A víz a világ egyik legcsodálatosabb folyadéka, amely szokatlan tulajdonságokkal rendelkezik. Például a jég szilárd folyékony halmazállapotú fajsúlya kisebb, mint magának a víznek, ami nagymértékben lehetővé tette az élet kialakulását és fejlődését a Földön. Ezenkívül az áltudományos és tudományos világban viták folynak arról, hogy melyik víz fagy le gyorsabban - meleg vagy hideg. Aki be tudja bizonyítani, hogy a forró folyadék bizonyos körülmények között gyorsabban megfagy, és tudományosan alátámasztja a megoldását, az 1000 font jutalmat kap a Brit Királyi Kémikusok Társaságától.

Háttér

Azt a tényt, hogy számos körülmény között a meleg víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg, már a középkorban észrevették. Francis Bacon és René Descartes sok erőfeszítést fordított ennek a jelenségnek a magyarázatára. A klasszikus hőtechnika szemszögéből azonban ez a paradoxon nem magyarázható, és ezt szemérmesen próbálták elhallgatni. A vita folytatásának lendülete egy kissé furcsa történet volt, amely Erasto Mpemba tanzániai iskolás fiúval történt 1963-ban. Egyik nap, egy szakácsiskola desszertkészítési leckén a fiúnak, akit más dolgok tereltek el, nem volt ideje időben lehűteni a fagylaltkeveréket, és forró tejes cukoroldatot tenni a fagyasztóba. Meglepetésére a termék valamivel gyorsabban hűlt le, mint diáktársaié, akik megfigyelték a fagylaltkészítés hőmérsékleti rendszerét.

A fiú a jelenség lényegét próbálva megérteni egy fizikatanárhoz fordult, aki a részletekbe nem bocsátkozva kigúnyolta kulináris kísérleteit. Erastót azonban irigylésre méltó szívósság jellemezte, és nem tejjel, hanem vízzel folytatta kísérleteit. Meggyőződése lett, hogy bizonyos esetekben a forró víz gyorsabban fagy, mint a hideg.

Erasto Mpembe, miután belépett a Dar es Salaam Egyetemre, részt vett Denis G. Osborne professzor előadásán. Ennek befejezése után a diák zavarba ejtette a tudóst a víz hőmérsékletétől függő fagyási sebességgel kapcsolatos problémával. DG Osborne már a kérdés feltevésén is nevetségessé tette, és dühösen kijelentette, hogy minden szegény diák tudja, hogy a hideg víz gyorsabban megfagy. A fiatalember természetes szívóssága azonban éreztette magát. Fogadást kötött a professzorral, és azt javasolta, hogy végezzenek el egy kísérleti tesztet itt, a laboratóriumban. Az Erasto két tartály vizet helyezett a fagyasztóba, az egyiket 35 °C-os, a másikat pedig 100 °C-os. Képzeld el a professzor és a környező „rajongók” meglepetését, amikor a második tartályban gyorsabban fagyott meg a víz. Azóta ezt a jelenséget „Mpemba-paradoxonnak” hívják.

A mai napig azonban nincs koherens elméleti hipotézis, amely megmagyarázná az „Mpemba-paradoxont”. Nem világos, hogy milyen külső tényezők, a víz kémiai összetétele, a benne oldott gázok és ásványi anyagok jelenléte befolyásolják a folyadékok fagyási sebességét különböző hőmérsékleteken. Az „Mpemba-effektus” paradoxona, hogy ellentmond az I. Newton által felfedezett egyik törvénynek, amely szerint a víz lehűlési ideje egyenesen arányos a folyadék és a környezet hőmérséklet-különbségével. És ha minden más folyadék teljesen betartja ezt a törvényt, akkor a víz bizonyos esetekben kivétel.

Miért fagy le gyorsabban a forró víz?T

Számos változat létezik arra vonatkozóan, hogy miért fagy le gyorsabban a forró víz, mint a hideg. A főbbek a következők:

• a forró víz gyorsabban elpárolog, miközben térfogata csökken, és kisebb térfogatú folyadék gyorsabban lehűl - ha a vizet + 100 ° C-ról 0 ° C-ra hűtik, a térfogati veszteségek légköri nyomáson elérik a 15% -ot;
• minél nagyobb a hőmérséklet-különbség, annál nagyobb a hőmérséklet-különbség, annál nagyobb a hőcsere intenzitása a folyadék és a környezet között, így a forrásban lévő víz hővesztesége gyorsabban megy végbe;
• amikor a forró víz lehűl, a felületén jégkéreg képződik, amely megakadályozza a folyadék teljes megfagyását és elpárolgását;
• magas vízhőmérsékleten konvekciós keveredés következik be, ami csökkenti a fagyási időt;
• A vízben oldott gázok csökkentik a fagyáspontot, így energiát vonnak el a kristályképződéshez - a forró vízben nincsenek oldott gázok.

Mindezeket a feltételeket ismételten kísérletileg tesztelték. Különösen David Auerbach német tudós fedezte fel, hogy a forró víz kristályosodási hőmérséklete valamivel magasabb, mint a hideg vízé, ami lehetővé teszi az előbbi gyorsabb megfagyását. Később azonban bírálat érte kísérleteit, és sok tudós meg van győződve arról, hogy az „Mpemba-effektus”, amely meghatározza, hogy melyik víz fagy le gyorsabban - melegen vagy hidegen, csak bizonyos feltételek mellett reprodukálható, amelyeket eddig senki sem keresett és pontosított.

Az Mpemba-effektus avagy miért fagy le gyorsabban a forró víz, mint a hideg víz? Az Mpemba-effektus (Mpemba-paradoxon) egy paradoxon, amely kimondja, hogy a forró víz bizonyos körülmények között gyorsabban fagy meg, mint a hideg víz, bár a fagyasztási folyamat során át kell haladnia a hideg víz hőmérsékletén. Ez a paradoxon egy kísérleti tény, amely ellentmond a szokásos elképzeléseknek, miszerint azonos körülmények között egy jobban felmelegedett testnek több idő kell egy bizonyos hőmérsékletre lehűlni, mint egy kevésbé felhevült testnek ugyanazon a hőmérsékletre. Erre a jelenségre egy időben Arisztotelész, Francis Bacon és Rene Descartes is felfigyelt, de a tanzániai iskolás, Erasto Mpemba csak 1963-ban fedezte fel, hogy a forró fagylaltkeverék gyorsabban megfagy, mint a hideg. Erasto Mpemba a tanzániai Magambi High School diákjaként gyakorlati munkát végzett szakácsként. Házi fagylaltot kellett készítenie – felforralni a tejet, feloldani benne a cukrot, lehűteni szobahőmérsékletűre, majd hűtőbe tenni megdermedni. Úgy tűnik, Mpemba nem volt különösebben szorgalmas tanuló, és késett a feladat első részének teljesítésével. Attól tartva, hogy nem ér rá az óra végére, még forró tejet tett a hűtőbe. Meglepetésére még korábban megfagyott, mint a társai adott technológiával elkészített teje. Ezt követően Mpemba nemcsak tejjel, hanem közönséges vízzel is kísérletezett. Mindenesetre már az Mkwava Középiskola diákjaként a Dar es Salaam-i Egyetemi Főiskola professzorát, Dennis Osborne-t (az iskola igazgatója hívta meg, hogy tartson előadást fizikáról a diákoknak) konkrétan a vízről kérdezte: „Ha veszed két egyforma tartály egyenlő térfogatú vízzel úgy, hogy az egyikben a víz hőmérséklete 35 °C, a másikban - 100 °C legyen, és tedd a fagyasztóba, majd a másodikban a víz gyorsabban megfagy. Miért? Osborne felkeltette érdeklődését ez a kérdés, és hamarosan, 1969-ben, ő és Mpemba közzétették kísérleteik eredményeit a Physics Education folyóiratban. Azóta az általuk felfedezett hatást Mpemba-effektusnak hívják. Eddig senki sem tudja pontosan, hogyan magyarázza ezt a furcsa hatást. A tudósoknak nincs egyetlen verziója, bár sok van. A hideg és meleg víz tulajdonságainak különbségéről van szó, de még nem világos, hogy ebben az esetben mely tulajdonságok játszanak szerepet: a túlhűtés, a párolgás, a jégképződés, a konvekció vagy a cseppfolyósított gázok vízre gyakorolt ​​hatása különböző hőmérsékletek. Az Mpemba-effektus paradoxona, hogy annak az időnek, amely alatt a test lehűl a környezeti hőmérsékletre, arányosnak kell lennie a test és a környezet közötti hőmérséklet-különbséggel. Ezt a törvényt Newton állapította meg, és azóta a gyakorlatban is sokszor megerősítették. Ebben a hatásban a 100 °C-os víz 0 °C-kal gyorsabban hűl le, mint az azonos mennyiségű 35 °C-os víz. Ez azonban még nem jelent paradoxont, hiszen az Mpemba-effektus az ismert fizika keretein belül magyarázható. Íme néhány magyarázat az Mpemba-effektusra: Párolgás A forró víz gyorsabban elpárolog egy edényből, ezáltal csökken a térfogata, és egy kisebb térfogatú, azonos hőmérsékletű víz gyorsabban fagy meg. A 100 C-ra melegített víz 0 C-ra hűtve tömegének 16%-át veszíti el. A párolgás hatása kettős hatású. Először is, csökken a hűtéshez szükséges víz tömege. Másodszor, a hőmérséklet csökken annak a ténynek köszönhetően, hogy a vízfázisból a gőzfázisba való átmenet párolgási hője csökken. Hőmérséklet-különbség Mivel nagyobb a hőmérséklet-különbség a meleg víz és a hideg levegő között, ezért a hőcsere ilyenkor intenzívebb és a melegvíz gyorsabban lehűl. Hipotermia Ha a víz 0 C alá hűl, nem mindig fagy meg. Bizonyos körülmények között túlhűlhet, és fagypont alatti hőmérsékleten továbbra is folyékony marad. Egyes esetekben a víz még -20 C hőmérsékleten is folyékony maradhat. Ennek a hatásnak az az oka, hogy az első jégkristályok kialakulásához kristályképző központokra van szükség. Ha nincsenek jelen a folyékony vízben, akkor a túlhűtés addig folytatódik, amíg a hőmérséklet annyira le nem esik, hogy spontán kristályok képződjenek. Amikor elkezdenek kialakulni a túlhűtött folyadékban, gyorsabban növekedni kezdenek, latyak jeget képezve, amely jéggé fagy. A forró víz a leginkább érzékeny a hipotermiára, mivel a melegítés eltávolítja az oldott gázokat és a buborékokat, amelyek viszont a jégkristályok képződésének központjaként szolgálhatnak. Miért fagy le gyorsabban a forró víz a hipotermia miatt? Hideg víz esetében, amely nincs túlhűtve, a következő történik. Ebben az esetben az edény felületén vékony jégréteg képződik. Ez a jégréteg szigetelőként fog működni a víz és a hideg levegő között, és megakadályozza a további párolgást. A jégkristályok képződésének sebessége ebben az esetben alacsonyabb lesz. Túlhűtésnek kitett forró víz esetén a túlhűtött víznek nincs védő felületi jégrétege. Ezért a nyitott tetején keresztül sokkal gyorsabban veszít hőt. Amikor a túlhűtési folyamat véget ér és a víz megfagy, sokkal több hőt veszítenek, és így több jég képződik. Ennek a hatásnak a kutatói közül sokan a hipotermiát tartják a fő tényezőnek az Mpemba-hatás esetében. Konvekció A hideg víz felülről kezd megfagyni, ami rontja a hősugárzás és a konvekció folyamatait, és ezáltal a hőveszteséget, míg a meleg víz alulról kezd megfagyni. Ezt a hatást a vízsűrűség anomáliája magyarázza. A víz maximális sűrűsége 4 C-on van. Ha a vizet 4 C-ra hűtjük és alacsonyabb hőmérsékletre állítjuk, a víz felszíni rétege gyorsabban megfagy. Mivel ez a víz kevésbé sűrű, mint a 4 C-os hőmérsékletű víz, a felszínen marad, vékony hideg réteget képezve. Ilyen körülmények között rövid időn belül vékony jégréteg képződik a víz felszínén, de ez a jégréteg szigetelőként szolgál, védve a 4 C-os hőmérsékleten megmaradó alsó vízrétegeket. Ezért a további hűtési folyamat lassabb lesz. A melegvíz esetében teljesen más a helyzet. A víz felszíni rétege a párolgás és a nagyobb hőmérsékletkülönbség miatt gyorsabban lehűl. Ráadásul a hidegvizes rétegek sűrűbbek, mint a melegvizesek, így a hidegvizes réteg lesüllyed, a melegvizes réteget a felszínre emelve. Ez a vízkeringés biztosítja a gyors hőmérséklet-csökkenést. De miért nem ér el ez a folyamat az egyensúlyi pontot? Az Mpemba-effektusnak a konvekció ezen szemszögéből való magyarázatához szükséges lenne azt feltételezni, hogy a hideg és a meleg vízréteg elválik, és maga a konvekciós folyamat folytatódik, miután a víz átlagos hőmérséklete 4 C alá csökken. kísérleti adatok, amelyek megerősítik ezt a hipotézist, miszerint a hideg és a meleg vízrétegeket a konvekciós folyamat választja el egymástól. Vízben oldott gázok A víz mindig tartalmaz benne oldott gázokat - oxigént és szén-dioxidot. Ezek a gázok képesek csökkenteni a víz fagyáspontját. A víz melegítése során ezek a gázok felszabadulnak a vízből, mert vízben való oldhatóságuk alacsonyabb magas hőmérsékleten. Ezért a forró víz lehűlésekor mindig kevesebb oldott gázt tartalmaz, mint a fűtetlen hideg vízben. Ezért a felmelegített víz fagyáspontja magasabb, és gyorsabban fagy meg. Ezt a tényezőt néha a fő tényezőnek tekintik az Mpemba-effektus magyarázatában, bár ezt a tényt nem igazolják kísérleti adatok. Hővezetőképesség Ez a mechanizmus jelentős szerepet játszhat, amikor vizet helyeznek el a hűtőszekrényben, kis tartályokban. Ilyen körülmények között megfigyelték, hogy egy forró vizes tartály megolvasztja az alatta lévő fagyasztóban lévő jeget, ezáltal javítva a fagyasztó falával való termikus érintkezést és a hővezető képességet. Ennek eredményeként a hő gyorsabban távozik a melegvíz-tartályból, mint a hidegből. A hideg vízzel töltött edény viszont nem olvasztja meg alatta a havat. Mindezeket (és más) körülményeket számos kísérletben tanulmányozták, de egyértelmű választ a kérdésre - melyikük biztosítja az Mpemba-effektus száz százalékos reprodukcióját - soha nem kapták meg. Például 1995-ben David Auerbach német fizikus a túlhűtő víz hatását tanulmányozta erre a hatásra. Felfedezte, hogy a túlhűtött állapotot elérő forró víz magasabb hőmérsékleten fagy meg, mint a hideg víz, ezért gyorsabban, mint az utóbbi. De a hideg víz gyorsabban éri el a túlhűtött állapotot, mint a forró víz, ezáltal kompenzálja a korábbi lemaradást. Ráadásul Auerbach eredményei ellentmondtak a korábbi adatoknak, miszerint a forró víz a kevesebb kristályosodási centrum miatt nagyobb túlhűtést tudott elérni. A víz melegítésekor a benne oldott gázok kiürülnek belőle, forralva pedig a benne oldott sók egy része kicsapódik. Egyelőre csak egy dolgot lehet kijelenteni - ennek a hatásnak a reprodukálása jelentősen függ a kísérlet végrehajtásának körülményeitől. Pontosan azért, mert nem mindig reprodukálják. O. V. Mosin

Úgy tűnik, hogy a jó öreg H 2 O képlet nem tartalmaz titkokat. Valójában azonban a víz – az élet forrása és a világ leghíresebb folyadéka – számos rejtélyt rejt magában, amelyeket néha még a tudósok sem képesek megfejteni.

Íme az 5 legérdekesebb tény a vízről:

1. A forró víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg

Vegyünk két edényt vízzel: az egyikbe öntsünk forró, a másikba hideg vizet, és tegyük be a fagyasztóba. A forró víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg, bár logikusan a hideg víznek először jéggé kellett volna alakulnia: a forró víznek ugyanis először hideg hőmérsékletre kell hűlnie, majd jéggé kell alakulnia, míg a hideg víznek nem kell hűlnie. Miért történik ez?

1963-ban Erasto B. Mpemba, egy tanzániai középiskolás diák fagylaltkeveréket fagyasztott le, és észrevette, hogy a forró keverék gyorsabban megszilárdul a fagyasztóban, mint a hideg. Amikor a fiatalember megosztotta felfedezését fizikatanárjával, csak nevetett rajta. Szerencsére a diák kitartó volt, és meggyőzte a tanárt, hogy végezzen kísérletet, ami megerősítette felfedezését: bizonyos körülmények között a meleg víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg.

Ezt a jelenséget, amikor a forró víz gyorsabban fagy, mint a hideg víz, Mpemba-effektusnak nevezik. Igaz, jóval előtte a víznek ezt az egyedülálló tulajdonságát Arisztotelész, Francis Bacon és Rene Descartes is feljegyezte.

A tudósok még mindig nem értik teljesen ennek a jelenségnek a természetét, vagy a túlhűtés, a párolgás, a jégképződés, a konvekció különbségével, vagy a cseppfolyósított gázok hideg és meleg vízre gyakorolt ​​hatásával magyarázzák.

Az X.RU megjegyzése a „A forró víz gyorsabban fagy, mint a hideg víz” témában.

Mivel a hűtés kérdései közelebb állnak hozzánk, hűtési szakemberekhez, engedjük meg magunknak, hogy kicsit mélyebben ássunk bele a probléma lényegébe, és két véleményt mondjunk egy ilyen rejtélyes jelenség természetéről.

1. A Washingtoni Egyetem tudósa magyarázatot javasolt egy Arisztotelész kora óta ismert rejtélyes jelenségre: miért fagy le gyorsabban a forró víz, mint a hideg.

Az Mpemba-effektusnak nevezett jelenséget széles körben alkalmazzák a gyakorlatban. A szakértők például azt tanácsolják az autósoknak, hogy télen hideg, ne meleg vizet öntsenek a mosótartályba. De hogy mi áll a jelenség hátterében, az sokáig ismeretlen maradt.

Dr. Jonathan Katz, a Washingtoni Egyetem munkatársa ezt a jelenséget tanulmányozta, és arra a következtetésre jutott, hogy fontos szerepet játszanak a vízben oldott anyagok, amelyek melegítéskor kicsapódnak – írja az EurekAlert.

Az oldott anyagok alatt Dr. Katz kalcium- és magnézium-hidrogén-karbonátot ért, amelyek a kemény vízben találhatók. A víz melegítése során ezek az anyagok kicsapódnak, és vízkő keletkezik a vízforraló falán. A soha nem melegített víz tartalmazza ezeket a szennyeződéseket. Ahogy fagy és jégkristályok képződnek, a szennyeződések koncentrációja a vízben 50-szeresére nő. Emiatt a víz fagyáspontja csökken. „Most pedig a víznek tovább kell hűlnie, hogy megfagyjon” – magyarázza Dr. Katz.

Van egy második ok, amely megakadályozza a fűtetlen víz megfagyását. A víz fagyáspontjának csökkentése csökkenti a szilárd és folyékony fázis közötti hőmérséklet-különbséget. „Mivel a víz hőveszteségének sebessége ettől a hőmérséklet-különbségtől függ, a fel nem melegített víz kevésbé hűl le” – mondja Dr. Katz.

A tudós szerint elmélete kísérletileg tesztelhető, mert Az Mpemba-effektus keményebb víz esetén észrevehetőbbé válik.

2. Az oxigén plusz hidrogén plusz hideg jeget hoz létre. Első pillantásra ez az átlátszó anyag nagyon egyszerűnek tűnik. A valóságban a jég tele van sok rejtéllyel. Az afrikai Erasto Mpemba által létrehozott jég nem gondolt a hírnévre. A napok forróak voltak. Papucsot akart. Fogta a gyümölcsleves dobozt, és betette a fagyasztóba. Többször megtette ezt, és ezért vette észre, hogy a lé különösen gyorsan megfagy, ha először a napon tartja – nagyon felmelegíti! Ez furcsa, gondolta a tanzániai iskolás fiú, aki a világi bölcsességgel ellentétben cselekedett. Valóban igaz, hogy ahhoz, hogy a folyadék gyorsabban jéggé alakuljon, először... fel kell melegíteni? A fiatalember annyira meglepődött, hogy megosztotta sejtését a tanárral. Erről az érdekességről számolt be a sajtóban.

Ez a történet a múlt század hatvanas éveiben történt. Most az "Mpemba-effektus" jól ismert a tudósok számára. De ez az egyszerűnek tűnő jelenség sokáig rejtély maradt. Miért fagy le gyorsabban a forró víz, mint a hideg víz?

David Auerbach fizikus csak 1996-ban talált megoldást. A kérdés megválaszolására egy egész éven át végzett kísérletet: vizet melegített egy pohárban, majd ismét lehűtötte. Szóval mit talált ki? Melegítéskor a vízben oldott légbuborékok elpárolognak. A gázoktól mentes víz könnyebben ráfagy az edény falára. „Természetesen a magas levegőtartalmú víz is megfagy – mondja Auerbach –, de nem nulla Celsius-fokon, hanem csak mínusz négy-hat fokon. Természetesen tovább kell várni. Tehát a meleg víz megfagy a hideg víz előtt, ez tudományos tény.

Aligha van olyan anyag, amely ugyanolyan könnyedén jelenik meg a szemünk előtt, mint a jég. Csak vízmolekulákból áll - vagyis két hidrogénatomot és egy oxigénatomot tartalmazó elemi molekulákból. A jég azonban talán a legtitokzatosabb anyag az Univerzumban. A tudósok még nem tudták megmagyarázni egyes tulajdonságait.

2. Túlhűtés és "azonnali" fagyasztás

Mindenki tudja, hogy a víz 0°C-ra hűtve mindig jéggé változik... kivéve néhány esetet! Példa erre a „túlhűtés”, amely a nagyon tiszta víz azon tulajdonsága, hogy még fagypont alá hűtve is folyékony marad. Ezt a jelenséget az teszi lehetővé, hogy a környezet nem tartalmaz olyan kristályosodási központokat vagy magokat, amelyek jégkristályok képződését váltanák ki. Így a víz nulla Celsius-fok alá hűtve is folyékony formában marad. A kristályosodási folyamatot kiválthatják például gázbuborékok, szennyeződések (szennyeződések), vagy a tartály egyenetlen felülete. Ezek nélkül a víz folyékony állapotban marad. Amikor a kristályosodási folyamat elindul, láthatja, ahogy a szuperhűtött víz azonnal jéggé változik.

Nézze meg Phil Medina (www.mrsciguy.com) videóját (2901 KB, 60 mp), és győződjön meg róla saját szemével >>

Megjegyzés. A túlhevített víz akkor is folyékony marad, ha forráspontja fölé melegítjük.

3. "Üveg" víz

Nevezze meg gyorsan és gondolkodás nélkül, hányféle halmazállapota van a víznek?

Ha hármat válaszolt (szilárd, folyékony, gáz), akkor tévedett. A tudósok legalább 5 különböző folyékony víz és 14 jég állapotot azonosítanak.

Emlékszel a szuperhűtött vízről szóló beszélgetésre? Tehát bármit is csinál, -38 °C-on a legtisztább szuperhűtött víz is hirtelen jéggé változik. Mi történik a további hanyatlással?

hőmérséklet? -120 °C-on valami furcsa dolog kezd megtörténni a vízzel: szuperviszkózussá vagy viszkózussá válik, mint a melasz, és -135 °C alatti hőmérsékleten „üveges” vagy „üveges” vízzé válik – szilárd anyaggá, amelynek nincs kristályos szerkezete. .

4. A víz kvantumtulajdonságai

Molekuláris szinten a víz még meglepőbb. 1995-ben a tudósok által végzett neutronszórási kísérlet váratlan eredményt hozott: a fizikusok felfedezték, hogy a vízmolekulákat célzó neutronok a vártnál 25%-kal kevesebb hidrogén protont „látnak”.

Kiderült, hogy egy attoszekundumos (10-18 másodperc) sebességgel szokatlan kvantumhatás lép fel, és a víz kémiai képlete a szokásos - H 2 O helyett - H 1,5 O lesz!

5. Van a víznek memóriája?

A hagyományos orvoslás alternatívája, a homeopátia azt állítja, hogy egy gyógyszer hígított oldata még akkor is gyógyító hatással lehet a szervezetre, ha a hígítási tényező olyan nagy, hogy a vízmolekulákon kívül semmi sem marad az oldatban. A homeopátia hívei ezt a paradoxont ​​a „vízmemória” fogalommal magyarázzák, amely szerint a víz molekuláris szinten „memóriája” van a benne feloldott anyagnak, és egyetlen egyszer sem tartja meg az eredeti koncentrációjú oldat tulajdonságait. az összetevő molekulája marad benne.

A Belfasti Queen's Egyetem professzora által vezetett nemzetközi tudóscsoport, aki bírálta a homeopátia alapelveit, 2002-ben végzett kísérletet, hogy végleg megcáfolja ezt az elképzelést tudták bizonyítani a „vízmemória” hatás valóságát, azonban a független szakértők felügyelete mellett végzett kísérletek nem hoztak eredményt.

A víznek sok más szokatlan tulajdonsága van, amelyekről ebben a cikkben nem beszéltünk.

Irodalom.

1. 5 igazán furcsa dolog a vízzel kapcsolatban / http://www.neatorama.com.
2. A víz rejtélye: megalkották az Arisztotelész-Mpemba hatás elméletét / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomnyashchy N.N. Az élettelen természet titkai. A világegyetem legtitokzatosabb anyaga / http://www.bibliotekar.ru.

Ez igaz, bár hihetetlenül hangzik, mert a fagyasztási folyamat során az előmelegített víznek át kell haladnia a hideg víz hőmérsékletén. Eközben ezt a hatást széles körben használják. Például a korcsolyapályákat és csúszdákat télen inkább meleg, mint hideg vízzel töltik meg. A szakértők azt tanácsolják az autósoknak, hogy télen hideg, ne meleg vizet öntsenek a mosótartályba. A paradoxont ​​a világ „Mpemba-effektusként” ismeri.

Ezt a jelenséget egykor Arisztotelész, Francis Bacon és Rene Descartes is említette, de csak 1963-ban figyeltek fel rá a fizikaprofesszorok és próbálták tanulmányozni. Az egész azzal kezdődött, hogy a tanzániai iskolás, Erasto Mpemba észrevette, hogy a fagylalt készítéséhez használt édesített tej gyorsabban megfagy, ha előmelegítik, és azt feltételezte, hogy a forró víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg víz. A fizikatanárhoz fordult pontosításért, de ő csak nevetett a diákon, mondván: „Ez nem egyetemes fizika, hanem Mpemba fizika.”

Szerencsére egy napon Dennis Osborne, a Dar es Salaam Egyetem fizikaprofesszora meglátogatta az iskolát. És Mpemba ugyanezzel a kérdéssel fordult hozzá. A professzor kevésbé volt szkeptikus, azt mondta, nem tud megítélni olyasmit, amit soha nem látott, és hazatérve megkérte munkatársait, hogy végezzenek megfelelő kísérleteket. Úgy tűnt, megerősítették a fiú szavait. Mindenesetre 1969-ben Osborne beszélt az Mpembával való együttműködésről az angol magazinban. FizikaOktatás" Ugyanebben az évben George Kell, a Kanadai Nemzeti Kutatási Tanács közzétett egy cikket, amely angolul írja le a jelenséget. amerikaiFolyóirataFizika».

Ennek a paradoxonnak több lehetséges magyarázata is van:

• A forró víz gyorsabban elpárolog, ezáltal csökken a térfogata, és az azonos hőmérsékletű kisebb térfogatú víz gyorsabban fagy meg. A légmentesen záródó tartályokban a hideg víznek gyorsabban meg kell fagynia.
• Hóborítás elérhetősége. A melegvizes tartály megolvasztja az alatta lévő havat, ezáltal javítja a hőkontaktust a hűtőfelülettel. A hideg víz nem olvasztja el a havat alatta. Ha nincs hótakaró, a hidegvizes tartálynak gyorsabban le kell fagynia.
• A hideg víz felülről kezd megfagyni, ami rontja a hősugárzás és a konvekció folyamatait, és ezáltal a hőveszteséget, míg a meleg víz alulról kezd megfagyni. A tartályokban lévő víz további mechanikus keverésével a hideg víznek gyorsabban meg kell fagynia.
• A kristályosodási központok jelenléte hűtött vízben - benne oldott anyagok. Hideg vízben kevés ilyen centrum esetén a víz jéggé alakulása nehézkes, sőt túlhűtés is lehetséges, ha folyékony állapotban marad, nulla alatti hőmérsékleten.

Nemrég egy másik magyarázat is megjelent. Dr. Jonathan Katz, a Washingtoni Egyetem munkatársa tanulmányozta ezt a jelenséget, és arra a következtetésre jutott, hogy a vízben oldott anyagok, amelyek melegítéskor kicsapódnak, fontos szerepet játszanak benne.
Az oldott anyagok alatt Dr. Katz kalcium- és magnézium-hidrogén-karbonátot ért, amelyek a kemény vízben találhatók. Amikor a vizet melegítjük, ezek az anyagok kicsapódnak, és a víz „puhává” válik. A soha nem melegített víz tartalmazza ezeket a szennyeződéseket, és „kemény”. Ahogy fagy és jégkristályok képződnek, a szennyeződések koncentrációja a vízben 50-szeresére nő. Emiatt a víz fagyáspontja csökken.

Ez a magyarázat számomra nem tűnik meggyőzőnek, mert... Nem szabad elfelejtenünk, hogy a hatást fagylalttal végzett kísérletekben fedezték fel, és nem kemény vízzel. Valószínűleg a jelenség okai termofizikaiak, nem kémiaiak.

Egyelőre nem sikerült egyértelmű magyarázatot találni Mpemba paradoxonára. Meg kell mondanunk, hogy egyes tudósok ezt a paradoxont ​​nem tartják figyelemre méltónak. Nagyon érdekes azonban, hogy egy egyszerű iskolás fiú elérte a fizikai hatás elismerését, és kíváncsiságának és kitartásának köszönhetően tett szert népszerűségre.

Hozzáadva 2014 februárjában

A jegyzet 2011-ben íródott. Azóta új tanulmányok jelentek meg az Mpemba-effektusról és újabb kísérletek a magyarázatára. Így 2012-ben a Nagy-Britannia Királyi Kémiai Társasága nemzetközi versenyt hirdetett az „Mpemba-effektus” tudományos rejtély megfejtésére 1000 font nyereményalappal. A határidő 2012. július 30. volt. A győztes Nikola Bregovic lett, a Zágrábi Egyetem laboratóriumából. Kiadta munkáját, amelyben elemezte a jelenség magyarázatára tett korábbi kísérleteket, és arra a következtetésre jutott, hogy azok nem voltak meggyőzőek. Az általa javasolt modell a víz alapvető tulajdonságain alapul. Az érdeklődők a http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp oldalon találhatnak állást

A kutatás ezzel nem ért véget. 2013-ban szingapúri fizikusok elméletileg bebizonyították a Mepemba-effektus okát. A munka megtalálható a http://arxiv.org/abs/1310.6514 címen.

Kapcsolódó cikkek az oldalon:

További cikkek ebben a részben

Megjegyzések:

Alekszej Mishnev. , 2012.10.06. 04:14

Miért párolog el gyorsabban a forró víz? A tudósok gyakorlatilag bebizonyították, hogy egy pohár forró víz gyorsabban fagy meg, mint a hideg víz. A tudósok nem tudják megmagyarázni ezt a jelenséget, mert nem értik a jelenségek lényegét: a meleget és a hideget! A hő és a hideg olyan fizikai érzet, amely az anyag részecskéinek kölcsönhatását idézi elő, az űrből és a Föld középpontjából mozgó mágneses hullámok ellensűrítése formájában. Ezért minél nagyobb a potenciálkülönbség, ez a mágneses feszültség, annál gyorsabban megy végbe az energiacsere az egyik hullámnak a másikba való behatolása révén. Vagyis diffúziós módszerrel! A cikkemre válaszolva az egyik ellenfél ezt írja: 1) „..A forró víz GYORSABBAN elpárolog, aminek következtében kevesebb, így gyorsabban fagy meg” Kérdés! Milyen energia hatására párolog el gyorsabban a víz? 2) Az én cikkem egy pohárról szól, és nem egy favályúról, amire az ellenfél ellenérvként hivatkozik. Ami nem helyes! A kérdésre válaszolok: „MIÉRT PÁROLGÁL EL A VÍZ A TERMÉSZETBEN?” A mágneses hullámok, amelyek mindig a Föld középpontjából az űrbe mozognak, leküzdve a mágneses kompressziós hullámok ellennyomását (amelyek mindig az űrből a Föld közepe felé mozognak), ugyanakkor vízrészecskéket permeteznek, mivel az űrbe költöznek. , növelik a hangerőt. Vagyis terjeszkednek! A mágneses kompressziós hullámok leküzdése esetén ezek a vízgőzök összenyomódnak (kondenzálódnak), és ezeknek a mágneses kompressziós erőknek a hatására a víz csapadék formájában visszatér a földbe! Őszintén! Alekszej Mishnev.

2012. október 6.

Alekszej Mishnev. , 2012.10.06. 04:19

Mi a hőmérséklet? A hőmérséklet a kompressziós és tágulási energiával rendelkező mágneses hullámok elektromágneses feszültségének mértéke. Ezen energiák egyensúlyi állapota esetén a test vagy az anyag hőmérséklete stabil állapotban van. Ha ezeknek az energiáknak az egyensúlyi állapota megbomlik, a tágulási energia irányába a test vagy anyag a tér térfogata megnövekszik. Ha a mágneses hullámok energiája meghaladja a kompresszió irányát, a test vagy az anyag a tér térfogata csökken. Az elektromágneses feszültség mértékét a referenciatest tágulási vagy összenyomódási foka határozza meg. Alekszej Mishnev., 2012.10.23. 11:36 | VNIIM

Alexey, ön egy cikkről beszél, amely a hőmérséklet fogalmával kapcsolatos gondolatait tartalmazza. De senki nem olvasta. Kérlek adj egy linket. Általában véve nagyon egyedi a fizikával kapcsolatos nézeteid. Soha nem hallottam "referenciatest elektromágneses tágulásáról".

Jurij Kuznyecov, 2012.12.04. 12:32

Feltételezik, hogy ez az intermolekuláris rezonanciának és az általa generált molekulák közötti ponderomotive vonzásnak köszönhető. Hideg vízben a molekulák kaotikusan mozognak és rezegnek, különböző frekvenciákkal. A víz felmelegítésekor a rezgések frekvenciájának növekedésével tartományuk szűkül (a folyékony forró víztől a párolgásig csökken a frekvenciakülönbség), a molekulák rezgési frekvenciái közelednek egymáshoz, aminek következtében a rezonancia molekulák között fordul elő. A hűtés során ez a rezonancia részben megmarad, és nem halványul el azonnal. Próbálja meg megnyomni a rezonanciában lévő két gitárhúr egyikét. Most engedd el - a húr újra vibrálni kezd, a rezonancia helyreállítja rezgéseit. Ugyanígy a fagyott vízben a külső lehűtött molekulák megpróbálják elveszíteni a rezgések amplitúdóját és frekvenciáját, de az ér belsejében lévő „meleg” molekulák „visszahúzzák” a rezgéseket, vibrátorként, a külsők pedig rezonátorként működnek. Ponderomotív vonzalom* keletkezik a vibrátorok és a rezonátorok között. Amikor a ponderomotoros erő nagyobb lesz, mint a molekulák kinetikus energiája által kiváltott erő (amely nem csak rezeg, hanem lineárisan is mozog), felgyorsul a kristályosodás - az "Mpemba-effektus". A ponderomotoros kapcsolat nagyon instabil, az Mpemba-effektus erősen függ az összes kísérő tényezőtől: a fagyasztandó víz térfogatától, melegítésének jellegétől, fagyás körülményeitől, hőmérséklettől, konvekciótól, hőcsere-viszonyoktól, gáztelítettségtől, a hűtés vibrációjától. egység, szellőzés, szennyeződések, párolgás stb. Esetleg még a világítástól is... Ezért a hatásnak sok magyarázata van, és néha nehezen reprodukálható. Ugyanezen „rezonancia” okból a forralt víz gyorsabban forr, mint a nem forralt víz - a rezonancia a forralás után egy ideig megtartja a vízmolekulák rezgésének intenzitását (a hűtés során bekövetkező energiaveszteség főként a lineáris mozgás kinetikus energiájának elvesztése miatt következik be molekulák). Intenzív melegítés esetén a vibrátormolekulák szerepet cserélnek a rezonátormolekulákkal szemben a fagyáshoz képest - a vibrátorok frekvenciája kisebb, mint a rezonátorok frekvenciája, ami azt jelenti, hogy nem vonzás, hanem taszítás történik a molekulák között, ami felgyorsítja az átmenetet egy másik állapotba az összesítés (pár).

Vlad, 2012.12.11., 03:42

Eltörte az agyam...

Anton, 2013. 02. 04. 02:02

1. Ez a ponderomotív vonzalom valóban olyan nagy, hogy befolyásolja a hőátadási folyamatot? 2. Ez azt jelenti, hogy ha minden testet egy bizonyos hőmérsékletre hevítünk, szerkezeti részecskéi rezonanciába lépnek? 3. Miért tűnik el ez a rezonancia lehűléskor? 4. Ez a te tipped? Ha van forrás, kérjük jelezze. 5. Ezen elmélet szerint az edény alakja fontos szerepet fog játszani, és ha vékony és lapos, akkor a fagyási idő különbsége nem lesz nagy, i.e. ezt ellenőrizheti.

Gudrat, 2013.11.03. 10:12 | METAK

A hideg vízben már vannak nitrogénatomok, és a vízmolekulák közötti távolság kisebb, mint a forró vízben. Vagyis a konklúzió: A forró víz gyorsabban szívja fel a nitrogénatomokat és ugyanakkor gyorsan meg is fagy, mint a hideg víz - ez a vas keményedéséhez hasonlítható, hiszen a forró víz jéggé alakul, a forró vas pedig gyors hűtéssel megkeményedik!

Vlagyimir, 2013.03.13. 06:50

vagy talán ez: a forró víz és a jég sűrűsége kisebb, mint a hideg víz sűrűsége, ezért a víznek nem kell változtatnia a sűrűségén, veszít egy kis időt és megfagy.

Alexey Mishnev, 2013.03.21., 11:50

Mielőtt a részecskék rezonanciáiról, vonzásairól és rezgéseiről beszélnénk, meg kell értenünk és meg kell válaszolnunk a kérdést: Milyen erők váltják ki a részecskék rezgését? Mivel kinetikus energia nélkül nem jöhet létre kompresszió. Tömörítés nélkül nem lehet bővíteni. Tágulás nélkül nem létezhet mozgási energia! Amikor a húrok rezonanciájáról kezdesz beszélni, először tedd meg az erőfeszítést, hogy ezek közül a húrok egyike elkezdjen vibrálni! Amikor a vonzásról beszélünk, mindenekelőtt azt az erőt kell jelezni, amely vonzza ezeket a testeket! Azt állítom, hogy minden testet összenyom a légkör elektromágneses energiája, amely minden testet, anyagot és elemi részecskét 1,33 kg-os erővel összenyom. nem cm2-re, hanem elemi részecskére, mivel a légköri nyomás nem lehet szelektív!

Dodik, 2013.05.31. 02:59

Úgy tűnik számomra, hogy elfelejtett egy igazságot: "A tudomány ott kezdődik, ahol a mérések kezdődnek." Milyen hőmérsékletű a "forró" víz? Milyen hőmérsékletű a "hideg" víz? A cikk egy szót sem szól erről. Ebből arra következtethetünk - az egész cikk egy baromság!

Gergely, 2013.04.06. 12:17

Dodik, mielőtt hülyeségnek nevezne egy cikket, legalább egy kicsit el kell gondolkodnia a tanuláson. És nem csak mérni.

Dmitrij, 2013.12.24., 10:57

A forró víz molekulái gyorsabban mozognak, mint a hideg vízben, emiatt szorosabb a kapcsolat a környezettel, úgy tűnik, hogy minden hideget felszívnak, gyorsan lelassul.

Iván, 2014.10.01. 05:53

Meglepő, hogy egy ilyen névtelen cikk jelenik meg ezen az oldalon. A cikk teljesen tudománytalan. A szerző és a kommentátorok egymással versengve keresik a magyarázatot a jelenségre, anélkül, hogy kiderítenék, megfigyelhető-e egyáltalán a jelenség, és ha megfigyelik, akkor milyen feltételekkel. Ráadásul még abban sincs egyetértés, hogy valójában mit is figyelünk meg! Így a szerző ragaszkodik ahhoz, hogy meg kell magyarázni a forró fagylalt gyors fagyasztásának hatását, bár a teljes szövegből (és a „hatást fagylaltkísérletek során fedezték fel” szavakból) az következik, hogy ő maga nem végzett ilyen eljárást. kísérletek. A cikkben felsorolt ​​jelenség „magyarázatának” lehetőségeiből kitűnik, hogy teljesen más kísérleteket írnak le, amelyeket különböző körülmények között, különböző vizes oldatokkal hajtanak végre. Mind a magyarázatok lényege, mind a bennük lévő szubjunktív hangulat arra utal, hogy a megfogalmazott gondolatok alapvető ellenőrzése sem történt meg. Valaki véletlenül hallott egy vicces történetet, és lazán kifejtette spekulatív következtetését. Elnézést, de ez nem fizikai tudományos tanulmány, hanem egy dohányzószobában folytatott beszélgetés.

Iván, 2014. 10. 01. 06:10

A cikkben a hengerek forró vízzel és az ablakmosó tartályok hideg vízzel való feltöltésével kapcsolatos megjegyzésekkel kapcsolatban. Az elemi fizika szempontjából itt minden egyszerű. A korcsolyapályát pont azért töltik fel forró vízzel, mert lassabban fagy be. A korcsolyapályának vízszintesnek és simának kell lennie. Próbáld meg feltölteni hideg vízzel - dudorokat és „duzzadásokat” kapsz, mert... A víz _gyorsan_ megfagy anélkül, hogy egyenletes rétegben szétterülne. A forrónak pedig lesz ideje egyenletes rétegben szétterülni, és megolvasztja a meglévő jeget és hógumókat. A mosógép sem nehéz: nincs értelme tiszta vizet önteni hideg időben - ráfagy az üvegre (még forrón is); és a forró, nem fagyos folyadék a hideg üveg megrepedéséhez vezethet, ráadásul az üvegnek megnövekszik a fagyáspontja az alkoholok gyorsuló párolgása miatt az üveghez vezető úton (mindenki ismeri a holdfény működési elvét? ? - az alkohol elpárolog, a víz megmarad).

Iván, 2014.01.10. 06:34

De a jelenség lényegét tekintve hülyeség azt kérdezni, hogy két különböző kísérlet különböző körülmények között miért megy eltérően. Ha a kísérletet tisztán hajtják végre, akkor azonos kémiai összetételű hideg és meleg vizet kell venni - ugyanabból a vízforralóból előhűtött forrásban lévő vizet veszünk. Öntsük azonos edényekbe (például vékony falú poharakba). Nem a hóra tesszük, hanem egy ugyanolyan sík, száraz alapra, például egy fa asztalra. És nem egy mikrofagyasztóban, hanem egy meglehetősen terjedelmes termosztátban - néhány éve kísérletet végeztem a dachában, amikor kint az időjárás stabil és fagyos volt, körülbelül -25 C. A víz egy bizonyos hőmérsékleten kristályosodik, miután a kristályosodási hőt felszabadítja. A hipotézis abból az állításból fakad, hogy a meleg víz gyorsabban hűl (ez igaz, a klasszikus fizika szerint a hőátadás sebessége arányos a hőmérséklet-különbséggel), de fenntartja a megnövekedett hűtési sebességet akkor is, ha a hőmérséklete a hideg víz hőmérséklete. A kérdés az, hogy miben különbözik a kint +20C-ra hűlt víz az egy órával korábban +20C-ra hűtött, de egy helyiségben pontosan ugyanilyen víztől? A klasszikus fizika (egyébként nem a dohányzószoba fecsegésén, hanem százezer és milliónyi kísérleten alapul) azt mondja: semmi, a hűtés további dinamikája ugyanaz lesz (csak a forrásban lévő víz éri el a +20 pontot később). A kísérlet pedig ugyanezt mutatja: amikor egy pohár kezdetben hideg vízben már erős jégkéreg volt, a forró víznek eszébe sem jutott, hogy megfagyjon. P.S. Jurij Kuznyecov megjegyzéseire. Egy bizonyos hatás jelenléte akkor tekinthető megállapítottnak, ha leírják annak előfordulásának feltételeit, és következetesen reprodukálják. És amikor ismeretlen kísérleteink vannak ismeretlen körülmények között, korai elméleteket építeni ezek magyarázatára, és ez tudományos szempontból nem ad semmit. P.P.S. Nos, Alekszej Mishnev megjegyzéseit lehetetlen a gyengédség könnyei nélkül elolvasni - az ember valamiféle kitalált világban él, amelynek semmi köze a fizikához és a valódi kísérletekhez.

Gergely, 2014.01.13. 10:58

Ivan, jól értem, hogy cáfolod az Mpemba-effektust? Nem létezik, ahogy a kísérletei mutatják? Miért olyan híres a fizikában, és miért próbálják sokan megmagyarázni?

Iván, 2014.02.14. 01:51

Jó napot, Gregory! Egy tisztátalan kísérlet hatása fennáll. De amint megérti, ez nem ok arra, hogy új törvényeket keressünk a fizikában, hanem egy kísérletező képességének fejlesztésére. Ahogy a kommentekben már megjegyeztem, az „Mpemba-effektus” magyarázatára tett kísérletek mindegyikében a kutatók még azt sem tudják egyértelműen megfogalmazni, hogy mit és milyen feltételek mellett mérnek pontosan. És azt akarod mondani, hogy ezek kísérleti fizikusok? Ne légy nevetséges. A hatást nem a fizika ismeri, hanem a különféle fórumokon és blogokon folyó áltudományos viták, amelyeknek ma már tengere is van. Ezt a fizikától távol élő emberek valódi fizikai hatásként érzékelik (bizonyos értelemben új fizikai törvények következményeként, és nem egy helytelen értelmezés vagy csak mítosz következményeként). Tehát nincs okunk a teljesen eltérő körülmények között végzett különböző kísérletek eredményeiről egyetlen fizikai hatásként beszélni.

Pavel, 2014.02.18., 09:59

hmm srácok... cikk a "Speed ​​​​Info"-hoz... Ne sértődj meg... ;) Ivánnak mindenben igaza van...

Grigorij, 2014.02.19. 12:50

Ivan, egyetértek azzal, hogy ma már sok áltudományos oldal tesz közzé ellenőrizetlen szenzációs anyagokat. Végül is az Mpemba-hatást még mindig tanulmányozzák. Ráadásul egyetemi tudósok kutatnak. Például 2013-ban ezt a hatást tanulmányozta a szingapúri Műszaki Egyetem egy csoportja. Tekintse meg a http://arxiv.org/abs/1310.6514 linket. Úgy vélik, megtalálták a magyarázatot erre a hatásra. A felfedezés lényegéről nem írok részletesen, de véleményük szerint a hatás a hidrogénkötésekben tárolt energiák különbségével függ össze.

Moiseeva N.P. , 2014.02.19. 03:04

Mindenki számára, aki érdeklődik az Mpemba-effektus kutatása iránt, kissé kiegészítettem a cikkben található anyagot, és hivatkozásokat adtam, ahol megismerkedhet a legújabb eredményekkel (lásd a szöveget). Köszönjük észrevételeit.

Ildar, 2014.02.24. 04:12 | nincs értelme mindent felsorolni

Ha ez az Mpemba-effektus valóban megvalósul, akkor a magyarázatot szerintem a víz molekulaszerkezetében kell keresni. A víz (amint azt a népszerű tudományos irodalomból megtudtam) nem egyedi H2O molekulákként létezik, hanem több molekula (akár tucatnyi) klasztereként. A víz hőmérsékletének növekedésével a molekulák mozgási sebessége nő, a klaszterek felbomlanak egymással, és a molekulák vegyértékkötéseinek nincs idejük nagy klasztereket összeállítani. A klaszterek kialakulása valamivel több időt vesz igénybe, mint a molekuláris mozgás sebességének csökkentése. És mivel a klaszterek kisebbek, a kristályrács kialakulása gyorsabban megy végbe. Hideg vízben láthatóan a nagy, meglehetősen stabil klaszterek megakadályozzák a rácsok kialakulását, és elpusztulnak egy ideig. Jómagam a tévében láttam azt a különös hatást, amikor egy tégelyben nyugodtan álló hideg víz több órán át folyékony maradt a hidegben. De amint az edényt felemelték, vagyis kissé elmozdították a helyéről, az edényben lévő víz azonnal kikristályosodott, átlátszatlanná vált, és az edény szétrepedt. Nos, a pap, aki ezt a hatást mutatta, azzal magyarázta, hogy megáldották a vizet. Egyébként kiderült, hogy a víz a hőmérséklettől függően nagymértékben megváltoztatja a viszkozitását. Ez számunkra, mint nagy lények számára észrevehetetlen, de a kisméretű (mm-es vagy kisebb) rákfélék, és még inkább a baktériumok szintjén a víz viszkozitása nagyon jelentős tényező. Ezt a viszkozitást szerintem a vízfürtök mérete is meghatározza.

SZÜRKE, 2014.03.15 05:30

körülöttünk minden, amit látunk, felszínes jellemzők (tulajdonságok), ezért csak azt fogadjuk el energiának, amit meg tudjuk mérni vagy bármilyen módon bizonyítani tudjuk a létezését, különben zsákutca. Ez a jelenség, az Mpemba-effektus csak egy egyszerű térfogati elmélettel magyarázható, amely az összes fizikai modellt egyetlen interakciós struktúrába fogja egyesíteni. valójában egyszerű

Nikita, 2014.06.06. 04:27 | autó

De hogyan lehet megbizonyosodni arról, hogy a víz nem meleg, hanem hideg marad, amikor az autóban vezet?

Alexey, 2014.10.03., 01:09

Íme, egy újabb "felfedezés" az úton. A műanyag palackban lévő víz sokkal gyorsabban fagy meg, ha a kupak nyitva van. Szórakozásból sokszor elvégeztem a kísérletet erős fagyban. A hatás nyilvánvaló. Sziasztok teoretikusok!

Evgeniy, 2014.12.27., 08:40

Az elpárologtató hűtő elve. Két hermetikusan lezárt palackot veszünk hideg és meleg vízzel. Hűtőbe tesszük. A hideg víz gyorsabban lefagy. Most ugyanazokat a palackokat hideg és meleg vízzel vesszük, kinyitjuk és hidegbe tesszük. A forró víz gyorsabban megfagy, mint a hideg. Ha két medencét veszünk hideg és meleg vízzel, akkor a meleg víz sokkal gyorsabban megfagy. Ez annak köszönhető, hogy egyre fokozódik a kapcsolatunk a légkörrel. Minél intenzívebb a párolgás, annál gyorsabban csökken a hőmérséklet. Itt kell megemlíteni a páratartalom tényezőt. Minél alacsonyabb a páratartalom, annál erősebb a párolgás és annál erősebb a hűtés.

szürke TOMSK, 2015. 03. 01. 10:55

SZÜRKE, 2014.03.15 05:30 - folytatás Amit a hőmérsékletről tudsz, az nem minden. Van ott még valami. Ha helyesen szerkeszti meg a hőmérséklet fizikai modelljét, akkor ez lesz a kulcs az energiafolyamatok leírásához a diffúziótól, olvadástól és kristályosodástól az olyan méretig, mint a hőmérséklet növekedése a nyomás növekedésével, a nyomás növekedése a hőmérséklet növekedésével. A fentiekből még a Nap energiájának fizikai modellje is világossá válik. télen vagyok. . 20013 kora tavaszán hőmérsékleti modelleket vizsgálva összeállítottam egy általános hőmérsékleti modellt. Pár hónappal később eszembe jutott a hőmérsékleti paradoxon, majd rájöttem... hogy a hőmérsékleti modellem az Mpemba paradoxont ​​is leírja. Ez 2013 május-júniusában volt. Egy évet késtem, de ez a legjobb. Az én fizikai modellem egy kimerevített keret, amely előre és hátra is visszatekerhető, és motoros tevékenységet tartalmaz, ugyanazt a tevékenységet, amelyben minden mozog. Van 8 év iskola és 2 év főiskola a téma ismétlésével. 20 év telt el. Tehát nem tudok semmiféle fizikai modellt tulajdonítani híres tudósoknak, és képleteket sem. Szóval sajnálom.

Andrey, 2015.11.08., 08:52

Általában van egy ötletem arról, hogy a meleg víz miért fagy le gyorsabban, mint a hideg. És a magyarázataimban minden nagyon egyszerű, ha érdekel, írj nekem e-mailben: [e-mail védett]

Andrey, 2015.11.08., 08:58

Elnézést, rossz e-mail címet adtam meg, itt van a helyes e-mail: [e-mail védett]

Victor, 2015.12.23., 10:37

Nekem úgy tűnik, hogy minden egyszerűbb, itt esik a hó, az elpárolgott gáz, lehűtve, ezért lehet, hogy hideg időben a meleg gyorsabban hűl le, mert elpárolog és azonnal kikristályosodik anélkül, hogy messzire emelkedne, a gáz halmazállapotú víz pedig gyorsabban hűl le. mint a folyadékban)

Bekzhan, 2016.01.28., 09:18

Még ha valaki felfedte volna a világnak ezeket a törvényeit, amelyek ehhez a hatáshoz kapcsolódnak, nem írta volna ide. Az én szemszögemből nem lenne logikus, hogy felfedje a titkait az internetezőknek, amikor publikálhatja a híres tudományos folyóiratban. folyóiratokat, és személyesen bizonyítja be az emberek előtt.

Alex, 2016.02.22. 12:48

Helló Kísérletezők Igazad van, amikor azt mondod, hogy a tudomány ott kezdődik, ahol... nem a mérésekkel, hanem a számításokkal. A „Kísérlet” örök és nélkülözhetetlen érv a képzelettől és a lineáris gondolkodástól megfosztottak számára. Mindenkit megbántott, most az E= mc2 esetében - mindenki emlékszik? A hideg vízből a légkörbe kirepülő molekulák sebessége határozza meg az általuk a vízből elszállított energia mennyiségét (a lehűlés energiaveszteség A meleg vízből érkező molekulák sebessége sokkal nagyobb, és az elszállított energia négyzetes). a megmaradt víztömeg lehűlési sebessége) Ez minden, ha megússza a "kísérletezést" és emlékszik a tudomány alapjaira

Vlagyimir, 2016. 04. 25. 10:53 | Meteo

Azokban az időkben, amikor a fagyálló ritka volt, egy munkanap után egy fűtetlen garázsban leeresztették a vizet az autó hűtőrendszeréből, hogy ne olvadjon le a hengerblokk vagy a hűtő – néha mindkettő együtt. Reggel forró vizet öntöttek. Erős fagyban a motorok gond nélkül beindultak. Valahogy a meleg víz hiánya miatt a csapból kifolyt a víz. A víz azonnal megfagyott. A kísérlet drága volt - pontosan annyiba került, mint egy ZIL-131 autó hengerblokkjának és hűtőjének vásárlása és cseréje. Aki nem hiszi, nézze meg. és Mpemba fagylalttal kísérletezett. A fagylaltban a kristályosodás másképp megy végbe, mint a vízben. Próbáljon meg a fogaival leharapni egy darab fagylaltot és egy darab jeget. Valószínűleg nem fagyott meg, hanem a lehűlés hatására besűrűsödött. A friss víz pedig, akár meleg, akár hideg, 0*C-on megfagy. A hideg víz gyors, de a forró víznek idő kell, hogy lehűljön.

Vándor, 2016. 05. 06. 12:54 | Alexnek

"c" - a fény sebessége vákuumban E=mc^2 - a tömeg és az energia egyenértékűségét kifejező képlet

Albert, 2016. 07. 27. 08:22

Először is egy analógia a szilárd anyagokkal (nincs párolgási folyamat).

Nemrég forrasztottam réz vízcsöveket. A folyamat úgy történik, hogy egy gázégőt a forraszanyag olvadáspontjára melegítenek. Egy kötés felfűtési ideje egy tengelykapcsolóval körülbelül egy perc. Egy kötést felforrasztottam a tengelykapcsolóra és pár perc múlva rájöttem, hogy rosszul forrasztottam. Kicsit el kellett forgatni a csövet a csatlakozóban. Újra elkezdtem égővel melegíteni a hézagot, és meglepetésemre 3-4 percbe telt, amíg a hézag olvadáspontra melegedett. Hogy így!? Végül is a cső még mindig forró, és úgy tűnik, hogy sokkal kevesebb energiára van szükség ahhoz, hogy felmelegítse az olvadási hőmérsékletre, de minden az ellenkezőjét mutatta.

Minden a hővezető képességről szól, ami a már felfűtött csőben lényegesen magasabb, és a fűtött és hideg cső határvonala két perc alatt sikerült messze elmozdulni a csatlakozástól.

Most a vízről. A forró és félig fűtött edény fogalmával fogunk működni.

A forró edényben a forró, erősen mozgékony részecskék és a lassan mozgó, hideg részecskék között szűk hőmérsékleti határ képződik, amely viszonylag gyorsan mozog a perifériáról a középpontba, mert ezen a határon a gyors részecskék gyorsan leadják energiájukat (lehűtve) a határ túloldalán lévő részecskék által. Mivel a külső hideg részecskék térfogata nagyobb, a hőenergiájukat feladó gyors részecskék nem tudják jelentősen felmelegíteni a külső hideg részecskéket. Ezért a forró víz hűtésének folyamata viszonylag gyorsan megy végbe.

A félig melegített víz hővezető képessége sokkal kisebb, és a félig melegített és hideg részecskék közötti határ szélessége sokkal szélesebb. Az ilyen széles határ középpontjába való eltolódás sokkal lassabban megy végbe, mint egy forró edény esetében., 21.08.2017 10:52

Nincs ilyen hatás. Jaj. 2016-ban részletes cikk jelent meg a témában a Nature-ben: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Ebből jól látszik, hogy gondos kísérletekkel (ha a meleg és a hideg víz mintája mindenben megegyezik kivéve a hőmérsékletet) a hatás nem figyelhető meg .

Zavlab, 2017.08.22. 05:31

Victor , 2017.10.27., 03:52

– Valóban az. - ha az iskolában nem értette, mi a hőkapacitás és az energiamegmaradás törvénye. Könnyű ellenőrizni - ehhez szüksége van: vágy, fej, kezek, víz, hűtőszekrény és ébresztőóra. A korcsolyapályákat pedig, ahogy a szakemberek írják, hideg vízzel lefagyasztják (töltik), a levágott jeget pedig meleg vízzel kiegyenlítik. Télen pedig fagyálló folyadékot kell önteni a mosótartályba, nem vizet. A víz minden esetben megfagy, a hideg víz pedig gyorsabban megfagy.

Irina, 2018.01.23. 10:58

A tudósok az egész világon Arisztotelész óta küzdenek ezzel a paradoxonnal, és Viktor, Zavlab és Szergejev bizonyult a legokosabbnak.

Denis, 2018. 02. 01. 08:51

Minden helyesen van írva a cikkben. De az ok némileg más. A forralás során a benne oldott levegő elpárolog a vízből, ezért a forrásban lévő víz lehűlésével a sűrűsége végül kisebb lesz, mint az azonos hőmérsékletű nyers vízé. Az eltérő hővezető képességnek nincs más oka, mint az eltérő sűrűség.

Zavlab, 2018.01.03. 08:58 | Laboratórium vezetője

Irina:), a „tudósok szerte a világon” nem küzdenek ezzel a „paradoxonnal” a valódi tudósok számára ez a „paradoxon” egyszerűen nem létezik - jól reprodukálható körülmények között könnyen ellenőrizhető. A "paradoxon" az afrikai fiú, Mpemba megismételhetetlen kísérletei miatt jelent meg, és hasonló "tudósok" fújták fel :)

21.11.2017 11.10.2018 Alekszandr Fircev

« Melyik víz fagy le gyorsabban, hideg vagy meleg?„- próbáljon meg kérdést feltenni a barátainak, valószínűleg a legtöbbjük azt fogja válaszolni, hogy a hideg víz gyorsabban fagy le - és hibát követnek el.

Valójában, ha egyszerre két azonos alakú és térfogatú edényt helyez a fagyasztóba, amelyek közül az egyik hideg, a másik forró vizet tartalmaz, akkor a forró víz fog gyorsabban megfagyni.

Egy ilyen kijelentés abszurdnak és ésszerűtlennek tűnhet. Ha követi a logikát, akkor a forró víznek először le kell hűlnie a hideg víz hőmérsékletére, és a hideg víznek ekkor már jéggé kell alakulnia.

Akkor miért verte fel a forró víz a hideg vizet a fagyás felé vezető úton? Próbáljuk meg kitalálni.

Megfigyelések és kutatások története

Az emberek ősidők óta megfigyelték ezt a paradox hatást, de senki sem tulajdonított neki különösebb jelentőséget. Így Arestotle, valamint Rene Descartes és Francis Bacon feljegyzéseikben feljegyezte a hideg és meleg víz fagyási sebességének következetlenségét. A mindennapi életben gyakran megjelent egy szokatlan jelenség.

A jelenséget sokáig semmilyen módon nem tanulmányozták, és nem keltett nagy érdeklődést a tudósok körében.

Ennek a szokatlan hatásnak a tanulmányozása 1963-ban kezdődött, amikor egy érdeklődő tanzániai iskolás, Erasto Mpemba észrevette, hogy a fagylalthoz való forró tej gyorsabban fagy meg, mint a hideg tej. Abban a reményben, hogy magyarázatot kap a szokatlan hatás okaira, a fiatalember megkérdezte fizikatanárát az iskolában. A tanár azonban csak nevetett rajta.

Később Mpemba megismételte a kísérletet, de kísérletében már nem tejet, hanem vizet használt, és a paradox hatás ismét megismétlődött.

6 évvel később, 1969-ben Mpemba feltette ezt a kérdést Dennis Osborn fizikaprofesszornak, aki az iskolájába érkezett. A professzor érdeklődött a fiatalember megfigyelése iránt, és ennek eredményeként egy kísérletet végeztek, amely megerősítette a hatás jelenlétét, de ennek a jelenségnek az okait nem állapították meg.

Azóta a jelenséget ún Mpemba hatás.

A tudományos megfigyelések története során számos hipotézist állítottak fel a jelenség okairól.

Így 2012-ben a Brit Királyi Kémiai Társaság hipotézisversenyt hirdetett meg az Mpemba-effektus magyarázatára. A versenyen a világ minden tájáról vettek részt tudósok, összesen 22 000 tudományos közleményt regisztráltak. A cikkek lenyűgöző száma ellenére egyik sem hozott világosságot az Mpemba-paradoxonról.

A legelterjedtebb változat az volt, hogy a forró víz gyorsabban fagy meg, mert egyszerűen gyorsabban elpárolog, térfogata kisebb lesz, a térfogat csökkenésével pedig a hűtési sebessége nő. A legelterjedtebb verziót végül megcáfolták, mert végeztek egy kísérletet, amelyben kizárták a párolgást, de a hatás ennek ellenére beigazolódott.

Más tudósok úgy vélték, hogy az Mpemba-hatás oka a vízben oldott gázok elpárolgása. Véleményük szerint a melegítés során a vízben oldott gázok elpárolognak, ami miatt az nagyobb sűrűséget kap, mint a hideg víz. Mint ismeretes, a sűrűség növekedése a víz fizikai tulajdonságainak megváltozásához (a hővezető képesség növekedéséhez) vezet, és ezáltal a hűtési sebesség növekedéséhez.

Emellett számos hipotézist terjesztettek elő, amelyek a víz hőmérséklettől függő keringési sebességét írják le. Számos tanulmány próbálta megállapítani a kapcsolatot azoknak a tartályoknak az anyaga között, amelyekben a folyadék található. Sok elmélet nagyon hihetőnek tűnt, de nem tudták tudományosan megerősíteni a kezdeti adatok hiánya, más kísérletek ellentmondásai miatt, vagy mert az azonosított tényezők egyszerűen nem voltak összehasonlíthatók a víz lehűlésének sebességével. Egyes tudósok munkájukban megkérdőjelezték a hatás létezését.

2013-ban a szingapúri Nanyang Technológiai Egyetem kutatói azt állították, hogy megfejtették az Mpemba-effektus rejtélyét. Kutatásaik szerint a jelenség oka abban rejlik, hogy a hideg és a meleg víz molekulái közötti hidrogénkötésekben tárolt energia mennyisége jelentősen eltér.

A számítógépes modellezési módszerek a következő eredményeket mutatták: minél magasabb a víz hőmérséklete, annál nagyobb a távolság a molekulák között, mivel a taszító erők növekednek. Következésképpen a molekulák hidrogénkötései megnyúlnak, több energiát tárolva. Lehűléskor a molekulák közeledni kezdenek egymáshoz, és energiát szabadítanak fel a hidrogénkötésekből. Ebben az esetben az energia felszabadulása a hőmérséklet csökkenésével jár.

2017 októberében spanyol fizikusok egy másik tanulmány során megállapították, hogy a hatás kialakulásában nagy szerepe van egy anyag egyensúlyi állapotból való eltávolításának (erős lehűlés előtt erős melegítés). Meghatározták azokat a feltételeket, amelyek mellett a hatás bekövetkezésének valószínűsége maximális. Ezenkívül spanyol tudósok megerősítették a fordított Mpemba-hatás létezését. Azt találták, hogy hevítéskor a hidegebb minta gyorsabban éri el a magas hőmérsékletet, mint a melegebb.

Az átfogó információk és a számos kísérlet ellenére a tudósok folytatni kívánják a hatás tanulmányozását.

Mpemba hatás a való életben

Elgondolkozott már azon, hogy télen miért van a korcsolyapálya meleg vízzel, és miért nem hideg? Ahogy már érted, ezt azért teszik, mert a forró vízzel megtöltött korcsolyapálya gyorsabban lefagy, mintha hideg vízzel lenne megtöltve. Ugyanezen okból forró vizet öntenek a csúszdákba a téli jégvárosokban.

Így a jelenség létezésének ismerete lehetővé teszi az emberek számára, hogy időt takarítsanak meg a téli sportok helyszíneinek előkészítésekor.

Ezenkívül az Mpemba-effektust néha az iparban használják a vizet tartalmazó termékek, anyagok és anyagok fagyasztási idejének csökkentésére.