, sự ương ngạnh bẩm sinh của chàng trai trẻ khiến bản thân cảm thấy. Anh đã đặt cược với giáo sư, đề nghị ở đây, trong phòng thí nghiệm, tiến hành một thử nghiệm thực nghiệm. Erasto đặt hai thùng nước vào tủ đông, một ở 95 ° F (35 ° C) và một ở 212 ° F (100 ° C). Hãy tưởng tượng sự ngạc nhiên của giáo sư và những “người hâm mộ” xung quanh khi nước trong thùng thứ hai đóng băng nhanh hơn. Kể từ đó, hiện tượng này được gọi là "Nghịch lý Mpemba".

Tuy nhiên, cho đến nay, vẫn chưa có giả thuyết lý thuyết mạch lạc nào giải thích cho “Nghịch lý Mpemba”. Người ta không rõ những yếu tố bên ngoài, thành phần hóa học của nước, sự hiện diện của khí hòa tan và khoáng chất trong đó, ảnh hưởng đến tốc độ đóng băng của chất lỏng ở các nhiệt độ khác nhau. Điều nghịch lý của "Hiệu ứng Mpemba" là nó mâu thuẫn với một trong những định luật do I. Newton phát hiện ra, trong đó nói rằng thời gian nguội đi của nước tỷ lệ thuận với sự chênh lệch nhiệt độ giữa chất lỏng và môi trường. Và nếu tất cả các chất lỏng khác hoàn toàn tuân theo định luật này, thì nước trong một số trường hợp là một ngoại lệ.

Tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơnT

Có một số phiên bản tại sao nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh. Những điều chính là:

• nước nóng bay hơi nhanh hơn, trong khi thể tích của nó giảm đi, và một thể tích chất lỏng nhỏ hơn sẽ nguội nhanh hơn - khi nước được làm lạnh từ + 100 ° C đến 0 ° C, tổn thất thể tích ở áp suất khí quyển đạt tới 15%;
• cường độ trao đổi nhiệt giữa chất lỏng và môi trường càng cao, chênh lệch nhiệt độ càng lớn nên tổn thất nhiệt của nước sôi càng nhanh;
• khi nước nóng nguội đi, một lớp băng hình thành trên bề mặt của nó, ngăn chất lỏng đóng băng và bay hơi hoàn toàn;
• ở nhiệt độ cao của nước xảy ra quá trình trộn đối lưu, làm giảm thời gian đóng băng;
• khí hòa tan trong nước làm giảm điểm đóng băng, lấy đi năng lượng để kết tinh - không có khí hòa tan trong nước nóng.

Tất cả những điều kiện này đã được kiểm tra nhiều lần bằng thực nghiệm. Đặc biệt, nhà khoa học người Đức David Auerbach đã phát hiện ra rằng nhiệt độ kết tinh của nước nóng cao hơn một chút so với nhiệt độ của nước lạnh, điều này khiến nhiệt độ kết tinh của nước nóng trước đây có thể đóng băng nhanh hơn. Tuy nhiên, sau đó các thí nghiệm của ông đã bị chỉ trích và nhiều nhà khoa học tin rằng "hiệu ứng Mpemba" về việc nước đóng băng nhanh hơn - nóng hoặc lạnh, chỉ có thể được tái tạo trong một số điều kiện nhất định, việc tìm kiếm và chỉ định kỹ thuật cho đến nay vẫn chưa có ai tham gia.