Agad na nagyeyelo ang tubig. Bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig

Sa artikulong ito titingnan natin ang tanong kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig.

Ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig! Ang kamangha-manghang pag-aari ng tubig na ito, kung saan hindi pa rin mahanap ng mga siyentipiko ang eksaktong paliwanag, ay kilala mula 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 gusto nilang mag-freeze, ibinuhos ang mainit na tubig sa yelo. Ang pangalan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ibinigay ng pangalan ng Erasto Mpemba noong 60s ng XX siglo. Napansin ni Mnemba ang kakaibang epekto noong naghahanda siya ng ice cream, at bumaling sa kanyang guro sa pisika, si Dr. Denis Osborne, para sa paliwanag. Sina Mpemba at Dr. Osborne ay nag-eksperimento sa tubig na may iba't ibang temperatura at napagpasyahan na ang halos kumukulong tubig ay nagsisimulang mag-freeze nang mas mabilis kaysa sa tubig sa temperatura ng silid. Ang ibang mga siyentipiko ay nagpatakbo ng kanilang sariling mga eksperimento at nakakuha ng mga katulad na resulta sa bawat oras.

Pagpapaliwanag ng pisikal na kababalaghan

Walang pangkalahatang tinatanggap na paliwanag kung bakit ito nangyayari. Iminumungkahi ng maraming mananaliksik na ito ay tungkol sa hypothermia ng likido, na nangyayari kapag bumaba ang temperatura nito sa ibaba ng freezing point. 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 na, halimbawa, -2 ° C at sa parehong oras ay mananatiling likido nang hindi nagiging yelo. Kapag sinubukan naming i-freeze ang malamig na tubig, may pagkakataon na ito ay unang maging supercooled at tumigas lamang pagkatapos ng ilang sandali. Ang iba pang mga proseso ay nagaganap sa pinainit na tubig. Ang mas mabilis na pagbabago nito sa yelo ay nauugnay sa convection.

Convection- Ito ay isang pisikal na kababalaghan kung saan ang mainit na mas mababang mga layer ng likido ay tumaas, at ang mga nasa itaas, pinalamig, ay bumabagsak.

Tila halata na ang malamig na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa mainit na tubig, dahil sa ilalim ng pantay na mga kondisyon, ang mainit na tubig ay tumatagal ng mas matagal na lumamig at pagkatapos ay nagyeyelo. Gayunpaman, ang mga obserbasyon ng millennial, pati na rin ang mga modernong eksperimento ay nagpakita na ang kabaligtaran ay totoo din: sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ipinapaliwanag ng Sciencium ang hindi pangkaraniwang bagay na ito:

Gaya ng ipinaliwanag sa video sa itaas, ang hindi pangkaraniwang bagay ng mainit na tubig na nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig ay kilala bilang epekto ng Mpemba, na pinangalanan para kay Erasto Mpemba, isang mag-aaral na Tanzanian na gumawa ng ice cream noong 1963 bilang bahagi ng isang proyekto sa paaralan. Kinailangang pakuluan ng mga mag-aaral ang pinaghalong cream at asukal, hayaan itong lumamig, at pagkatapos ay ilagay ito sa freezer.

Sa halip, inilagay kaagad ni Erasto ang kanyang timpla, mainit, nang hindi ito hinintay na lumamig. Bilang resulta, pagkatapos ng 1.5 oras, ang kanyang timpla ay nagyelo na, ngunit ang mga timpla ng ibang mga mag-aaral ay hindi. Naintriga sa hindi pangkaraniwang bagay, sinimulan ni Mpemba na pag-aralan ang isyu sa propesor ng pisika na si Denis Osborne, at noong 1969 ay naglathala sila ng isang artikulo na nagsasabi na ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ito ang unang peer-reviewed na naturang pag-aaral, ngunit ang phenomenon mismo ay binanggit sa mga papel ni Aristotle, na itinayo noong ika-4 na siglo BC. e. Binanggit din nina Francis Bacon at Descartes ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa kanilang pag-aaral.

Ang video ay naglilista ng ilang mga opsyon para sa pagpapaliwanag kung ano ang nangyayari:

1. Ang Frost ay isang dielectric, at samakatuwid ang malamig na malamig na tubig ay nag-iimbak ng init nang mas mahusay kaysa sa isang mainit na baso, na natutunaw ang yelo sa pakikipag-ugnay dito.
2. Mayroong mas maraming dissolved gas sa malamig na tubig kaysa sa maligamgam na tubig, at ang mga mananaliksik ay nag-isip na ito ay maaaring may papel sa rate ng paglamig, bagaman hindi pa malinaw kung paano
3. Ang mainit na tubig ay nawawalan ng mas maraming molekula ng tubig dahil sa pagsingaw, kaya mas kaunti ang natitira para sa pagyeyelo
4. Ang mainit na tubig ay maaaring palamig nang mas mabilis sa pamamagitan ng pagtaas ng convective currents. Ang mga agos na ito ay lumitaw dahil, una sa lahat, ang tubig sa baso ay pinalamig sa ibabaw at sa mga gilid, na nagiging sanhi ng malamig na tubig na lumubog at ang mainit ay tumaas. 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 isinagawa noong 2016, na nagpakita ng kabaligtaran: ang mainit na tubig ay nagyelo 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 epekto ng Mpemba. Ang pag-aaral ng iba pang katulad na mga gawa ay nagpakita na sa lahat ng mga kaso kapag ang epekto na ito ay naobserbahan, mayroong isang displacement ng thermocouple sa loob ng isang sentimetro.

Ang British Royal Society of Chemistry ay nag-aalok ng £ 1,000 na parangal sa sinumang makapagpaliwanag ng siyentipiko kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig sa ilang mga kaso.

“Hindi pa rin masagot ng modernong agham ang tila simpleng tanong na ito. Ginagamit ng mga gumagawa ng ice cream at bartender ang epektong ito sa kanilang pang-araw-araw na trabaho, ngunit walang nakakaalam kung bakit ito gumagana. Ang problemang ito ay kilala sa loob ng millennia, pinag-isipan ito ng mga pilosopo tulad nina Aristotle at Descartes, "sabi ng Pangulo ng British Royal Society of Chemistry, Propesor David Philips, na sinipi sa isang press release mula sa Society.

Paano tinalo ng isang kusinero mula sa Africa ang isang propesor sa pisika ng Britanya

Ito ay hindi biro ng April Fool, ngunit isang malupit na pisikal na katotohanan. Ang kasalukuyang agham, na madaling gumagana sa mga kalawakan at black hole, ay gumagawa ng mga higanteng accelerator upang maghanap ng mga quark at boson, ay hindi maipaliwanag kung paano "gumagana" ang elementarya. Ang isang aklat-aralin sa paaralan ay malinaw na nagsasaad na ang isang mas mainit na katawan ay tumatagal upang lumamig kaysa sa isang mas malamig na katawan. Ngunit para sa tubig, ang batas na ito ay hindi palaging sinusunod. Binigyang-pansin ni Aristotle ang kabalintunaang ito noong ika-4 na siglo BC. e. Ito ang isinulat ng sinaunang Griego sa aklat na Meteorologica I: “Ang katotohanan na ang tubig ay pinainit nang maaga ay nagpapalamig dito. Samakatuwid, maraming mga tao, kapag nais nilang mabilis na palamig ang mainit na tubig, ilagay muna ito sa araw ... "Sa Middle Ages, sinubukan nina Francis Bacon at Rene Descartes na ipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito. Sa kasamaang palad, hindi nagtagumpay dito ang mga dakilang pilosopo, o ang maraming siyentipiko na bumuo ng klasikal na thermal physics, at samakatuwid ang hindi maginhawang katotohanang ito ay "nakalimutan" sa loob ng mahabang panahon.

At noong 1968 lamang nila "naalala" salamat sa schoolboy 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 naatasan na gumawa ng ice cream. Ayon sa teknolohiya, kinakailangan na pakuluan ang gatas, matunaw ang asukal dito, palamig ito sa temperatura ng silid, at pagkatapos ay ilagay ito sa refrigerator upang mag-freeze. Tila, hindi masipag na mag-aaral si Mpemba at nag-alinlangan. Sa takot na hindi siya makarating sa oras sa pagtatapos ng aralin, inilagay niya ang mainit na gatas sa refrigerator. Sa kanyang sorpresa, ito ay nagyelo kahit na mas maaga kaysa sa gatas ng kanyang mga kasama, na inihanda ayon sa lahat ng mga patakaran.

Nang ibahagi ni Mpemba ang kanyang natuklasan sa isang guro sa pisika, pinagtatawanan niya ito sa harap ng buong klase. Naalala ni Mpemba ang nasaktan. Pagkalipas ng limang taon, isa nang estudyante sa unibersidad sa Dar es Salaam, nasa lecture siya ng sikat na physicist na si Denis G. Osborne. Pagkatapos ng lektura, tinanong niya ang siyentipiko ng isang tanong: "Kung kukuha ka ng dalawang magkatulad na lalagyan na may pantay na dami ng tubig, isa sa 35 ° C (95 ° F) at ang isa sa 100 ° C (212 ° F), at ilagay ang mga ito. sa freezer, pagkatapos ay ang tubig sa isang mainit na lalagyan ay mas mabilis na mag-freeze. Bakit?" Maiisip mo ang reaksiyon ng isang propesor sa Britanya sa tanong ng isang kabataang lalaki mula sa Tanzania na pinabayaan ng Diyos. Pinagtatawanan niya ang estudyante. Gayunpaman, handa si Mpemba para sa naturang sagot at hinamon ang siyentipiko sa isang taya. Ang kanilang pagtatalo ay natapos sa isang eksperimentong pagsubok na nagkumpirma sa kawastuhan ng Mpemba at ang pagkatalo ng Osborne. Kaya't isinulat ng mag-aaral na kusinero ang kanyang pangalan sa kasaysayan ng agham, at mula ngayon ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na "Mpemba effect". Upang itapon ito, upang ideklara ito na parang "hindi umiiral" ay hindi gumagana. Ang kababalaghan ay umiiral, at, gaya ng isinulat ng makata, "hindi sa ngipin."

Ang mga dust particle at solute ba ay dapat sisihin?

Sa paglipas ng mga taon, marami ang sumubok na 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 ituring na pangwakas. Ang isang bilang ng mga siyentipiko ay nagtalaga ng kanilang buong buhay sa epekto ng Mpemba. Sa State University of New York's Department of Radiation Safety, pinag-aaralan ni James Brownridge ang kabalintunaan sa kanyang bakanteng oras sa loob ng mahigit isang dekada. Pagkatapos 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 punto ng pagyeyelo ay kinokontrol ng mga impurities sa tubig - binabago nila ang rate ng pagbuo ng mga kristal na yelo. Ang mga dumi, at ito ay mga butil ng alikabok, bakterya at mga natunaw na asin, ay may katangiang temperatura ng nucleation para sa kanila, kapag ang mga kristal ng yelo ay nabuo sa paligid ng mga sentro ng pagkikristal. Kapag mayroong ilang mga elemento sa tubig nang sabay-sabay, ang punto ng pagyeyelo ay tinutukoy 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. Nalaman niya na ang isa sa mga ispesimen ay palaging nagyeyelo bago ang isa - marahil dahil sa ibang kumbinasyon ng mga dumi.

Sinasabi ng Brownridge na mas mabilis lumamig ang mainit na tubig dahil sa mas malaking pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng tubig at ng freezer - tinutulungan nito itong maabot ang punto ng pagyeyelo bago maabot ng malamig na tubig ang natural na pagyeyelo nito, na mas mababa sa 5 ° C.

Gayunpaman, ang pangangatwiran ni Brownridge ay nagtataas ng maraming katanungan. Samakatuwid, ang mga maaaring ipaliwanag ang epekto ng Mpemba 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 pinakakahanga-hangang likido sa mundo na may hindi pangkaraniwang mga katangian. Halimbawa, ang yelo ay isang solidong estado ng likido, na may partikular na gravity na mas mababa kaysa sa tubig mismo, na naging dahilan ng paglitaw at pag-unlad ng buhay sa Earth sa maraming aspeto. Bilang karagdagan, sa pseudo-scientific, at kahit na sa siyentipikong mundo, may mga talakayan tungkol sa kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig. Ang sinumang magpapatunay ng mas mabilis na pagyeyelo ng mga maiinit na likido sa ilalim ng ilang partikular na kundisyon at siyentipikong nagpapatunay sa kanilang desisyon ay makakatanggap ng parangal na £1000 mula sa British Royal Society of Chemists.

Kasaysayan ng isyu

Ang katotohanan na kapag ang isang bilang ng mga kundisyon ay natupad, ang mainit na tubig ay mas mabilis kaysa sa malamig na tubig sa mga tuntunin ng rate ng pagyeyelo, ay napansin noong Middle Ages. Sina Francis Bacon at René Descartes ay nagsagawa ng matinding pagsisikap upang ipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito. Gayunpaman, mula sa punto ng view ng classical heating engineering, ang kabalintunaan na ito ay hindi maipaliwanag, at sinubukan nilang mahiya na tumahimik tungkol dito. Ang impetus para sa pagpapatuloy ng kontrobersya ay isang medyo kakaibang kuwento na nangyari sa Tanzanian schoolboy na si Erasto Mpemba noong 1963. Minsan, sa isang aralin sa paggawa ng mga dessert sa isang paaralan ng mga tagapagluto, ang batang lalaki, na ginulo ng mga bagay na hindi kailangan, ay walang oras upang palamig ang pinaghalong ice cream sa oras at maglagay ng mainit na solusyon ng asukal sa gatas sa freezer. Sa kanyang sorpresa, ang produkto ay lumamig nang kaunti kaysa sa kanyang mga kapwa practitioner, na nagmamasid sa temperatura ng rehimen para sa paggawa ng ice cream.

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

Matapos makapasok sa Unibersidad ng Dar es Salaam, dumalo si Erasto Mpembe sa lektura ni Propesor Dennis G. Osborne. Pagkatapos ng graduation, pinagtataka ng estudyante ang scientist sa problema ng rate ng pagyeyelo ng tubig depende sa temperatura nito. D.G. Pinagtawanan ni Osborne ang mismong pahayag ng tanong, na nagsasabi nang buong pananabik na alam ng sinumang bagsak na estudyante na ang malamig na tubig ay mas mabilis na magyeyelo. Gayunpaman, nadama ang likas na katigasan ng ulo ng binata. Nakipagpustahan siya sa propesor, nagmumungkahi dito, sa laboratoryo, na magsagawa ng eksperimentong pagsusulit. Naglagay si Erasto ng dalawang lalagyan ng tubig sa freezer, isa sa 95 ° F (35 ° C) at ang isa ay 212 ° F (100 ° C). Isipin ang pagkagulat ng propesor at ng mga nakapaligid na "fans" nang mas mabilis na nagyelo ang tubig sa pangalawang lalagyan. Mula noon, ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinawag na "Mpemba Paradox".

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

Bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubigT

Mayroong ilang mga bersyon kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig. Ang mga pangunahing ay:

• ang mainit na tubig ay sumingaw nang mas mabilis, 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 + 100 ° C hanggang 0 ° C, ang volumetric na pagkalugi sa atmospheric pressure ay umabot sa 15%;
• ang intensity ng pagpapalitan ng init sa pagitan ng likido at kapaligiran ay mas mataas, mas malaki ang pagkakaiba sa temperatura, samakatuwid, ang pagkawala ng init ng tubig na kumukulo ay pumasa nang mas mabilis;
• kapag lumalamig ang mainit na tubig, nabubuo ang crust ng yelo sa ibabaw nito, na pumipigil sa likido mula sa ganap na pagyeyelo at pagsingaw;
• sa isang mataas na temperatura ng tubig, nangyayari ang paghahalo ng convection nito, na binabawasan ang oras ng pagyeyelo;
• ang mga gas na natunaw sa tubig ay nagpapababa sa nagyeyelong punto, na nag-aalis ng enerhiya para sa pagkikristal - walang mga dissolved gas sa mainit na tubig.

Ang lahat ng mga kundisyong ito ay paulit-ulit na nasubok sa eksperimento. Sa partikular, natuklasan ng German scientist 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 na mag-freeze nang mas mabilis. Gayunpaman, kalaunan ang kanyang mga eksperimento ay pinuna at maraming mga siyentipiko ang kumbinsido na ang "Mpemba effect" tungkol sa kung saan ang tubig ay mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig, ay maaaring kopyahin lamang sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang paghahanap at pagtutukoy kung saan hanggang ngayon ay walang sinuman ang nakikibahagi.

Mayroong maraming mga kadahilanan na nakakaimpluwensya kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, mainit o malamig, ngunit ang tanong mismo ay tila medyo kakaiba. Ito ay ipinahiwatig, at ito ay kilala mula sa pisika, na ang mainit na tubig ay nangangailangan pa rin ng oras upang lumamig sa temperatura ng maihahambing na malamig na tubig upang maging yelo. Sa malamig na tubig, ang yugtong ito ay maaaring laktawan, at, nang naaayon, ito ay nanalo sa oras.

Ngunit ang sagot sa tanong kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit - sa labas sa hamog na nagyelo, alam ang sinumang naninirahan sa hilagang latitude. Sa katunayan, ayon sa siyensiya, lumalabas na sa anumang kaso, ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis.

Ang guro ng physics, na nilapitan ng schoolboy na si Erasto Mpemba noong 1963 na may kahilingang ipaliwanag kung bakit ang malamig na timpla ng hinaharap na ice cream ay mas matagal na nagyeyelo kaysa sa katulad ngunit mainit, ay nag-isip sa parehong paraan.

"Hindi ito world physics, ngunit isang uri ng Mpemba physics"

Sa oras na iyon, tinawanan lamang ito ng guro, ngunit si Deniss Osborne, isang propesor sa pisika na minsan ay huminto sa parehong paaralan kung saan nag-aral si Erasto, ay eksperimento na nakumpirma ang pagkakaroon ng gayong epekto, bagaman walang paliwanag para dito noon. Noong 1969, isang sikat na siyentipikong journal ang naglathala ng magkasanib na artikulo ng dalawang taong ito na naglalarawan sa kakaibang epektong ito.

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

Ang tanong ay lumitaw nang mahabang panahon

Naturally, ang gayong kababalaghan ay naganap bago, at ito ay nabanggit sa mga gawa ng iba pang mga siyentipiko. Hindi lamang ang schoolboy ang interesado sa isyung ito, ngunit naisip ito ni Rene Descartes at maging si Aristotle sa kanilang panahon.

Narito ang mga diskarte lamang sa paglutas ng kabalintunaan na ito ay nagsimulang tumingin lamang sa pagtatapos ng ikadalawampu siglo.

Mga kundisyon para magkaroon ng kabalintunaan

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

Ngayon, sa ika-21 siglo, ilang mga opsyon ang iniharap na maaaring ipaliwanag ang kabalintunaan na ito. Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, mainit o malamig, ay maaaring depende sa katotohanan na mayroon itong mas mabilis na rate ng pagsingaw kaysa sa malamig na tubig. Kaya, ang dami nito ay bumababa, at sa isang pagbaba sa dami, ang oras ng pagyeyelo ay nagiging mas maikli kaysa sa kung kukuha tayo ng isang katulad na paunang dami ng malamig na tubig.

I-defrost ang freezer nang mahabang panahon

Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, at kung bakit ito nangyayari, ang maaaring maimpluwensyahan ng snow lining na makikita sa freezer ng refrigerator 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 isa pa ay naglalaman ng malamig na tubig, ang lalagyan na may mainit na tubig ay matutunaw ang niyebe sa ilalim nito, at sa gayon ay mapapabuti ang pakikipag-ugnay ng thermal level sa dingding ng ang refrigerator. Hindi magagawa iyon ng lalagyan ng malamig na tubig. Kung walang ganoong lining na may snow sa kompartimento ng refrigerator, ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis.

Taas baba

Gayundin, ang kababalaghan kung saan ang tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis - mainit o malamig, ay ipinaliwanag bilang mga sumusunod. Kasunod ng ilang mga batas, ang malamig na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa itaas na mga layer, kapag ang mainit na tubig ay ginagawa ito sa kabaligtaran - nagsisimula itong mag-freeze mula sa ibaba pataas. Kasabay nito, lumalabas na ang malamig na tubig, na mayroong isang malamig na layer sa itaas na may yelo na nabuo na sa mga lugar, kaya lumalala ang mga proseso ng convection at thermal radiation, at sa gayon ay nagpapaliwanag kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit. Naka-attach ang larawan mula sa mga baguhang eksperimento, at ito ay malinaw na nakikita dito.

Ang init ay napupunta, umaangat pataas, at doon ay nakakatugon ito sa isang napakalamig na layer. Walang libreng landas para sa radiation ng init, kaya nagiging mahirap ang proseso ng paglamig. Ang mainit na tubig ay ganap na walang mga hadlang sa landas nito. Alin ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit, kung saan nakasalalay ang posibleng resulta, maaari mong palawakin ang sagot sa pamamagitan ng katotohanan na ang anumang tubig ay may ilang mga sangkap na natunaw dito.

Ang mga dumi sa tubig bilang isang salik na nakakaapekto sa kinalabasan

Kung hindi ka mandaya at gumamit ng tubig na may parehong komposisyon, kung saan ang mga konsentrasyon ng ilang mga sangkap ay magkapareho, kung gayon ang malamig na tubig ay dapat 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 katotohanan na ang mga solute sa tubig ay lumilikha ng mga sentro ng pagkikristal, at sa isang maliit na bilang ng mga sentrong ito, ang pagbabago ng tubig sa isang solidong estado ay mahirap. Posible pa ring mag-overcooling ng tubig, sa diwa na sa mga sub-zero na temperatura ito ay nasa likidong estado.

Ngunit ang lahat ng mga bersyon na ito, tila, ay hindi ganap na nababagay sa mga siyentipiko at nagpatuloy silang magtrabaho sa isyung ito. Noong 2013, sinabi ng isang pangkat ng mga mananaliksik sa Singapore na nalutas nila ang isang lumang misteryo.

Ang isang pangkat ng mga siyentipikong Tsino ay nagtalo na ang sikreto ng epektong ito ay nakasalalay sa dami ng enerhiya na nakaimbak sa pagitan ng mga molekula ng tubig sa mga bono nito, na tinatawag na mga hydrogen bond.

Clue mula sa Chinese Scientists

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

Ngunit gayundin ang mga atomo ng hydrogen ng isang molekula ay naaakit sa mga kalapit na molekula, sa kanilang bahagi ng oxygen. Ang mga bono na ito ay tinatawag na mga bono ng hydrogen.

Dapat tandaan na sa parehong oras, ang mga molekula ng tubig ay salungat sa bawat isa. Napansin ng mga siyentipiko na kapag ang tubig ay uminit, ang distansya sa pagitan ng mga molekula nito ay tumataas, at ito ay dahil sa mga puwersang salungat. Ito ay lumiliko na ang pagsakop sa isang distansya sa pagitan ng mga molekula sa malamig na estado, maaaring sabihin ng isa, sila ay umaabot, at mayroon silang mas malaking supply ng enerhiya. Ito ang tindahan ng enerhiya na inilabas kapag ang mga molekula ng tubig ay nagsimulang lumapit sa isa't isa, iyon ay, nangyayari ang paglamig. Lumalabas na ang mas malaking supply ng enerhiya sa mainit na tubig, at ang mas malaking paglabas nito kapag pinalamig sa mga subzero na temperatura, ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig, na may mas kaunting enerhiya. Kaya aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit? Sa kalye at sa laboratoryo, dapat mangyari ang kabalintunaan ng Mpemba, at ang mainit na tubig ay dapat maging yelo nang mas mabilis.

Ngunit bukas pa rin ang tanong

Mayroon lamang isang teoretikal na kumpirmasyon ng pahiwatig na ito - lahat ng ito ay nakasulat sa magagandang mga pormula at tila makatwiran. Ngunit kapag ang pang-eksperimentong data, kung saan ang tubig ay mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig, ay inilagay sa isang praktikal na kahulugan, at ang kanilang mga resulta ay ipinakita, kung gayon ang tanong ng Mpemba na kabalintunaan ay maaaring ituring na sarado.