Vai karstais ūdens var sasalst ātrāk nekā aukstais ūdens?

Karsts ūdens var sasalst ātrāk nekā auksts ūdens. Tomēr ne vienmēr tas notiek, un arī zinātne nav precīzi paskaidrojusi kāpēc tas var notikt.

Lai gan Aristotelis, Bekons un Dekarts aprakstīja karstā ūdens sasalšanu ātrāk nekā auksts ūdens, šī ideja lielākoties bija pretojusies līdz 1960. gadiem, kad vidusskolas students Mpemba pamanīja, ka karstā saldējuma maisījums, ievietojot saldētavā, sasalst pirms saldējuma maisījuma, kas pirms ievietošanas saldētavā bija atdzesēts līdz istabas temperatūrai. Mpemba atkārtoja savu eksperimentu ar ūdeni, nevis saldējuma maisījumu, un atrada tādu pašu rezultātu: karstais ūdens sasalda ātrāk nekā vēsāks ūdens. Kad Mpemba lūdza savam fizikas skolotājam izskaidrot novērojumus, skolotājs sacīja Mpembai, ka viņa datiem ir jābūt kļūdainiem, jo ​​šī parādība nebija iespējama.

Mpemba uzdeva viesfizikas profesoram Dr. Osbornam to pašu jautājumu. Šis profesors atbildēja, ka nezina, bet viņš pārbaudīs eksperimentu. Dr Osbornam bija laboratorijas tehnika, kas veica Mpemba pārbaudi. Laboratorija ziņoja, ka viņš ir dublējis Mpemba rezultātu: "Bet mēs turpināsim atkārtot eksperimentu, līdz iegūsim pareizais rezultāts. "Nu, dati ir dati, tāpēc, kad eksperimentu atkārtoja, tas turpināja dot tādu pašu rezultātu rezultāts. 1969. gadā Osborns un Mpemba publicēja savu pētījumu rezultātus. Tagad dažreiz tiek saukta parādība, kurā karsts ūdens var sasalst ātrāk nekā auksts ūdens

Nav precīzi izskaidrots, kāpēc karstais ūdens var sasalst ātrāk nekā auksts ūdens. Atkarībā no apstākļiem tiek izmantoti dažādi mehānismi. Galvenie faktori, šķiet, ir:

• Iztvaikošana - iztvaiko vairāk karsta ūdens nekā auksts ūdens, tādējādi samazinot saldējamā ūdens daudzumu. Masu mērījumi liek domāt, ka tas ir svarīgs faktors, atdzesējot ūdeni atvērtos traukos, lai gan tas nav mehānisms, kas izskaidro, kā Mpemba efekts notiek slēgtos traukos.
• Pārdzesēšana - karstu ūdeni mēdz piedzīvot mazāk superdzesēšanas efekts nekā auksts ūdens. Tas, visticamāk, kļūs ciets, sasniedzot ūdens sasalšanas punktu.
• Konvekcija - ūdens atdziestot konvekcijas straumēm attīstās. Ūdens blīvums parasti samazinās, paaugstinoties temperatūrai, tāpēc parasti dzesēšanas ūdens trauks ir siltāks augšpusē nekā apakšā. Ja pieņemsim, ka ūdens pa visu virsmu zaudē lielāko daļu siltuma (kas var būt vai nebūt taisnība, atkarībā no apstākļos), tad ūdens ar karstāku virsu zaudētu siltumu un sasaltu ātrāk nekā ūdens ar vēsāku virsu.
• Izšķīdušas gāzes - karstajam ūdenim ir mazāk spēju turēt izšķīdušas gāzes nekā aukstam ūdenim, kas var ietekmēt tā sasalšanas ātrumu.
• Apkārtnes ietekme - Divu ūdens trauku sākotnējās temperatūras starpībai var būt ietekme uz apkārtni, kas var ietekmēt atdzišanas ātrumu. Viens piemērs varētu būt silts ūdens, kas izkausē jau esošu sala slāni, ļaujot sasniegt labāku dzesēšanas ātrumu.

Tagad neņemiet to vērā! Ja jums ir šaubas, vai karstais ūdens dažreiz sasalst ātrāk nekā auksts ūdens, pārbaudiet to pats. Jāapzinās, ka Mpemba efekts nebūs redzams visos eksperimentālajos apstākļos, tāpēc konsultējieties ar atsauces šajā amatā lai redzētu, kas varētu jums vislabāk darboties (vai mēģiniet izveidot saldējums saldētavā, ja jūs to akceptēsit kā efekta demonstrāciju).