Agad na nag-freeze ang tubig. Bakit mas mabilis ang pag-freeze ng tubig kaysa sa malamig na tubig

Sa artikulong ito titingnan natin ang tanong kung bakit mas mabilis ang pag-freeze ng tubig kaysa sa malamig na tubig.

Mas mabilis ang pag-freeze ng mainit na tubig kaysa sa malamig na tubig! Ang kamangha-manghang pag-aari ng tubig na ito, na kung saan ang mga siyentipiko ay hindi makakahanap ng isang eksaktong paliwanag, ay kilala mula pa noong sinaunang panahon. Halimbawa, kahit na sa Aristotle mayroong isang paglalarawan ng pangingisda sa taglamig: ang mga mangingisda ay nagpasok ng mga rod ng pangingisda sa mga butas sa yelo, at, upang mas gugustuhin nila itong ibuhos, nagbuhos ng maligamgam na tubig sa yelo. Ang pangalan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ibinigay ng pangalan ni Erasto Mpemba noong 60s ng ika-23 siglo. Napansin ni Mnemba ang kakaibang epekto noong naghahanda siya ng sorbetes, at lumingon sa kanyang guro ng pisika, si Dr. Denis Osborne, para sa isang paliwanag. Nag-eksperimento sina Mpemba at Dr. Osborne ng tubig na may iba't ibang mga temperatura at napagpasyahan na ang halos tubig na kumukulo ay nagsisimulang mag-freeze nang mas mabilis kaysa sa tubig sa temperatura ng silid. Ang iba pang mga siyentipiko ay nagsagawa ng kanilang sariling mga eksperimento at nakakuha ng magkatulad na mga resulta sa bawat oras.

Paliwanag ng pisikal na kababalaghan

Walang tinatanggap na pangkalahatang paliwanag kung bakit nangyayari ito. Maraming mga mananaliksik ang nagmumungkahi na ito ay tungkol sa hypothermia ng likido, na nangyayari kapag ang temperatura nito ay bumaba sa ibaba ng pagyeyelo. Sa madaling salita, kung ang tubig ay nag-freeze sa mga temperatura sa ibaba 0 ° C, kung gayon ang supercooled na tubig ay maaaring magkaroon ng temperatura ng, halimbawa, -2 ° C at sa parehong oras ay mananatiling likido nang hindi nagiging ice. Kapag sinubukan nating i-freeze ang malamig na tubig, mayroong isang pagkakataon na ito ay unang supercooled at papatigasin lamang ito. Ang iba pang mga proseso ay nagaganap sa pinainit na tubig. Ang mas mabilis na pagbabago nito sa yelo ay nauugnay sa kombeksyon.

Pagpupulong - ito ay isang pisikal na kababalaghan kung saan ang mainit na mas mababang mga layer ng likido na pagtaas, at ang itaas, pinalamig na mga, ay nahulog.

Tila malinaw na ang malamig na tubig ay nag-freeze ng mas mabilis kaysa sa mainit na tubig, dahil sa ilalim ng pantay na mga kondisyon ang mainit na tubig ay tumatagal ng mas matagal upang palamig at pagkatapos ay mag-freeze. Gayunpaman, ang mga obserbasyon ng millennial, pati na rin ang mga modernong eksperimento ay nagpakita na ang kabaligtaran ay totoo rin: sa ilalim ng ilang mga kondisyon, ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ipinaliwanag ni Sciencium ang kababalaghan na ito:

Tulad ng ipinaliwanag sa video sa itaas, ang kababalaghan ng mainit na pagyeyelo ng tubig na mas mabilis kaysa sa malamig na tubig ay kilala bilang ang epekto ng Mpemba, na pinangalanan para sa Erasto Mpemba, isang mag-aaral na Tanzanian na gumawa ng sorbetes noong 1963 bilang bahagi ng isang proyekto sa paaralan. Ang mga mag-aaral ay kailangang magdala ng isang halo ng cream at asukal sa isang pigsa, hayaan itong cool, at pagkatapos ay ilagay ito sa freezer.

Sa halip, inilagay agad ni Erasto ang kanyang pinaghalong, mainit, nang hindi naghihintay na lumalamig. Bilang isang resulta, pagkatapos ng 1.5 oras, ang kanyang halo ay na-frozen, ngunit ang mga mixture ng ibang mga mag-aaral ay hindi. Naintriga sa kababalaghan, sinimulan ng Mpemba na pag-aralan ang bagay sa propesor ng pisika na si Denis Osborne, at noong 1969 naglathala sila ng isang artikulo na nagsasaad na ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ito ang unang pagsuri ng peer na nasuri tulad ng pag-aaral, ngunit ang kababalaghan mismo ay nabanggit sa mga papeles ni Aristotle, na nagsimula noong ika-4 na siglo BC. e. Nabanggit din nina Francis Bacon at Descartes ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa kanilang pag-aaral.

Inililista ng video ang ilang mga pagpipilian para sa pagpapaliwanag kung ano ang nangyayari:

Ang Frost ay isang dielectric, at samakatuwid ang nagyelo ay malamig na nag-iimbak ng init ng tubig kaysa sa isang mainit na baso, na natutunaw ang yelo na nakikipag-ugnay dito
Mayroong higit na natutunaw na mga gas sa malamig na tubig kaysa sa mainit na tubig, at hinuhulaan ng mga mananaliksik na maaaring maglaro ito sa paglamig ng rate, kahit na hindi pa malinaw kung paano
Ang maiinit na tubig ay nawawalan ng maraming mga molekula ng tubig dahil sa pagsingaw, kaya mas kaunti ang naiwan upang mag-freeze
Ang maiinit na tubig ay maaaring pinalamig nang mas mabilis sa pamamagitan ng pagtaas ng mga convective na alon. Ang mga alon na ito ay lumitaw dahil, una sa lahat, ang tubig sa baso ay lumalamig sa ibabaw at sa mga gilid, na nagiging sanhi ng paglubog ng malamig na tubig at pagtaas ng mainit na tubig. Sa isang mainit na baso, ang mga convective na alon ay mas aktibo, na maaaring makaapekto sa rate ng paglamig.

Gayunpaman, ang isang maingat na kinokontrol na pag-aaral ay isinasagawa noong 2016, na nagpakita ng kabaligtaran: ang mainit na tubig ay palamig nang mas mabagal kaysa sa malamig na tubig. Kasabay nito, napansin ng mga siyentipiko na ang pagbabago ng lokasyon ng thermocouple - isang aparato na tumutukoy sa mga patak ng temperatura - sa pamamagitan lamang ng isang sentimetro ay humahantong sa hitsura ng Mpemba epekto. Ang pag-aaral ng iba pang katulad na mga gawa ay nagpakita na sa lahat ng mga kaso kapag ang epekto na ito ay sinusunod, mayroong isang pag-alis ng thermocouple sa loob ng isang sentimetro.

Ang British Royal Society of Chemistry ay nag-aalok ng isang halagang £ 1,000 sa sinuman na maaaring maipaliwanag sa siyensya kung bakit mas mabilis ang pag-freeze ng tubig kaysa sa malamig na tubig sa ilang mga kaso.

"Hindi pa rin masasagot ng modernong agham ang tila simpleng tanong na ito. Ang mga gumagawa ng sorbetes at bartender ay gumagamit ng epekto sa kanilang pang-araw-araw na trabaho, ngunit wala talagang nakakaalam kung bakit ito gumagana. Ang problemang ito ay kilala para sa millennia, ang mga pilosopo tulad ng Aristotle at Descartes ay nag-isip tungkol dito, "sabi ng pangulo ng British Royal Society of Chemistry, Propesor David Philips, na sinipi sa isang press release mula sa Lipunan.

Paano natalo ng isang lutuin mula sa Africa ang isang propesor sa pisika sa Britanya

Hindi ito biro ng Abril Fool, ngunit isang malupit na pisikal na katotohanan. Ang kasalukuyang agham, na madaling nagpapatakbo ng mga kalawakan at itim na butas, ay nagtatayo ng mga higanteng pabilisin upang maghanap para sa mga pag-agaw at mga bos, ay hindi maipaliwanag kung paano gumagana ang pangunahing tubig. Ang isang aklat-aralin sa paaralan ay malinaw na nagsasabi na ang isang mas mainit na katawan ay tumatagal ng mas mahaba kaysa sa isang malamig na katawan. Ngunit para sa tubig, ang batas na ito ay hindi palaging sinusunod. Si Aristotle ay nakakuha ng pansin sa kabalintunaan noong ika-4 na siglo BC. e. Ito ang isinulat ng sinaunang Griyego sa aklat na Meteorologica I: "Ang katotohanan na ang tubig ay preheated ay pinapawisan ito. Samakatuwid, maraming mga tao, kung nais nilang mabilis na maiinit ang mainit na tubig, unang inilagay ito sa araw ... "Sa Mga Panahon ng Panahon, sinubukan ni Francis Bacon at René Descartes na ipaliwanag ang kababalaghan na ito. Sa kasamaang palad, alinman sa mga mahusay na pilosopo, o ng maraming mga siyentipiko na bumuo ng klasikal na thermal physics ay nagtagumpay sa ito, at samakatuwid ang nakakabagabag na katotohanan na ito ay "nakalimutan" sa loob ng mahabang panahon.

At noong 1968 lamang ay "naalala nila" salamat sa mag-aaral na si Erasto Mpemba mula sa Tanzania, malayo sa anumang agham. Habang nag-aaral sa paaralan ng sining, noong 1963, ang 13-taong-gulang na si Mpembe ay tungkulin sa paggawa ng sorbetes. Ayon sa teknolohiya, kinakailangang pakuluan ang gatas, matunaw ang asukal sa loob nito, palamig ito sa temperatura ng silid, at pagkatapos ay ilagay ito sa ref upang i-freeze. Tila, si Mpemba ay hindi masigasig na mag-aaral at nag-atubili. Sa takot na hindi siya magiging oras sa pagtatapos ng aralin, inilagay niya ang mainit na gatas sa ref. Sa kanyang pagtataka, ito ay nagyelo kahit bago ang gatas ng kanyang mga kasama, na inihanda ayon sa lahat ng mga patakaran.

Nang ibinahagi ni Mpemba ang kanyang natuklasan sa isang guro ng pisika, pinasaya niya siya sa harap ng klase. Naalala ni Mpemba ang nasaktan. Limang taon na ang lumipas, na isang mag-aaral sa unibersidad sa Dar es Salaam, siya ay nasa isang panayam ng sikat na pisisista na si Denis G. Osborne. Matapos ang lektura, tinanong niya ang isang siyentista: "Kung kukuha ka ng dalawang magkatulad na lalagyan na may pantay na halaga ng tubig, isa sa 35 ° C (95 ° F) at ang isa pa sa 100 ° C (212 ° F), at ilagay ang mga ito sa freezer, pagkatapos ang tubig sa isang mainit na lalagyan ay mas mabilis na mag-freeze. Bakit?" Maaari mong isipin ang reaksyon ng isang propesor sa Britanya sa isang tanong mula sa isang binata mula sa tinalikuran ng Diyos na Tanzania. Nakakatuwa siya sa estudyante. Gayunpaman, handa si Mpemba para sa gayong sagot at hinamon ang siyentipiko na tumaya. Ang kanilang pagtatalo ay natapos sa isang pang-eksperimentong pagsubok na nakumpirma ang tama ng Mpemba at pagkatalo ni Osborne. Kaya't isinulat ng pupil-cook ang kanyang pangalan sa kasaysayan ng agham, at mula ngayon ang kababalaghan na ito ay tinatawag na "Mpemba effect". Imposibleng itapon ito, upang maipahayag ito na parang hindi ito umiiral. Ang kababalaghan ay umiiral, at, tulad ng isinulat ng makata, "hindi sa ngipin."

Ang mga dust particle at solute na sisihin?

Sa paglipas ng mga taon, marami ang sinubukan upang malutas ang misteryo ng nagyeyelong tubig. Ang isang buong grupo ng mga paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay iminungkahi: pagsingaw, kombeksyon, ang impluwensya ng mga solute - ngunit wala sa mga salik na ito ang maaaring isaalang-alang na pangwakas. Ang isang bilang ng mga siyentipiko ay nakatuon sa kanilang buong buhay sa Mpemba epekto. Sa State University of New York's Department of Radiation Safety, pinag-aaralan ni James Brownridge ang kabalintunaan sa kanyang ekstrang oras sa loob ng higit sa isang dekada. Matapos magsagawa ng daan-daang mga eksperimento, inaangkin ng siyentipiko na mayroong katibayan ng "pagkakasala" ng hypothermia. Ipinaliwanag ni Brownridge na sa 0 ° C, ang tubig ay supercooled lamang, at nagsisimulang mag-freeze kapag bumaba ang temperatura sa ibaba. Ang pagyeyelo ay kinokontrol ng mga dumi sa tubig - binabago nila ang rate ng pagbuo ng mga kristal na yelo. Ang mga impurities, at ito ay mga butil ng alikabok, bakterya at natunaw na mga asing-gamot, ay may katangian na temperatura ng nucleation para sa kanila, kapag ang mga kristal na yelo ay bumubuo sa paligid ng mga sentro ng crystallization. Kapag ang ilang mga elemento ay nasa tubig nang sabay-sabay, ang pagyeyelo ay natutukoy ng isa na may pinakamataas na temperatura ng nucleation.

Para sa eksperimento, kumuha si Brownridge ng dalawang sample ng tubig ng parehong temperatura at inilagay ang mga ito sa isang freezer. Natagpuan niya na ang isang ispesimen ay palaging nag-freeze bago ang iba pa - siguro dahil sa isang iba't ibang mga kumbinasyon ng mga impurities.

Sinasabi ng Brownridge na ang mainit na tubig ay lumalamig nang mas mabilis dahil sa mas malaking pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng tubig at ng freezer - makakatulong ito na maabot ang pagyeyelo nito bago maabot ang malamig na tubig sa natural na pagyeyelo nito, na hindi bababa sa 5 ° C.

Gayunpaman, ang katwiran ni Brownridge ay nagtaas ng maraming mga katanungan. Samakatuwid, ang mga maaaring ipaliwanag ang Mpemba na epekto sa kanilang sariling paraan ay may pagkakataon na makipagkumpetensya para sa isang libong pounds mula sa British Royal Chemical Society.

Ang tubig ay isa sa mga kamangha-manghang likido sa mundo na may mga hindi pangkaraniwang katangian. Halimbawa, ang yelo ay isang solidong estado ng isang likido, ay may isang tiyak na gravity na mas mababa kaysa sa tubig mismo, na ginawa ang paglitaw at pagbuo ng buhay sa Earth sa maraming paraan na posible. Bilang karagdagan, sa pseudo-pang-agham, at kahit na sa siyentipikong mundo, mayroong mga talakayan tungkol sa kung aling tubig ang nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig. Ang sinumang nagpapatunay ng mas mabilis na pagyeyelo ng mga mainit na likido sa ilalim ng ilang mga kundisyon at siyentipikong nagbibigay-katwiran sa kanilang desisyon ay makakatanggap ng isang parangal na £ 1000 mula sa British Royal Society of Chemists.

Kasaysayan ng isyu

Ang katotohanan na kapag ang isang bilang ng mga kondisyon ay natutugunan, ang mainit na tubig ay mas mabilis kaysa sa malamig na tubig sa mga tuntunin ng rate ng pagyeyelo, ay napansin pabalik sa Gitnang Panahon. Sina Francis Bacon at René Descartes ay napakahusay upang ipaliwanag ang kababalaghan na ito. Gayunpaman, mula sa pananaw ng teknolohiyang pag-init ng klasiko, ang kabalintunaan na ito ay hindi maipaliwanag, at sinubukan nilang mahiyain ang tungkol dito. Ang impetus para sa pagpapatuloy ng kontrobersya ay medyo kwento na nangyari sa Tanzanian schoolboy na si Erasto Mpemba noong 1963. Minsan, sa panahon ng isang aralin sa paggawa ng mga dessert sa isang paaralan ng mga lutuin, ang batang lalaki, na ginulo ng mga extra matter, ay walang oras upang palamig ang halo ng sorbetes sa oras at maglagay ng isang mainit na solusyon ng asukal sa gatas sa freezer. Laking gulat niya, ang produkto ay lumalamig nang medyo mas mabilis kaysa sa kanyang mga kapwa nagsasanay, na obserbahan ang rehimen ng temperatura para sa paggawa ng sorbetes.

Sinusubukang maunawaan ang kakanyahan ng hindi pangkaraniwang bagay, ang batang lalaki ay bumaling sa kanyang guro sa pisika, na, nang hindi pumapasok sa mga detalye, ay kinutya ang kanyang mga eksperimento sa pagluluto. Gayunpaman, si Erasto ay nakilala sa pamamagitan ng nakakainggit na pagtitiyaga at ipinagpatuloy ang kanyang mga eksperimento hindi na may gatas, ngunit may tubig. Siya ay kumbinsido na sa ilang mga kaso ang mainit na tubig ay nag-freeze ng mas mabilis kaysa sa malamig na tubig.

Matapos makapasok sa Unibersidad ng Dar es Salaam, si Erasto Mpembe ay dumalo sa isang lektura ni Propesor Dennis G. Osborne. Pagkatapos ng pagtatapos, pinag-isip ng estudyante ang siyentipiko sa problema ng rate ng pagyeyelo ng tubig depende sa temperatura nito. D.G. Kinutya ni Osborne ang tanong mismo, na nagsasabi sa aplomb na alam ng sinumang mahirap na mag-aaral na ang malamig na tubig ay mas mabilis mag-freeze. Gayunpaman, ang natural na tenacity ng binata ay gumawa ng sarili. Gumawa siya ng isang pusta kasama ang propesor, na nagmumungkahi dito, sa laboratoryo, upang magsagawa ng isang pagsubok na pang-eksperimentong. Inilagay ni Erasto ang dalawang lalagyan ng tubig sa freezer, isa sa 95 ° F (35 ° C) at ang iba pang 212 ° F (100 ° C). Isipin ang sorpresa ng propesor at ang mga nakapalibot na "tagahanga" kapag ang tubig sa pangalawang lalagyan ay mas mabilis na magyelo. Simula noon, ang kababalaghan na ito ay tinawag na "Mpemba Paradox".

Gayunpaman, hanggang sa kasalukuyan, walang magkakaugnay na teoretikal na teorya na nagpapaliwanag sa "Mpemba Paradox". Hindi malinaw kung anong mga panlabas na kadahilanan, ang kemikal na komposisyon ng tubig, ang pagkakaroon ng mga natunaw na gas at mineral sa loob nito, nakakaapekto sa nagyeyelo na rate ng mga likido sa iba't ibang mga temperatura. Ang kabalintunaan ng "Mpemba Effect" ay sumasalungat sa isa sa mga batas na natuklasan ni I. Newton, na nagsasaad na ang paglamig ng tubig ay direktang proporsyonal sa pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng likido at sa kapaligiran. At kung ang lahat ng iba pang mga likido ay ganap na sumusunod sa batas na ito, ang tubig sa ilang mga kaso ay isang pagbubukod.

Bakit mas mabilis ang pag-freeze ng tubig?t

Mayroong maraming mga bersyon kung bakit mas mabilis ang pag-freeze ng tubig kaysa sa malamig na tubig. Ang pangunahing mga ay:

ang mainit na tubig ay mabilis na lumalamig, habang ang dami nito ay bumababa, at ang isang mas maliit na dami ng likido ay lumalamig nang mas mabilis - kapag ang tubig ay pinalamig mula sa + 100 ° C hanggang 0 ° C, ang mga pagkalugi ng volumetric sa presyon ng atmospera ay umaabot sa 15%;
ang intensity ng pagpapalitan ng init sa pagitan ng likido at sa kapaligiran ay mas mataas, mas malaki ang pagkakaiba sa temperatura, samakatuwid ang mga pagkawala ng init ng tubig na kumukulo ay mabilis na pumasa;
kapag ang mainit na tubig ay lumalamig, isang crust ng mga form ng yelo sa ibabaw nito, na pinipigilan ang likido mula sa pagyeyelo at ganap na sumingaw;
sa isang mataas na temperatura ng tubig, nangyayari ang paghahalo ng kombinasyon, na nagpapabagal sa oras na nagyeyelo;
ang mga gas na natunaw sa tubig ay nagpapababa sa nagyeyelong punto, kumukuha ng enerhiya para sa pagbuo ng kristal - walang mga natunaw na gas sa mainit na tubig.

Ang lahat ng mga kondisyong ito ay paulit-ulit na nasubok sa eksperimento. Sa partikular, natuklasan ng siyentipikong Aleman na si David Auerbach na ang temperatura ng crystallization ng mainit na tubig ay bahagyang mas mataas kaysa sa malamig na tubig, na ginagawang posible para sa dating mas mabilis na mag-freeze. Gayunpaman, mamaya ang kanyang mga eksperimento ay binatikos at maraming mga siyentipiko ang kumbinsido na ang "Mpemba Epekto" tungkol sa kung saan ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig, ay maaaring kopyahin lamang sa ilalim ng ilang mga kondisyon, ang paghahanap at detalye ng kung saan hanggang ngayon wala pa ring nasangkot.

Maraming mga kadahilanan ang nakakaimpluwensya sa kung saan ang tubig ay nag-freeze ng mas mabilis, mainit o malamig, ngunit ang tanong mismo ay tila isang maliit na kakaiba. Ipinapahiwatig ito, at ito ay kilala mula sa pisika, na ang mainit na tubig ay nangangailangan pa rin ng oras upang palamig sa temperatura ng maihahambing na malamig na tubig upang maging yelo. Sa malamig na tubig, ang yugtong ito ay maaaring laktawan, at, nang naaayon, nananalo ito sa oras.

Ngunit ang sagot sa tanong na kung saan ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - malamig o mainit - sa labas ng hamog na nagyelo, alam ang sinumang naninirahan sa hilagang latitude. Sa katunayan, sa isang pang-agham na paraan, lumiliko na sa anumang kaso, ang malamig na tubig ay dapat na mag-freeze nang mas mabilis.

Ang guro ng pisika, na nilapitan ng mag-aaral na si Erasto Mpemba noong 1963 na may kahilingan na ipaliwanag kung bakit ang malamig na halo ng hinaharap na sorbetes ay nag-freeze kaysa sa isang katulad ngunit mainit, naisip ang parehong paraan.

"Hindi ito pisika sa mundo, ngunit ang ilang uri ng pisika ng Mpemba"

Sa oras na iyon, natawa lamang ang guro dito, ngunit si Deniss Osborne, isang propesor sa pisika na sa isang oras ay nagtungo sa parehong paaralan kung saan nag-aral si Erasto, na-eksperimento ang pagkakaroon ng gayong epekto, kahit na walang paliwanag para dito. Noong 1969, isang sikat na journal journal ay naglathala ng isang magkasanib na artikulo ng dalawang taong ito na inilarawan ang kakaibang epekto.

Mula noon, sa pamamagitan ng paraan, ang tanong kung aling tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig - ay may sariling pangalan - ang epekto, o kabalintunaan, ng Mpemba.

Ang tanong ay lumitaw nang mahabang panahon

Naturally, ang naturang kababalaghan ay nangyari bago, at binanggit ito sa mga gawa ng iba pang mga siyentipiko. Hindi lamang ang nag-aaral ay interesado sa isyung ito, ngunit si Rene Descartes at kahit na si Aristotle ay naisip ito sa kanilang oras.

Narito lamang ang mga pamamaraan upang malutas ang kabalintunaang ito ay nagsimulang tumingin lamang sa katapusan ng ikadalawampu siglo.

Ang mga kondisyon para sa isang kabalintunaan ay maganap

Tulad ng ice cream, hindi lamang ordinaryong tubig na nag-freeze sa panahon ng eksperimento. Ang ilang mga kundisyon ay dapat naroroon upang simulan ang pagtatalo kung aling tubig ang nagyeyelo nang mas mabilis - malamig o mainit. Ano ang nakakaimpluwensya sa kurso ng prosesong ito?

Ngayon, sa ika-21 siglo, maraming mga pagpipilian ang inilagay na maaaring ipaliwanag ang kabalintunaan na ito. Aling tubig ang nagyeyelo nang mas mabilis, mainit o malamig, ay maaaring depende sa katotohanan na mayroon itong mas mabilis na pagsingaw ng rate kaysa sa malamig na tubig. Kaya, bumababa ang lakas ng tunog nito, at sa pagbaba ng lakas ng tunog, ang pagyeyelo ay nagiging mas maikli kaysa sa kung kumuha kami ng isang katulad na paunang dami ng malamig na tubig.

Defrost ang freezer sa loob ng mahabang panahon

Aling tubig ang mas mabilis na nag-freeze, at kung bakit nangyari ito, ay maaaring maimpluwensyahan ng snow lining na maaaring matagpuan sa freezer ng ref na ginamit para sa eksperimento. Kung kukuha ka ng dalawang lalagyan na magkapareho sa dami, ngunit ang isa sa mga ito ay naglalaman ng mainit na tubig at ang iba ay naglalaman ng malamig na tubig, ang lalagyan na may mainit na tubig ay matunaw ang snow sa ilalim nito, sa gayon mapapabuti ang pakikipag-ugnay sa antas ng thermal kasama ang pader ng refrigerator. Ang isang malamig na lalagyan ng tubig ay hindi maaaring gawin iyon. Kung walang ganoong lining na may snow sa refrigerator, ang malamig na tubig ay dapat na mag-freeze nang mas mabilis.

Taas baba

Gayundin, ang kababalaghan na kung saan ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig, ay ipinaliwanag tulad ng sumusunod. Kasunod ng ilang mga batas, ang malamig na tubig ay nagsisimula na mag-freeze mula sa itaas na mga layer, kapag ang mainit na tubig ay ginagawa ito sa iba pang paraan sa paligid - nagsisimula itong mag-freeze mula sa ilalim pataas. Sa parehong oras, lumiliko na ang malamig na tubig, pagkakaroon ng isang malamig na layer sa itaas na may yelo na nabuo sa mga lugar, sa gayon ay pinalala ang mga proseso ng pagpupulong at radiation ng init, sa gayon ipinapaliwanag kung aling tubig ang nagyeyelo nang mas mabilis - malamig o mainit. Ang larawan mula sa mga eksperimento sa amateur ay nakalakip, at narito ito ay malinaw na nakikita.

Ang init ay lumalabas, tending paitaas, at doon natutugunan ang isang napaka-cool na layer. Walang libreng landas para sa radiation ng init, kaya mahirap ang proseso ng paglamig. Ang maiinit na tubig ay walang ganoong mga hadlang sa daan nito. Alin ang isang mabilis na nag-freeze - malamig o mainit, kung saan nakasalalay ang maaaring mangyari, maaari mong palawakin ang sagot sa pamamagitan ng ang katunayan na ang anumang tubig ay may ilang mga sangkap na natunaw dito.

Ang mga impurities sa tubig bilang isang kadahilanan na nakakaapekto sa kinalabasan

Kung hindi ka nanloko at gumamit ng tubig na may parehong komposisyon, kung saan magkapareho ang mga konsentrasyon ng ilang mga sangkap, kung gayon ang malamig na tubig ay dapat na mag-freeze nang mas mabilis. Ngunit kung ang isang sitwasyon ay nangyayari kapag ang mga natunaw na elemento ng kemikal ay magagamit lamang sa mainit na tubig, at ang malamig na tubig ay hindi nagtataglay ng mga ito, kung gayon mayroong isang pagkakataon para sa mainit na tubig na mag-freeze nang mas maaga. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng ang katunayan na ang mga solute sa tubig ay lumikha ng mga crystallization center, at sa isang maliit na bilang ng mga sentro na ito, ang pagbabago ng tubig sa isang solidong estado ay mahirap. Posible kahit na ang overcooling ng tubig, sa kamalayan na sa mga sub-zero na temperatura ay nasa isang likido na estado.

Ngunit ang lahat ng mga bersyon na ito, tila, ay hindi ganap na umaangkop sa mga siyentipiko at nagpatuloy silang nagtatrabaho sa isyung ito. Noong 2013, sinabi ng isang koponan ng mga mananaliksik sa Singapore na nalutas nila ang isang misteryo sa edad.

Ang isang pangkat ng mga siyentipiko ng Tsina ay nagtalo na ang lihim ng epekto na ito ay nasa dami ng enerhiya na nakaimbak sa pagitan ng mga molekula ng tubig sa mga bono nito, na tinatawag na mga hydrogen bond.

Ang sagot mula sa mga siyentipikong Tsino

Sinusundan ito ng impormasyon, para sa pag-unawa kung saan kinakailangan na magkaroon ng ilang kaalaman sa kimika upang malaman kung aling tubig ang nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig. Tulad ng alam mo, binubuo ito ng dalawang H (hydrogen) atoms at isang O (oxygen) na atom, na gaganapin ng mga covalent bond.

Ngunit din ang mga hydrogen atom ng isang molekula ay naaakit sa mga kalapit na molekula, sa kanilang sangkap na oxygen. Ito ay ang mga bono na ito ay tinatawag na hydrogen bond.

Dapat alalahanin na sa parehong oras, ang mga molekula ng tubig ay naiinis sa bawat isa. Nabanggit ng mga siyentipiko na kapag ang tubig ay pinainit, ang distansya sa pagitan ng mga molekula nito ay nagdaragdag, at ito ay pinadali sa pamamagitan lamang ng mga nag-aalis na puwersa. Ito ay lumiliko na ang pagsakop sa isang distansya sa pagitan ng mga molekula sa malamig na estado, maaaring sabihin ng isa, lumawak sila, at mayroon silang isang mas malaking supply ng enerhiya. Ito ang tindahan ng enerhiya na pinakawalan kapag ang mga molekula ng tubig ay nagsisimulang lumapit sa isa't isa, iyon ay, nangyayari ang paglamig. Ito ay lumiliko na ang isang mas malaking supply ng enerhiya sa mainit na tubig, at ang mas malawak na paglabas kapag pinalamig sa mga temperatura ng subzero, ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig, na may mas kaunting enerhiya. Kaya't alin sa tubig ang nagyeyelo nang mas mabilis - malamig o mainit? Sa kalye at sa laboratoryo, ang paradax ng Mpemba ay dapat mangyari, at ang mainit na tubig ay dapat na maging mas mabilis na yelo.

Ngunit bukas pa rin ang tanong

Mayroon lamang isang teoretikal na kumpirmasyon ng clue na ito - ang lahat ng ito ay nakasulat sa magagandang pormula at tila posible. Ngunit kung ang pang-eksperimentong data, na ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig, ay inilalagay sa isang praktikal na kahulugan, at ang kanilang mga resulta ay ipinakita, kung gayon ang tanong ng parapox ng Mpemba ay maaaring isaalang-alang na sarado.