Ito ay totoo, kahit na ito ay hindi kapani-paniwala, dahil sa proseso ng pagyeyelo, ang preheated na tubig ay dapat pumasa sa temperatura ng malamig na tubig. Samantala, malawakang ginagamit ang epektong ito. Halimbawa, ang mga ice rink at mga slide ay puno ng mainit na tubig sa taglamig, hindi malamig na tubig. Pinapayuhan ng mga eksperto ang mga motorista na magbuhos ng malamig sa halip na mainit na tubig sa washer reservoir sa taglamig. Ang kabalintunaan ay kilala sa buong mundo bilang ang "Mpemba Effect".

Ang kababalaghang ito ay binanggit sa isang pagkakataon nina Aristotle, Francis Bacon at Rene Descartes, ngunit noong 1963 lamang ay binigyang-pansin ito ng mga propesor ng pisika at sinubukang siyasatin ito. Nagsimula ang lahat nang napansin ng Tanzanian schoolboy na si Erasto Mpemba na ang matamis na gatas na ginamit niya sa paggawa ng ice cream ay mas mabilis na tumigas kapag ito ay pinainit at iminungkahi na mainit na tubig mas mabilis mag-freeze kaysa sa malamig. Bumaling siya sa guro ng pisika para sa paglilinaw, ngunit tinawanan lamang niya ang mag-aaral, sinabi ang sumusunod: "Hindi ito pisika ng mundo, ngunit ang pisika ng Mpemba."

Sa kabutihang palad, si Dennis Osborn, isang propesor ng pisika mula sa Unibersidad ng Dar es Salaam, ay bumisita sa paaralan isang araw. At lumingon sa kanya si Mpemba sa parehong tanong. Ang propesor ay hindi gaanong nag-aalinlangan, sinabi na hindi niya maaaring hatulan kung ano ang hindi pa niya nakita, at sa pag-uwi ay hiniling sa mga tauhan na magsagawa ng naaangkop na mga eksperimento. Mukhang kinumpirma nila ang sinabi ng bata. Sa anumang kaso, noong 1969, nagsalita si Osborne tungkol sa pakikipagtulungan kay Mpemba sa magazine na "Eng. PhysicsEdukasyon". Sa parehong taon, si George Kell ng Canadian National Research Council ay naglathala ng isang artikulo na naglalarawan sa kababalaghan sa Ingles. AmerikanoTalaarawanngPhysics».

Mayroong ilang mga posibleng paliwanag para sa kabalintunaan na ito:

• Ang mainit na tubig ay sumingaw nang mas mabilis, sa gayon ay binabawasan ang dami nito, at ang isang mas maliit na dami ng tubig sa parehong temperatura ay mas mabilis na nagyeyelo. Sa mga selyadong lalagyan malamig na tubig dapat mag-freeze nang mas mabilis.
• Ang pagkakaroon ng snow lining. lalagyan na may mainit na tubig nilulusaw ang snow sa ilalim, kaya nagpapabuti ng thermal contact sa cooling surface. Ang malamig na tubig ay hindi natutunaw ang niyebe sa ilalim nito. Nang walang snow lining, ang lalagyan ng malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis.
• Ang malamig na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa itaas, at sa gayon ay lumalala ang mga proseso ng heat radiation at convection, at samakatuwid ay ang pagkawala ng init, habang ang mainit na tubig ay nagsisimulang mag-freeze mula sa ibaba. Sa karagdagang mekanikal na pagkabalisa ng tubig sa mga lalagyan, ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis.
• Ang pagkakaroon ng mga sentro ng pagkikristal sa pinalamig na tubig - mga sangkap na natunaw dito. Sa isang maliit na bilang ng mga naturang sentro sa malamig na tubig, ang pagbabago ng tubig sa yelo ay mahirap, at kahit na ang supercooling nito ay posible kapag ito ay nananatili sa estado ng likido na may mga sub-zero na temperatura.

Ang isa pang paliwanag ay nai-publish kamakailan. Si Dr. Jonathan Katz ng University of Washington ay nag-imbestiga sa hindi pangkaraniwang bagay na ito at napagpasyahan na ang mga sangkap na natunaw sa tubig ay may mahalagang papel dito, na namumuo kapag pinainit.
Sa ilalim ng dissolved sangkap dr Ang Katz ay tumutukoy sa calcium at magnesium bicarbonates na matatagpuan sa matigas na tubig. Kapag ang tubig ay pinainit, ang mga sangkap na ito ay namuo, ang tubig ay nagiging "malambot". Ang tubig na hindi kailanman pinainit ay naglalaman ng mga dumi na ito at "matigas". Habang ito ay nagyeyelo at nabubuo ang mga kristal ng yelo, ang konsentrasyon ng mga dumi sa tubig ay tumataas ng 50 beses. Pinapababa nito ang pagyeyelo ng tubig.

Ang paliwanag na ito ay tila hindi nakakumbinsi sa akin, dahil. hindi natin dapat kalimutan na ang epekto ay natagpuan sa mga eksperimento sa ice cream, at hindi sa matigas na tubig. Malamang, ang mga sanhi ng hindi pangkaraniwang bagay ay thermophysical, at hindi kemikal.

Sa ngayon, walang natanggap na malinaw na paliwanag ng Mpemba paradox. Dapat kong sabihin na ang ilang mga siyentipiko ay hindi isinasaalang-alang ang kabalintunaan na ito na karapat-dapat ng pansin. Gayunpaman, napaka-interesante na ang isang simpleng schoolboy ay nakamit ang pagkilala sa pisikal na epekto at nakakuha ng katanyagan dahil sa kanyang pagkamausisa at tiyaga.

Idinagdag noong Pebrero 2014

Ang tala ay isinulat noong 2011. Simula noon, lumitaw ang mga bagong pag-aaral ng epekto ng Mpemba at mga bagong pagtatangka na ipaliwanag ito. Kaya, noong 2012, inihayag ng Royal Society of Chemistry ng Great Britain ang isang internasyonal na kumpetisyon upang malutas ang misteryong pang-agham na "The Mpemba Effect" na may premyong pondo na 1000 pounds. Ang deadline ay itinakda noong Hulyo 30, 2012. Ang nagwagi ay si Nikola Bregovik mula sa laboratoryo ng Unibersidad ng Zagreb. Inilathala niya ang kanyang trabaho, kung saan sinuri niya ang mga nakaraang pagtatangka upang ipaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito at dumating sa konklusyon na hindi sila nakakumbinsi. Ang modelo na kanyang iminungkahi ay batay sa mga pangunahing katangian ng tubig. Ang mga interesado ay makakahanap ng trabaho sa http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Ang pananaliksik ay hindi natapos doon. Noong 2013, teoretikal na pinatunayan ng mga physicist mula sa Singapore ang sanhi ng epekto ng Mepemba. Ang gawain ay matatagpuan sa http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Mga kaugnay na artikulo sa site:

Iba pang mga artikulo ng seksyon

Mga komento:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Bakit mas mabilis sumingaw ang mainit na tubig? Halos napatunayan ng mga siyentipiko na ang isang baso ng mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Hindi maipaliwanag ng mga siyentipiko ang hindi pangkaraniwang bagay na ito sa kadahilanang hindi nila naiintindihan ang kakanyahan ng mga phenomena: init at lamig! Ang init at lamig ay mga pisikal na sensasyon na dulot ng interaksyon ng mga particle ng Matter, sa anyo ng isang counter compression ng magnetic waves na gumagalaw mula sa gilid ng kalawakan at mula sa gitna ng mundo. Samakatuwid, mas malaki ang potensyal na pagkakaiba ng magnetic na boltahe na ito, mas mabilis ang pagpapalitan ng enerhiya ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng counter-penetration ng isang alon patungo sa isa pa. Iyon ay, sa pamamagitan ng pagsasabog! Bilang tugon sa aking artikulo, ang isang kalaban ay sumulat: 1) "..Mabilis na sumingaw ang mainit na tubig, bilang isang resulta kung saan mas kaunti ito, kaya mas mabilis itong nagyeyelo" Tanong! Anong enerhiya ang nagpapabilis sa pagsingaw ng tubig? 2) Sa aking artikulo, pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang baso, at hindi tungkol sa isang kahoy na labangan, na binanggit ng kalaban bilang isang kontraargumento. Ano ang hindi tama! Sinasagot ko ang tanong na: "PARA SA ANO DAHILAN ANG PAGSANGAW NG TUBIG SA KALIKASAN?" Ang mga magnetic wave, na palaging gumagalaw mula sa gitna ng mundo patungo sa kalawakan, na lumalampas sa counter pressure ng magnetic compression waves (na palaging lumilipat mula sa kalawakan hanggang sa gitna ng lupa), sa parehong oras, nag-spray ng mga particle ng tubig, mula noong lumipat sa kalawakan , tumataas sila sa dami. Ibig sabihin, palawakin! Sa kaso ng pagtagumpayan ng mga magnetic wave ng compression, ang mga singaw ng tubig na ito ay naka-compress (condensed) at sa ilalim ng impluwensya ng mga magnetic compression forces, ang tubig ay bumalik sa lupa sa anyo ng pag-ulan! Taos-puso! Alexey Mishnev. Oktubre 6, 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Ano ang temperatura. Ang temperatura ay ang antas ng electromagnetic stress ng mga magnetic wave na may enerhiya ng compression at expansion. Sa kaso ng isang estado ng balanse ng mga enerhiya na ito, ang temperatura ng katawan o sangkap ay nasa isang matatag na estado. Kung ang estado ng balanse ng mga enerhiya na ito ay nabalisa, patungo sa enerhiya ng pagpapalawak, ang katawan o sangkap ay tumataas sa dami ng espasyo. Sa kaso ng paglampas sa enerhiya ng mga magnetic wave sa direksyon ng compression, ang katawan o sangkap ay bumababa sa dami ng espasyo. Ang antas ng electromagnetic stress ay tinutukoy ng antas ng pagpapalawak o pag-urong ng katawan ng sanggunian. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, pinag-uusapan mo ang ilang artikulo na nagbabalangkas sa iyong mga saloobin sa konsepto ng temperatura. Pero walang nagbabasa nito. Mangyaring bigyan ako ng isang link. Sa pangkalahatan, ang iyong mga pananaw sa pisika ay lubhang kakaiba. Wala akong narinig na "electromagnetic expansion ng reference body".

Yuri Kuznetsov, 04.12.2012 12:32

Ang isang hypothesis ay iminungkahi na ito ay ang gawain ng intermolecular resonance at ang ponderomotive attraction sa pagitan ng mga molecule na nabuo nito. Sa malamig na tubig, ang mga molekula ay gumagalaw at nag-vibrate nang random, na may iba't ibang mga frequency. Kapag ang tubig ay pinainit, na may pagtaas sa dalas ng oscillation, ang kanilang saklaw ay lumiliit (ang pagkakaiba ng dalas mula sa likidong mainit na tubig hanggang sa punto ng singaw ay bumababa), ang mga oscillation frequency ng mga molekula ay lumalapit sa isa't isa, bilang isang resulta kung saan ang isang resonance ay nangyayari. sa pagitan ng mga molekula. Kapag pinalamig, ang resonance na ito ay bahagyang napanatili, hindi ito agad namamatay. Subukang pindutin ang isa sa dalawang string ng gitara na nasa resonance. Ngayon bitawan - ang string ay magsisimulang mag-vibrate muli, ibabalik ng resonance ang mga vibrations nito. Kaya sa frozen na tubig, sinusubukan ng mga panlabas na cooled molecule na mawala ang amplitude at dalas ng mga oscillations, ngunit ang "mainit" na mga molekula sa loob ng sisidlan ay "hilahin" ang mga oscillations pabalik, nagsisilbing vibrator, at ang mga panlabas ay kumikilos bilang mga resonator. Ito ay sa pagitan ng mga vibrator at resonator kung saan lumitaw ang ponderomotive attraction*. Kapag ang puwersa ng ponderomotive ay nagiging mas malaki kaysa sa puwersa na dulot ng kinetic energy ng mga molecule (na hindi lamang nanginginig, ngunit gumagalaw din nang linearly), nangyayari ang pinabilis na pagkikristal - ang "Mpemba Effect". Ang koneksyon ng ponderomotive ay napaka-unstable, ang epekto ng Mpemba ay lubos na nakasalalay sa lahat ng kasamang mga kadahilanan: ang dami ng tubig na magyelo, ang likas na katangian ng pag-init nito, mga kondisyon ng pagyeyelo, temperatura, kombeksyon, mga kondisyon ng pagpapalitan ng init, saturation ng gas, panginginig ng boses ng yunit ng pagpapalamig. , bentilasyon, impurities, evaporation, atbp. Marahil kahit na mula sa pag-iilaw... Samakatuwid, ang epekto ay may maraming mga paliwanag at kung minsan ay mahirap na magparami. Para sa parehong "tunog" na dahilan pinakuluang tubig kumukulo nang mas mabilis kaysa sa hindi pinakuluang - ang resonance ng ilang oras pagkatapos kumukulo ay nagpapanatili ng intensity ng vibrations ng mga molekula ng tubig (pagkawala ng enerhiya sa panahon ng paglamig ay higit sa lahat dahil sa pagkawala ng kinetic energy ng linear motion ng mga molekula). Sa matinding pag-init, ang mga molekula ng vibrator ay nagbabago ng mga tungkulin sa mga molekula ng resonator kumpara sa pagyeyelo - ang dalas ng mga vibrator ay mas mababa kaysa sa dalas ng mga resonator, na nangangahulugang walang atraksyon sa pagitan ng mga molekula, ngunit ang pagtanggi, na nagpapabilis sa paglipat sa isa pa estado ng pagsasama-sama (pares).

Vlad, 11.12.2012 03:42

Nasira ang utak ko...

Anton, 04.02.2013 02:02

1. Talaga bang napakahusay ang ponderomotive attraction na ito na nakakaapekto sa proseso ng paglipat ng init? 2. Nangangahulugan ba ito na kapag ang lahat ng mga katawan ay pinainit sa isang tiyak na temperatura, ang kanilang mga structural particle ay pumapasok sa resonance? 3. Bakit nawawala ang resonance na ito sa paglamig? 4. Ito ba ang iyong hula? Kung mayroong pinagmulan, mangyaring ipahiwatig. 5. Ayon sa teoryang ito, ang hugis ng sisidlan ay gaganap ng isang mahalagang papel, at kung ito ay manipis at patag, kung gayon ang pagkakaiba sa oras ng pagyeyelo ay hindi magiging malaki, i.e. maaari mong suriin ito.

Gudrat, 11.03.2013 10:12 | METAK

Ang malamig na tubig ay mayroon nang mga atomo ng nitrogen at ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ng tubig ay mas malapit kaysa sa mainit na tubig. Iyon ay, ang konklusyon: Ang mainit na tubig ay sumisipsip ng mga atomo ng nitrogen nang mas mabilis at sa parehong oras ay mabilis itong nagyeyelo kaysa sa malamig na tubig - ito ay maihahambing sa pagtigas ng bakal, dahil ang mainit na tubig ay nagiging yelo at ang mainit na bakal ay tumitigas sa mabilis na paglamig!

Vladimir , 03/13/2013 06:50

o marahil ito: ang density ng mainit na tubig at yelo ay mas mababa kaysa sa density ng malamig na tubig, at samakatuwid ang tubig ay hindi kailangang baguhin ang density nito, nawawala ang ilang oras dito at nagyeyelo.

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

Bago pag-usapan ang tungkol sa mga resonance, pagkahumaling at panginginig ng boses ng mga particle, kailangang maunawaan at sagutin ang tanong: Anong mga puwersa ang nagpapa-vibrate ng mga particle? Dahil, kung walang kinetic energy, walang compression. Kung walang compression, maaaring walang pagpapalawak. Kung walang pagpapalawak, maaaring walang kinetic energy! Kapag sinimulan mong pag-usapan ang tungkol sa resonance ng mga string, nagsikap ka munang mag-vibrate ang isa sa mga string na ito! Kapag pinag-uusapan ang tungkol sa atraksyon, dapat mo munang ipahiwatig ang puwersa na nakakaakit sa mga katawan na ito! Pinatutunayan ko na ang lahat ng mga katawan ay na-compress ng electromagnetic na enerhiya ng atmospera at kung saan pinipiga ang lahat ng mga katawan, mga sangkap at elementarya na mga particle na may lakas na 1.33 kg. hindi bawat cm2, ngunit bawat elementary particle. Dahil ang presyon ng atmospera ay hindi maaaring pumipili! Huwag itong malito sa dami ng puwersa!

Dodik, 05/31/2013 02:59

Para sa akin, nakalimutan mo ang isang katotohanan - "Nagsisimula ang agham kung saan nagsisimula ang mga sukat." Ano ang temperatura ng "mainit" na tubig? Ano ang temperatura ng "malamig" na tubig? Ang artikulo ay hindi nagsasabi ng isang salita tungkol dito. Mula dito maaari nating tapusin - ang buong artikulo ay kalokohan!

Grigory, 06/04/2013 12:17

Dodik, bago tumawag ng isang artikulo na walang kapararakan, dapat mag-isip upang matuto, kahit kaunti. At hindi lang sukatin.

Dmitry, 12/24/2013 10:57 AM

Ang mga molekula ng mainit na tubig ay gumagalaw nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig, dahil dito mayroong mas malapit na pakikipag-ugnay sa kapaligiran, tila hinihigop nila ang lahat ng lamig na mabilis na bumabagal.

Ivan, 10.01.2014 05:53

Nakapagtataka na lumitaw ang isang hindi kilalang artikulo sa site na ito. Ang artikulo ay ganap na hindi makaagham. Parehong ang may-akda at mga komentarista ay nag-agawan sa isa't isa sa paghahanap ng isang paliwanag ng kababalaghan, hindi nag-abala upang malaman kung ang kababalaghan ay sinusunod sa lahat, at kung ito ay sinusunod, pagkatapos ay sa ilalim ng anong mga kondisyon. Bukod dito, walang kahit isang kasunduan sa kung ano talaga ang aming naobserbahan! Kaya't iginiit ng may-akda ang pangangailangan na ipaliwanag ang epekto ng mabilis na pagyeyelo ng mainit na ice cream, bagaman mula sa buong teksto (at ang mga salitang "ang epekto ay natagpuan sa mga eksperimento na may ice cream") sumusunod na siya mismo ay hindi nag-set up ng gayong mga eksperimento. Mula sa mga variant ng "paliwanag" ng hindi pangkaraniwang bagay na nakalista sa artikulo, makikita na ang ganap na magkakaibang mga eksperimento ay inilarawan, itinakda sa iba't ibang kondisyon na may iba't ibang may tubig na solusyon. Parehong ang kakanyahan ng mga paliwanag at ang subjunctive mood sa mga ito ay nagmumungkahi na kahit isang elementarya na pag-verify ng mga ideyang ipinahayag ay hindi natupad. Ang isang tao ay hindi sinasadyang nakarinig ng isang kakaibang kuwento at kaswal na nagpahayag ng kanyang haka-haka na konklusyon. Sorry pero hindi physical Siyentipikong pananaliksik, at pag-uusap sa isang smoking-room.

Ivan, 01/10/2014 06:10

Tungkol sa mga komento sa artikulo tungkol sa pagpuno ng mga roller ng mainit na tubig at malamig na mga reservoir ng washer. Ang lahat ay simple mula sa punto ng view ng elementarya physics. Ang skating rink ay napuno ng mainit na tubig dahil lang sa mas mabagal itong nagyeyelo. Ang rink ay dapat na patag at makinis. Subukang punan ito ng malamig na tubig - makakakuha ka ng mga bumps at "pag-agos", dahil. ang tubig ay _mabilis_ magyelo nang hindi magkakaroon ng oras na kumalat sa isang pare-parehong layer. At ang mainit ay magkakaroon ng oras upang kumalat sa isang kahit na layer, at ito ay matunaw ang umiiral na yelo at snow bumps. Sa isang washer ay hindi rin mahirap: ibuhos malinis na tubig ito ay walang kahulugan sa hamog na nagyelo - ito ay nagyeyelo sa salamin (kahit na mainit); at ang mainit na antifreeze ay maaaring maging sanhi ng pag-crack ng malamig na salamin, at magkakaroon ng salamin mataas na temperatura nagyeyelo dahil sa pinabilis na pagsingaw ng mga alkohol na papunta pa rin sa salamin (alam ba ng lahat ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng moonshine? - sumingaw ang alkohol, nananatili ang tubig).

Ivan, 01/10/2014 06:34

Ngunit sa katunayan ang kababalaghan, ito ay hangal na magtanong kung bakit ang dalawang magkaibang mga eksperimento sa magkaibang mga kondisyon ay nagpapatuloy nang magkaiba. Kung malinis na naka-set up ang eksperimento, kailangan mong uminom ng mainit at malamig na tubig ng pareho komposisyong kemikal- kumuha ng pre-chilled na kumukulong tubig mula sa parehong takure. Ibuhos sa magkatulad na mga sisidlan (halimbawa, mga baso na may manipis na pader). Hindi namin inilalagay ang niyebe, ngunit sa parehong kahit na, tuyo na base, halimbawa, isang kahoy na mesa. At hindi sa isang microfreezer, ngunit sa isang sapat na makapal na termostat - Nagsagawa ako ng isang eksperimento ilang taon na ang nakalilipas sa bansa, nang mayroong matatag na nagyelo na panahon sa labas, mga -25C. Nag-crystallize ang tubig sa isang tiyak na temperatura pagkatapos ng paglabas ng init ng crystallization. Ang hypothesis ay bumaba sa pahayag na ang mainit na tubig ay lumalamig nang mas mabilis (totoo ito, alinsunod sa klasikal na pisika, ang rate ng paglipat ng init ay proporsyonal sa pagkakaiba ng temperatura), ngunit nananatili tumaas na bilis paglamig kahit na ang temperatura nito ay katumbas ng temperatura ng malamig na tubig. Ang tanong ay, paano naiiba ang tubig na lumamig sa temperaturang +20C sa labas mula sa eksaktong kaparehong tubig na lumamig sa temperaturang +20C isang oras bago, ngunit sa isang silid? Ang klasikal na pisika (nga pala, hindi batay sa satsat sa isang silid sa paninigarilyo, ngunit sa daan-daang libo at milyon-milyong mga eksperimento) ay nagsasabi: oo, wala, ang karagdagang paglamig ng dinamika ay magiging pareho (tanging tubig na kumukulo ang aabot sa +20 punto mamaya ). At ang eksperimento ay nagpapakita ng parehong bagay: kapag mayroon nang isang solidong crust ng yelo sa isang baso ng malamig na tubig sa simula, hindi naisip ng mainit na tubig ang pagyeyelo. P.S. Sa mga komento ni Yuri Kuznetsov. Ang pagkakaroon ng isang tiyak na epekto ay maaaring ituring na itinatag kapag ang mga kondisyon para sa paglitaw nito ay inilarawan at ito ay matatag na muling ginawa. At kapag mayroon tayong hindi maintindihan na mga eksperimento na may hindi kilalang mga kondisyon, napaaga ang pagbuo ng mga teorya ng kanilang paliwanag at hindi ito nagbibigay ng anumang bagay siyentipikong punto pangitain. P.P.S. Kaya, imposibleng basahin ang mga komento ni Alexei Mishnev nang walang luha ng damdamin - ang isang tao ay naninirahan sa ilang uri ng kathang-isip na mundo na walang kinalaman sa pisika at tunay na mga eksperimento.

Grigory, 01/13/2014 10:58 AM

Ivan, naiintindihan ko na pinabulaanan mo ang epekto ng Mpemba? Wala ito, gaya ng ipinapakita ng iyong mga eksperimento? Bakit ito sikat sa pisika, at bakit marami ang sumusubok na ipaliwanag ito?

Ivan, 02/14/2014 01:51

Magandang hapon, Gregory! Umiiral ang epekto ng isang hindi malinis na yugto ng eksperimento. Ngunit, tulad ng naiintindihan mo, hindi ito isang dahilan upang maghanap ng mga bagong pattern sa pisika, ngunit isang dahilan upang mapabuti ang kasanayan ng nag-eeksperimento. Tulad ng nabanggit ko na sa mga komento, sa lahat ng nabanggit na mga pagtatangka upang ipaliwanag ang "Epekto ng Mpemba", ang mga mananaliksik ay hindi maaaring malinaw na maipahayag kung ano ang eksaktong at sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang kanilang sinusukat. At gusto mong sabihin na ang mga ito ay pang-eksperimentong pisiko? Huwag mo akong pagtawanan. Ang epekto ay kilala hindi sa pisika, ngunit sa pseudo-siyentipikong mga talakayan sa iba't ibang mga forum at blog, kung saan ang dagat ay ngayon. Bilang isang tunay na pisikal na epekto (sa kahulugan bilang resulta ng ilang bagong pisikal na batas, at hindi bilang resulta ng isang maling interpretasyon o isang mito lamang), ang mga taong malayo sa pisika ay naiintindihan ito. Kaya walang dahilan para magsalita bilang isa pisikal na epekto tungkol sa mga resulta ng iba't ibang mga eksperimento na itinakda sa ganap na magkakaibang mga kondisyon.

Pavel, 02/18/2014 09:59

hmm, guys... article for "Speed ​​​​Info"... No offense... ;) Tama si Ivan sa lahat ng bagay...

Gregory, 02/19/2014 12:50 pm

Ivan, sumasang-ayon ako na mayroong maraming pseudo-scientific na mga site na naglalathala ng hindi na-verify na kahindik-hindik na materyal ngayon.? Pagkatapos ng lahat, ang epekto ng Mpemba ay pinag-aaralan pa rin. Bukod dito, ang mga siyentipiko mula sa mga unibersidad ay nagsasaliksik. Halimbawa, noong 2013, ang epektong ito ay pinag-aralan ng isang grupo mula sa University of Technology sa Singapore. Tingnan ang link http://arxiv.org/abs/1310.6514. Naniniwala sila na nakahanap sila ng paliwanag para sa epektong ito. Hindi ako magsusulat nang detalyado tungkol sa kakanyahan ng pagtuklas, ngunit sa kanilang opinyon, ang epekto ay nauugnay sa pagkakaiba sa mga enerhiya na nakaimbak sa mga bono ng hydrogen.

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

Para sa lahat na interesado sa pananaliksik sa epekto ng Mpemba, bahagyang dinagdagan ko ang materyal ng artikulo at nagbigay ng mga link kung saan maaari mong basahin pinakabagong mga resulta(tingnan ang teksto). Salamat sa mga komento.

Ildar, 02/24/2014 04:12 | walang saysay na ilista ang lahat

Kung ang epekto ng Mpemba na ito ay talagang nagaganap, kung gayon ang paliwanag ay dapat hanapin, sa palagay ko, sa molekular na istraktura ng tubig. Ang tubig (tulad ng natutunan ko mula sa sikat na literatura sa agham) ay umiiral hindi bilang mga indibidwal na molekula ng H2O, ngunit bilang mga kumpol ng ilang mga molekula (kahit na dose-dosenang). Sa pagtaas ng temperatura ng tubig, ang bilis ng paggalaw ng mga molekula ay tumataas, ang mga kumpol ay naghihiwalay laban sa isa't isa at ang mga valence bond ng mga molekula ay walang oras upang mag-ipon ng malalaking kumpol. Ito ay tumatagal ng kaunting oras upang bumuo ng mga kumpol kaysa sa pabagalin ang bilis ng mga molekula. At dahil ang mga kumpol ay mas maliit, ang pagbuo ng kristal na sala-sala ay mas mabilis. Sa malamig na tubig, tila, ang malalaking, medyo matatag na mga kumpol ay pumipigil sa pagbuo ng isang sala-sala; ito ay tumatagal ng ilang oras para sa kanilang pagkasira. Ako mismo ay nakakita sa TV ng isang kakaibang epekto, kapag ang malamig na tubig na tahimik na nakatayo sa isang garapon ay nanatiling likido sa loob ng ilang oras sa lamig. Ngunit sa sandaling makuha ang garapon, iyon ay, bahagyang gumalaw mula sa kanyang kinalalagyan, ang tubig sa garapon ay agad na nag-kristal, naging malabo, at ang garapon ay pumutok. Buweno, ipinaliwanag ito ng pari na nagpakita ng epektong ito sa pamamagitan ng katotohanan na ang tubig ay inilaan. Sa pamamagitan ng paraan, lumalabas na ang tubig ay lubos na nagbabago ng lagkit nito depende sa temperatura. Kami, bilang malalaking nilalang, ay hindi napapansin ito, ngunit sa antas ng maliliit (mm at mas kaunti) na mga crustacean, at higit pa sa bakterya, ang lagkit ng tubig ay isang napakahalagang kadahilanan. Ang lagkit na ito, sa tingin ko, ay ibinibigay din ng laki ng mga kumpol ng tubig.

GREY , 03/15/2014 05:30

lahat ng bagay sa paligid na nakikita natin ay mga katangiang pang-ibabaw (properties), kaya kinukuha natin para sa enerhiya kung ano lamang ang masusukat o mapapatunayan natin ang pag-iral sa anumang paraan, kung hindi man ito ay isang dead end. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang epekto ng Mpemba, ay maipapaliwanag lamang sa pamamagitan ng isang simpleng volumetric na teorya na pagsasama-samahin ang lahat ng mga pisikal na modelo sa isang solong istraktura ng pakikipag-ugnayan. actually simple lang

Nikita, 06/06/2014 04:27 | sasakyan

ngunit kung paano gawin ang tubig na manatiling malamig at hindi mainit kapag sumakay ka sa kotse!

alexey, 03.10.2014 01:09

At narito ang isa pang "pagtuklas", on the go. Ang tubig sa isang plastik na bote ay mas mabilis na nagyeyelo sa isang bukas na takip. Para sa kasiyahan, nag-eksperimento ako ng maraming beses sa matinding hamog na nagyelo. Ang epekto ay halata. Hello mga theorist!

Eugene, 12/27/2014 08:40

Ang prinsipyo ng isang evaporative cooler. Kumuha kami ng dalawang hermetically sealed na bote na may malamig at mainit na tubig. Inilagay namin ito sa lamig. Mas mabilis mag-freeze ang malamig na tubig. Ngayon ay kumuha kami ng parehong mga bote na may malamig at mainit na tubig, buksan ito at ilagay ito sa malamig. Ang mainit na tubig ay magyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Kung kukuha tayo ng dalawang palanggana na may malamig at mainit na tubig, kung gayon ang mainit na tubig ay magyeyelo nang mas mabilis. Ito ay dahil sa ang katunayan na pinapataas natin ang pakikipag-ugnayan sa kapaligiran. Kung mas matindi ang pagsingaw, mas mabilis ang pagbaba ng temperatura. Narito ito ay kinakailangan upang banggitin ang kadahilanan ng kahalumigmigan. Kung mas mababa ang halumigmig, mas malakas ang pagsingaw at mas malakas ang paglamig.

kulay abong TOMSK, 03/01/2015 10:55

GREY, 15.03.2014 05:30 - ipinagpatuloy Ang alam mo tungkol sa temperatura ay hindi lahat. May iba pa. Kung tama kang bumuo ng isang pisikal na modelo ng temperatura, kung gayon ito ang magiging susi sa paglalarawan ng mga proseso ng enerhiya mula sa pagsasabog, pagkatunaw at pagkikristal sa mga kaliskis bilang isang pagtaas sa temperatura na may pagtaas ng presyon, isang pagtaas sa presyon na may pagtaas sa temperatura. Maging ang pisikal na modelo ng enerhiya ng Araw ay magiging malinaw mula sa itaas. Ako ay nasa taglamig. . sa unang bahagi ng tagsibol ng 20013, pagkatapos tingnan ang mga modelo ng temperatura, pinagsama-sama ko ang isang pangkalahatang modelo ng temperatura. Pagkalipas ng ilang buwan, naalala ko ang kabalintunaan ng temperatura, at pagkatapos ay napagtanto ko ... na inilalarawan din ng aking modelo ng temperatura ang kabalintunaan ng Mpemba. Ito ay noong Mayo - Hunyo 2013. Huli ng isang taon, ngunit iyon ay para sa pinakamahusay. Ang aking pisikal na modelo ay isang freeze frame at maaari itong i-scroll sa parehong pasulong at paatras at mayroon itong mga kasanayan sa motor ng aktibidad, ang mismong aktibidad kung saan gumagalaw ang lahat. Mayroon akong 8 klase sa paaralan at 2 taon sa kolehiyo na may pag-uulit ng paksa. 20 taon na ang lumipas. Kaya't hindi ko matukoy ang anumang uri ng mga pisikal na modelo ng mga sikat na siyentipiko, pati na rin ang mga formula. Lubos na paumanhin.

Andrey, 08.11.2015 08:52

Sa pangkalahatan, mayroon akong ideya kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig. At sa aking mga paliwanag ang lahat ay napakasimple kung interesado ka pagkatapos ay sumulat sa akin ng isang email: [email protected]

Andrey, 08.11.2015 08:58

Paumanhin, mali ang naibigay kong mailbox narito ang tamang email: [email protected]

Victor, 12/23/2015 10:37 AM

Para sa akin, ang lahat ay mas simple, ang snow ay bumabagsak sa amin, ito ay sumingaw na gas, pinalamig, kaya marahil sa hamog na nagyelo mas mabilis itong lumamig dahil ito ay sumingaw at agad na nag-crystallize malayo mula sa pagtaas, at ang tubig sa isang gas na estado ay lumalamig nang mas mabilis kaysa sa likido. )

Bekzhan, 01/28/2016 09:18

Kahit na may magsiwalat ng mga batas na ito ng mundo na nauugnay sa epektong ito, hindi siya magsusulat dito. Mula sa aking pananaw, hindi makatuwirang ibunyag ang kanyang mga lihim sa mga gumagamit ng Internet kapag nai-publish niya ito sa mga sikat na siyentipikong journal at patunayan mo mismo sa harap ng mga tao. Kaya, kung ano ang isusulat dito tungkol sa epektong ito, lahat ng karamihang ito ay hindi lohikal.)))

Alex, 02/22/2016 12:48 PM

Hello Experimenters Tama ka sa pagsasabi na ang Science ay nagsisimula kung saan... hindi Mga Pagsukat, ngunit Mga Pagkalkula. "Eksperimento" - isang walang hanggan at kailangang-kailangan na argumento para sa mga pinagkaitan ng Imagination at Linear na pag-iisip Nasaktan ang lahat, ngayon sa kaso ng E \u003d mc2 - naaalala ba ng lahat? Ang bilis ng paglipad ng mga molekula mula sa malamig na tubig patungo sa atmospera ay tumutukoy sa dami ng enerhiya na dinadala nila mula sa tubig (paglamig - pagkawala ng enerhiya) Ang bilis ng mga molekula mula sa mainit na tubig ay mas mataas at ang enerhiya na dinadala ay kuwadrado (ang rate ng paglamig ng natitirang masa ng tubig) Iyon lang, kung umalis ka mula sa "eksperimento" at tandaan Mga pangunahing kaalaman Agham

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

Sa mga araw na iyon kapag ang antifreeze ay isang pambihira, ang tubig mula sa sistema ng paglamig ng mga kotse sa isang hindi pinainit na garahe ng isang armada ng kotse ay pinatuyo pagkatapos ng isang araw ng trabaho upang hindi ma-defrost ang bloke ng silindro o radiator - kung minsan ay magkasama. Ang mainit na tubig ay ibinuhos sa umaga. Sa matinding hamog na nagyelo, nagsimula ang mga makina nang walang mga problema. Kahit papaano, dahil sa kakulangan ng mainit na tubig, nabuhos ang tubig mula sa gripo. Agad na nagyelo ang tubig. Ang eksperimento ay mahal - eksaktong katumbas ng halaga ng pagbili at pagpapalit ng cylinder block at radiator ng isang ZIL-131 na kotse. Sino ang hindi naniniwala, hayaan siyang suriin. at si Mpemba ay nag-eksperimento sa ice cream. Sa ice cream, ang pagkikristal ay nagpapatuloy nang iba kaysa sa tubig. Subukang kumagat ng isang piraso ng ice cream at isang piraso ng yelo gamit ang iyong mga ngipin. Malamang na hindi ito nag-freeze, ngunit lumapot bilang resulta ng paglamig. At ang sariwang tubig, mainit man o malamig, ay nagyeyelo sa 0*C. Ang malamig na tubig ay mabilis, ngunit ang mainit na tubig ay nangangailangan ng oras upang lumamig.

Wanderer, 06.05.2016 12:54 | kay Alex

"c" - bilis ng liwanag sa vacuum E=mc^2 - formula na nagpapahayag ng equivalence ng masa at enerhiya

Albert, 07/27/2016 08:22

Una, isang pagkakatulad sa solid na katawan(walang proseso ng pagsingaw). Kamakailang soldered na mga tubo ng tubig na tanso. Ang proseso ay nangyayari sa pamamagitan ng pag-init ng gas burner sa temperatura ng pagkatunaw ng solder. Ang oras ng pag-init ng isang joint sa coupling ay humigit-kumulang isang minuto. Nag-solder ako ng isang joint sa coupling at pagkaraan ng ilang minuto napagtanto ko na mali ang pagbebenta ko. Kinailangan ng kaunti upang mag-scroll sa tubo sa pagkabit. Sinimulan kong painitin muli ang kasukasuan gamit ang isang burner at, nakakagulat, tumagal ng 3-4 minuto upang mapainit ang kasukasuan sa punto ng pagkatunaw. Paano kaya!? Pagkatapos ng lahat, ang tubo ay mainit pa rin at tila mas kaunting enerhiya ang kailangan upang mapainit ito hanggang sa natutunaw na punto, ngunit ang lahat ay naging kabaligtaran. Ang lahat ay tungkol sa thermal conductivity, na mas mataas para sa isang naiinit na pipe at ang hangganan sa pagitan ng pinainit at malamig na mga tubo ay nagawang lumipat nang malayo mula sa kantong sa loob ng dalawang minuto. Ngayon tungkol sa tubig. Magpapatakbo kami gamit ang mga konsepto ng mainit at semi-heated na sisidlan. Sa isang mainit na sisidlan, ang isang makitid na hangganan ng temperatura ay nabuo sa pagitan ng mainit, mataas na mobile na mga particle at mabagal na gumagalaw, malamig na mga, na medyo mabilis na gumagalaw mula sa periphery hanggang sa gitna, dahil sa hangganan na ito, ang mabilis na mga particle ay mabilis na nagbibigay ng kanilang enerhiya (cool. ) sa pamamagitan ng mga particle sa kabilang panig ng hangganan. Dahil ang dami ng panlabas na malamig na mga particle ay mas malaki, pagkatapos ay mabilis na mga particle, na nagbibigay ng kanilang thermal energy, ay hindi maaaring magpainit nang malaki sa panlabas na malamig na mga particle. Samakatuwid, ang proseso ng paglamig ng mainit na tubig ay nangyayari nang medyo mabilis. Ang semi-heated na tubig, sa kabilang banda, ay may mas mababang thermal conductivity, at ang lapad ng hangganan sa pagitan ng semi-heated at malamig na mga particle ay mas malawak. Ang pag-alis sa gitna ng tulad ng isang malawak na hangganan ay nangyayari nang mas mabagal kaysa sa kaso ng isang mainit na sisidlan. Bilang resulta, ang isang mainit na sisidlan ay lumalamig nang mas mabilis kaysa sa isang mainit. Sa tingin ko, kinakailangang sundin ang dinamika ng proseso ng paglamig ng tubig ng iba't ibang temperatura sa pamamagitan ng paglalagay ng ilang mga sensor ng temperatura mula sa gitna hanggang sa gilid ng sisidlan.

Max , 11/19/2016 05:07

Ito ay napatunayan: sa Yamal, sa hamog na nagyelo, ang isang tubo na may mainit na tubig ay nagyeyelo at kailangan itong magpainit, ngunit hindi malamig!

Artem, 09.12.2016 01:25

Mahirap, ngunit sa palagay ko ang malamig na tubig ay mas siksik kaysa sa mainit na tubig, kahit na mas mahusay kaysa sa pinakuluang tubig, at pagkatapos ay mayroong isang acceleration sa paglamig, i.e. ang mainit na tubig ay umabot sa malamig na temperatura at naabutan ito, at kung isasaalang-alang mo ang katotohanan na ang mainit na tubig ay nagyeyelo mula sa ibaba at hindi mula sa itaas, tulad ng nakasulat sa itaas, ito ay nagpapabilis ng proseso!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

Walang ganoong epekto. Naku. Noong 2016, isang detalyadong artikulo sa paksa ang nai-publish sa Kalikasan: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Mula dito ay malinaw na kung ang mga eksperimento ay isinasagawa nang maingat (kung ang mga sample ng mainit at malamig na tubig ay pareho sa lahat maliban sa temperatura), ang epekto ay hindi sinusunod.

Headlab, 08/22/2017 05:31

Victor, 10/27/2017 03:52 AM

"Ganun talaga." - kung hindi naiintindihan ng paaralan kung ano ang kapasidad ng init at ang batas ng konserbasyon ng enerhiya. Madaling suriin - para dito kailangan mo: isang pagnanais, isang ulo, mga kamay, tubig, isang refrigerator at isang alarm clock. At ang mga skating rinks, gaya ng isinulat ng mga eksperto, ay nagyelo (napuno) ng malamig na tubig, at sa maligamgam na tubig ay pinapantayan nila ang pinutol na yelo. At sa taglamig kailangan mong ibuhos ang anti-freeze fluid sa washer reservoir, hindi tubig. Ang tubig ay magyeyelo pa rin, at ang malamig na tubig ay magyeyelo nang mas mabilis.

Irina, 01/23/2018 10:58

Ang mga siyentipiko sa buong mundo ay nakikibaka sa kabalintunaan na ito mula pa noong panahon ni Aristotle, at sina Viktor, Zavlab at Sergeev ay naging pinakamatalino.

Denis, 02/01/2018 08:51

Lahat ay tama sa artikulo. Ngunit medyo iba ang dahilan. Sa proseso ng pagkulo, ang hangin na natunaw dito ay sumingaw mula sa tubig, samakatuwid, habang lumalamig ang tubig na kumukulo, bilang isang resulta, ang density nito ay magiging mas mababa kaysa sa hilaw na tubig ng parehong temperatura. Walang ibang dahilan para sa iba't ibang thermal conductivity maliban sa iba't ibang density.

Headlab, 03/01/2018 08:58 | ulo lab

Irina :), ang "mga siyentipiko ng buong mundo" ay hindi nakikipaglaban sa "kabalintunaan" na ito, para sa mga tunay na siyentipiko na ang "kabalintunaan" na ito ay hindi umiiral - madali itong napatunayan sa mga kondisyon na maaaring kopyahin. Ang "kabalintunaan" ay lumitaw dahil sa hindi maibabalik na mga eksperimento ng batang African na si Mpemba at pinalaki ng mga katulad na "siyentipiko" :)

Maraming mga mananaliksik ang naglagay at naglalagay ng sarili nilang mga bersyon kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig. Ito ay tila isang kabalintunaan - pagkatapos ng lahat, upang mag-freeze, kailangan munang lumamig ang mainit na tubig. Gayunpaman, ang katotohanan ay nananatili, at ipinaliwanag ito ng mga siyentipiko sa iba't ibang paraan.

Mga Pangunahing Bersyon

Sa ngayon, may ilang mga bersyon na nagpapaliwanag ng katotohanang ito:

1. Dahil ang pagsingaw sa mainit na tubig ay mas mabilis, ang dami nito ay bumababa. Ang isang mas maliit na dami ng tubig ng parehong temperatura ay mas mabilis na nagyeyelo.
2. May snow lining ang freezer compartment ng refrigerator. Ang isang lalagyan na naglalaman ng mainit na tubig ay natutunaw ang niyebe sa ilalim. Pinapabuti nito ang thermal contact sa freezer.
3. Ang pagyeyelo ng malamig na tubig, hindi tulad ng mainit, ay nagsisimula mula sa itaas. Sa kasong ito, ang convection at heat radiation, at, dahil dito, lumalala ang pagkawala ng init.
4. Sa malamig na tubig mayroong mga sentro ng pagkikristal - mga sangkap na natunaw dito. Sa isang maliit na nilalaman ng mga ito sa tubig, ang icing ay mahirap, bagaman sa parehong oras, ang hypothermia nito ay posible - kapag mayroon itong likidong estado sa mga sub-zero na temperatura.

Bagama't makatarungang sabihin iyon epektong ito hindi laging sinusunod. Ang malamig na tubig ay madalas na nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa mainit na tubig.

Sa anong temperatura nagyeyelo ang tubig

Bakit nagyeyelo ang tubig? Naglalaman ito ng isang tiyak na halaga ng mineral o mga organikong particle. Ang mga ito, halimbawa, ay maaaring napakapinong mga particle ng buhangin, alikabok o luad. Habang bumababa ang temperatura ng hangin, nagiging sentro ang mga particle na ito kung saan nabubuo ang mga kristal na yelo.

Ang papel ng crystallization nuclei ay maaari ding gawin ng mga bula ng hangin at mga bitak sa isang lalagyan na naglalaman ng tubig. Ang rate ng proseso ng paggawa ng tubig sa yelo ay higit na naiimpluwensyahan ng bilang ng mga naturang sentro - kung marami sa kanila, ang likido ay mas mabilis na nagyeyelo. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, na may normal na presyon ng atmospera, ang tubig ay pumasa sa isang solidong estado mula sa likido sa temperatura na 0 degrees.

Ang kakanyahan ng epekto ng Mpemba

Ang epekto ng Mpemba ay nauunawaan bilang isang kabalintunaan, ang kakanyahan nito ay, sa ilalim ng ilang mga pangyayari, ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ang kababalaghang ito ay napansin nina Aristotle at Descartes. Gayunpaman, noong 1963 lamang natukoy ni Erasto Mpemba, isang mag-aaral mula sa Tanzania, na ang mainit na ice cream ay nagyeyelo sa higit sa maikling panahon kaysa sa malamig. Gumawa siya ng ganoong konklusyon habang ginagawa ang gawain ng pagluluto.

Kinailangan niyang i-dissolve ang asukal sa pinakuluang gatas at, pagkatapos itong palamigin, ilagay ito sa refrigerator upang mag-freeze. Tila, ang Mpemba ay hindi naiiba sa espesyal na kasipagan at nagsimulang isagawa ang unang bahagi ng gawain nang huli. Samakatuwid, hindi niya hinintay na lumamig ang gatas, at inilagay ito sa refrigerator na mainit. Laking gulat niya nang ito ay nagyelo nang mas mabilis kaysa sa kanyang mga kaklase, na ginawa ang trabaho alinsunod sa ibinigay na teknolohiya.

Ang katotohanang ito ay labis na interesado sa binata, at nagsimula siyang mag-eksperimento sa simpleng tubig. Noong 1969, inilathala ng journal Physics Education ang mga resulta ng pananaliksik ni Mpemba at Propesor Dennis Osborn ng Unibersidad ng Dar es Salaam. Ang epekto na kanilang inilarawan ay binigyan ng pangalang Mpemba. Gayunpaman, kahit ngayon ay walang malinaw na paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay. Sumasang-ayon ang lahat ng mga siyentipiko na ang pangunahing papel dito ay kabilang sa mga pagkakaiba sa mga katangian ng pinalamig at mainit na tubig, ngunit kung ano ang eksaktong hindi alam.

bersyon ng Singapore

Ang mga physicist mula sa isa sa mga unibersidad sa Singapore ay interesado rin sa tanong, alin ang tubig na mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig? Ang isang pangkat ng mga mananaliksik na pinamumunuan ni Xi Zhang ay ipinaliwanag ang kabalintunaan na ito nang tumpak sa pamamagitan ng mga katangian ng tubig. Alam pa rin ng lahat ang komposisyon ng tubig mula sa paaralan - isang oxygen atom at dalawang hydrogen atoms. Ang oxygen sa ilang lawak ay kumukuha ng mga electron mula sa hydrogen, kaya ang molekula ay isang tiyak na uri ng "magnet".

Bilang resulta, ang ilang mga molekula sa tubig ay bahagyang naaakit sa isa't isa at pinagsasama ng isang hydrogen bond. Ang lakas nito ay maraming beses na mas mababa kaysa sa covalent bond. Naniniwala ang mga mananaliksik sa Singapore na ang paliwanag ng kabalintunaan ng Mpemba ay tiyak na nakasalalay sa mga bono ng hydrogen. Kung ang mga molekula ng tubig ay inilalagay nang napakalapit na magkasama, kung gayon ang gayong malakas na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay maaaring mag-deform ng covalent bond sa gitna ng molekula mismo.

Ngunit kapag ang tubig ay pinainit, ang mga nakagapos na molekula ay bahagyang lumayo sa isa't isa. Bilang isang resulta, ang pagpapahinga ng mga covalent bond ay nangyayari sa gitna ng mga molekula na may pagbabalik ng labis na enerhiya at ang paglipat sa pinakamababang antas ng enerhiya. Ito ay humahantong sa ang katunayan na ang mainit na tubig ay nagsisimula nang mabilis na lumamig. Hindi bababa sa, ito ang ipinapakita ng mga teoretikal na kalkulasyon na isinagawa ng mga siyentipikong Singaporean.

Instant Water Freeze - 5 Hindi Kapani-paniwalang Trick: Video

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

“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, at ang mga pilosopo gaya nina Aristotle at Descartes ay nag-isip tungkol dito,” sabi ni Propesor David Philips, Presidente ng British Royal Society of Chemistry, na sinipi sa pahayag ng Society.

Paano tinalo ng isang African chef ang isang British physics professor

Ito ay hindi biro ng April Fool, ngunit isang malupit na pisikal na katotohanan. Ang agham ngayon, na madaling kumikilos sa mga kalawakan at black hole, na gumagawa ng mga higanteng accelerator upang maghanap ng mga quark at boson, ay hindi maipaliwanag kung paano "gumagana" ang elemental na tubig. Ang aklat-aralin ng paaralan ay malinaw na nagsasaad na nangangailangan ng mas maraming oras upang palamig ang isang mainit na katawan kaysa sa paglamig ng isang 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. Narito ang isinulat ng sinaunang Griyego sa aklat na "Meteorologica I": "Ang katotohanan na ang tubig ay pinainit ay nakakatulong sa pagyeyelo nito. 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 isang hindi maginhawang katotohanan ay "nakalimutan" sa 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 isang paaralan sa pagluluto, noong 1963, ang 13-taong-gulang na si Mpembe ay binigyan ng gawaing 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 pa ring 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 insulto. Pagkalipas ng limang taon, isa nang estudyante sa Unibersidad ng Dar es Salaam, nasa lecture siya ng sikat na physicist na si Denis G. Osborne. Pagkatapos ng lecture, tinanong niya ang scientist ng isang tanong: “Kung kukuha ka ng dalawang magkaparehong lalagyan na may parehong 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 reaksyon ng isang propesor sa Britanya sa tanong ng isang binata mula sa tinalikuran ng diyos na Tanzania. Pinagtatawanan niya ang estudyante. Gayunpaman, handa si Mpemba para sa naturang sagot at hinamon ang siyentipiko sa isang taya. Ang kanilang argumento ay nagtapos sa isang eksperimentong pagsubok na nagpatunay na tama si Mpemba at natalo si Osborne. Kaya't isinulat ng mag-aaral na kusinilya 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 na may paa."

Ang mga dust particle at dissolved substance 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 tiyak. Ang isang bilang ng mga siyentipiko ay nagtalaga ng kanilang buong buhay sa epekto ng Mpemba. Empleyado ng Department of Radiation Safety Pambansang Unibersidad New York - James Brownridge - sa libreng oras ay pinag-aaralan ang kabalintunaan sa loob ng mahigit isang dekada na ngayon. Matapos magsagawa ng daan-daang mga eksperimento, inaangkin ng siyentipiko na mayroon siyang katibayan ng "pagkakasala" ng hypothermia. Ipinaliwanag ni Brownridge na sa 0°C, supercool lang ang tubig, at nagsisimulang mag-freeze kapag bumaba ang temperatura. Ang punto ng pagyeyelo ay kinokontrol ng mga impurities sa tubig - binabago nila ang rate ng pagbuo ng mga kristal ng yelo. Ang mga impurities, at ito ay mga dust particle, bacteria at dissolved salts, ay may katangiang temperatura ng nucleation, kapag nabubuo ang mga ice crystal sa paligid ng mga crystallization center. Kapag ang ilang mga elemento ay naroroon 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 sa parehong temperatura at inilagay ang mga ito sa isang freezer. Nalaman niya na ang isa sa mga ispesimen ay palaging nagyeyelo bago ang isa pa - siguro dahil sa ibang kumbinasyon ng mga dumi.

Sinasabi ni Brownridge na ang mainit na tubig ay lumalamig nang mas mabilis dahil sa higit na pagkakaiba sa pagitan ng mga temperatura ng tubig at ng freezer - tinutulungan nitong maabot ang punto ng pagyeyelo nito bago maabot ng malamig na tubig ang natural na pagyeyelo nito, na hindi bababa sa 5°C na mas mababa.

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 sterling mula sa British Royal Society of Chemistry.

Kamusta mahal na magkasintahan interesanteng kaalaman. Ngayon ay pag-uusapan natin. Ngunit sa palagay ko ang tanong sa headline ay maaaring mukhang walang katotohanan - ngunit dapat ang isa ay palaging ganap na magtiwala sa kilalang-kilala " bait”, sa halip na isang mahigpit na itinakda na eksperimento sa pag-verify. Subukan nating alamin kung bakit mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig kaysa malamig na tubig?

Makasaysayang sanggunian

Na sa isyu ng nagyeyelong malamig at mainit na tubig "hindi lahat ay dalisay" ay nabanggit sa mga gawa ni Aristotle, pagkatapos ay ang mga katulad na tala ay ginawa ni F. Bacon, R. Descartes at J. Black. Sa kamakailang kasaysayan, ang pangalang "Mpemba paradox" ay naka-attach sa epekto na ito - pagkatapos ng pangalan ng isang schoolboy mula sa Tanganyika, Erasto Mpemba, na nagtanong ng parehong tanong sa isang visiting professor of physics.

Ang tanong ng batang lalaki ay lumitaw hindi mula sa simula, ngunit mula sa mga personal na obserbasyon sa proseso ng paglamig ng mga mixture ng ice cream sa kusina. Syempre, yung mga kaklase na nandoon, kasama guro sa paaralan Si Mpemba ay kinutya - gayunpaman, pagkatapos ng isang eksperimental na pagpapatunay na personal ni Propesor D. Osborne, ang pagnanais na pagtawanan si Erasto ay "umalis" mula sa kanila. Bukod dito, si Mpemba, kasama ang propesor, ay naglathala ng isang detalyadong paglalarawan ng epektong ito noong 1969 sa Physics Education - at mula noon ang pangalan sa itaas ay naayos na sa siyentipikong panitikan.

Ano ang kakanyahan ng kababalaghan?

Ang pag-setup ng eksperimento ay medyo simple: ang iba pang mga bagay ay pantay-pantay, ang mga magkatulad na manipis na pader na sisidlan ay nasubok, kung saan mayroong mahigpit na pantay na dami ng tubig, na naiiba lamang sa temperatura. Ang mga sisidlan ay na-load sa refrigerator, pagkatapos kung saan ang oras ay naitala bago ang pagbuo ng yelo sa bawat isa sa kanila. Ang kabalintunaan ay na sa isang sisidlan na may mas mainit na likido sa simula, ito ay nangyayari nang mas mabilis.

Paano ito ipinapaliwanag ng modernong pisika?

Ang kabalintunaan ay walang unibersal na paliwanag, dahil maraming magkakatulad na proseso ang nagpapatuloy, ang kontribusyon nito ay maaaring mag-iba mula sa mga tiyak na paunang kondisyon - ngunit may pare-parehong resulta:

• ang kakayahan ng isang likido sa supercool - sa una ang malamig na tubig ay mas madaling kapitan ng hypothermia, i.e. nananatiling likido kapag ang temperatura nito ay nasa ibaba na ng freezing point
• pinabilis na paglamig - ang singaw mula sa mainit na tubig ay binago sa mga microcrystal ng yelo, na, kapag bumabagsak, pinabilis ang proseso, na nagtatrabaho bilang isang karagdagang "panlabas na init exchanger"
• epekto ng paghihiwalay - hindi tulad ng mainit na tubig, ang malamig na tubig ay nagyeyelo mula sa itaas, na humahantong sa pagbawas sa paglipat ng init sa pamamagitan ng convection at radiation

Mayroong ilang iba pang mga paliwanag (ang huling pagkakataon na ang kumpetisyon para sa pinakamahusay na hypothesis ay ginanap ng British Royal Society of Chemistry kamakailan, noong 2012) - ngunit wala pa ring hindi malabo na teorya para sa lahat ng mga kaso ng mga kumbinasyon ng mga kondisyon ng pag-input ...

21.11.2017 11.10.2018 Alexander Firtsev

« Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo sa malamig o mainit?”- subukang magtanong sa iyong mga kaibigan, malamang na karamihan sa kanila ay sasagot na ang malamig na tubig ay mas mabilis na nagyeyelo - at nagkamali.

Sa katunayan, kung sabay mong ilagay ang dalawang sisidlan ng parehong hugis at dami sa freezer, ang isa ay maglalaman ng malamig na tubig at ang isa naman ay mainit, kung gayon ang mainit na tubig ay mas mabilis na mag-freeze.

Ang gayong pahayag ay maaaring mukhang walang katotohanan at hindi makatwiran. Logically, ang mainit na tubig ay dapat munang lumamig sa malamig na temperatura, at ang malamig na tubig ay dapat na maging yelo sa oras na ito.

Kaya bakit naaabutan ng mainit na tubig ang malamig na tubig patungo sa pagyeyelo? Subukan nating malaman ito.

Kasaysayan ng mga obserbasyon at pananaliksik

Naobserbahan ng mga tao ang kabalintunaan na epekto mula noong sinaunang panahon, ngunit walang nagbigay nito espesyal na kahalagahan. Kaya ang mga hindi pagkakapare-pareho sa rate ng pagyeyelo ng malamig at mainit na tubig ay nabanggit sa kanilang mga tala ni Arestotel, gayundin nina Rene Descartes at Francis Bacon. hindi pangkaraniwang pangyayari madalas na ipinakikita sa pang-araw-araw na buhay.

Sa loob ng mahabang panahon, ang kababalaghan ay hindi pinag-aralan sa anumang paraan at hindi pumukaw ng maraming interes sa mga siyentipiko.

Ang pag-aaral ng hindi pangkaraniwang epekto ay nagsimula noong 1963, nang napansin ng isang mapagtanong na estudyante mula sa Tanzania, Erasto Mpemba, na ang mainit na gatas para sa ice cream ay mas mabilis na nagyeyelo kaysa malamig na gatas. Umaasa na makakuha ng paliwanag sa mga dahilan ng hindi pangkaraniwang epekto, tinanong ng binata ang kanyang guro sa pisika sa paaralan. Gayunpaman, tinawanan lamang siya ng guro.

Nang maglaon, inulit ni Mpemba ang eksperimento, ngunit sa kanyang eksperimento ay hindi na siya gumamit ng gatas, ngunit tubig, at ang kabalintunaan na epekto ay naulit muli.

Pagkalipas ng anim na taon, noong 1969, tinanong ni Mpemba ang tanong na ito sa propesor ng pisika na si Dennis Osborne, na dumating sa kanyang paaralan. Ang propesor ay interesado sa pagmamasid ng binata, bilang isang resulta, isang eksperimento ang isinagawa na nakumpirma ang pagkakaroon ng epekto, ngunit ang mga dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay hindi naitatag.

Mula noon, tinawag na ang kababalaghan epekto ng Mpemba.

Sa buong kasaysayan ng mga siyentipikong obserbasyon, maraming mga hypotheses ang iniharap tungkol sa mga sanhi ng hindi pangkaraniwang bagay.

Kaya sa 2012, ang British Royal Society of Chemistry ay mag-aanunsyo ng isang kompetisyon ng mga hypotheses upang ipaliwanag ang epekto ng Mpemba. Ang mga siyentipiko mula sa buong mundo ay lumahok sa kumpetisyon, sa kabuuang 22,000 ay nakarehistro mga gawaing siyentipiko. Sa kabila ng kahanga-hangang bilang ng mga artikulo, wala sa kanila ang nilinaw ang kabalintunaan ng Mpemba.

Ang pinakakaraniwang bersyon ay ayon sa kung saan, mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig, dahil mas mabilis itong sumingaw, nagiging mas maliit ang volume nito, at habang bumababa ang volume, tumataas ang rate ng paglamig nito. Ang pinakakaraniwang bersyon ay kalaunan ay pinabulaanan, dahil ang isang eksperimento ay isinagawa kung saan ang pagsingaw ay hindi kasama, ngunit ang epekto ay nakumpirma pa rin.

Naniniwala ang ibang mga siyentipiko na ang dahilan ng epekto ng Mpemba ay ang pagsingaw ng mga gas na natunaw sa tubig. Sa kanilang opinyon, sa panahon ng proseso ng pag-init, ang mga gas na natunaw sa tubig ay sumingaw, dahil sa kung saan nakakakuha ito ng mas mataas na density kaysa sa malamig na tubig. Tulad ng nalalaman, ang pagtaas ng density ay humahantong sa isang pagbabago pisikal na katangian tubig (pagtaas sa thermal conductivity), at samakatuwid ay dagdagan ang rate ng paglamig.

Bilang karagdagan, ang isang bilang ng mga hypotheses ay iniharap na naglalarawan sa rate ng sirkulasyon ng tubig bilang isang function ng temperatura. Sa maraming pag-aaral, isang pagtatangka ang ginawa upang maitatag ang kaugnayan sa pagitan ng materyal ng mga lalagyan kung saan matatagpuan ang likido. Maraming mga teorya ang tila napakatotoo, ngunit hindi sila makumpirma sa siyensiya dahil sa kakulangan ng paunang data, mga kontradiksyon sa iba pang mga eksperimento, o dahil sa katotohanan na ang mga natukoy na kadahilanan ay hindi maihahambing sa rate ng paglamig ng tubig. Ang ilang mga siyentipiko sa kanilang mga gawa ay nagtanong sa pagkakaroon ng epekto.

Noong 2013, sinabi ng mga mananaliksik sa Nanyang Technological University sa Singapore na nalutas ang misteryo ng epekto ng Mpemba. Ayon sa kanilang pag-aaral, ang dahilan ng hindi pangkaraniwang bagay ay nakasalalay sa katotohanan na ang dami ng enerhiya na nakaimbak sa mga bono ng hydrogen sa pagitan ng malamig at mainit na mga molekula ng tubig ay naiiba nang malaki.

Paraan computer simulation nagpakita sumusunod na mga resulta: kung mas mataas ang temperatura ng tubig, mas malaki ang distansya sa pagitan ng mga molekula dahil sa katotohanan na tumataas ang mga puwersang salungat. At dahil dito, ang mga bono ng hydrogen ng mga molekula ay nakaunat, nag-iimbak malaking dami enerhiya. Kapag pinalamig, ang mga molekula ay nagsisimulang lumapit sa isa't isa, na naglalabas ng enerhiya mula sa mga bono ng hydrogen. Sa kasong ito, ang pagpapalabas ng enerhiya ay sinamahan ng pagbaba ng temperatura.

Noong Oktubre 2017, nalaman ng mga physicist ng Espanyol, sa kurso ng isa pang pag-aaral, na ito ay ang pag-alis ng bagay mula sa equilibrium (malakas na pag-init bago ang malakas na paglamig) na may malaking papel sa pagbuo ng epekto. Tinukoy nila ang mga kondisyon kung saan ang posibilidad ng epekto ay maximum. Bilang karagdagan, kinumpirma ng mga siyentipiko mula sa Espanya ang pagkakaroon ng reverse Mpemba effect. Natagpuan nila na kapag pinainit, maaaring maabot ang isang mas malamig na sample mataas na temperatura mas mabilis kaysa mainit.

Sa kabila ng kumpletong impormasyon at maraming mga eksperimento, nilayon ng mga siyentipiko na ipagpatuloy ang pag-aaral ng epekto.

Mpemba effect sa totoong buhay

Naisip mo na ba kung bakit sa taglamig ang ice rink ay puno ng mainit na tubig at hindi malamig? Tulad ng naintindihan mo na, ginagawa nila ito dahil ang isang skating rink na puno ng mainit na tubig ay mas mabilis na magyeyelo kaysa kung ito ay napuno ng malamig na tubig. Para sa parehong dahilan, ang mga slide sa mga bayan ng yelo sa taglamig ay ibinuhos ng mainit na tubig.

Kaya, ang kaalaman tungkol sa pagkakaroon ng hindi pangkaraniwang bagay ay nagpapahintulot sa mga tao na makatipid ng oras kapag naghahanda ng mga site para sa sports sa taglamig.

Bilang karagdagan, ang epekto ng Mpemba ay minsan ginagamit sa industriya - upang bawasan ang oras ng pagyeyelo ng mga produkto, sangkap at materyales na naglalaman ng tubig.