Bakit nagyeyelo ang mainit na tubig? Mga bagay na hindi mo alam tungkol sa tubig

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

Mga pangunahing bersyon

Naka-on sa sandaling ito Mayroong ilang mga bersyon na nagpapaliwanag ng katotohanang ito:

1. Dahil mas mabilis na sumingaw ang mainit na tubig, bumababa ang volume nito. At ang pagyeyelo ng isang mas maliit na halaga ng tubig sa parehong temperatura ay nangyayari nang mas mabilis.
2. Ang freezer compartment ng refrigerator ay may snow liner. 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 na tubig, ay nagsisimula sa tuktok. Kasabay nito, ang convection at heat radiation, at, dahil dito, lumalala ang pagkawala ng init.
4. SA malamig na tubig may mga sentro ng pagkikristal - mga sangkap na natunaw dito. Kung ang kanilang nilalaman sa tubig ay maliit, ang pag-icing ay mahirap, bagaman sa parehong oras, ang supercooling ay posible - kapag sa mga sub-zero na temperatura ay mayroon itong likidong estado.

Bagama't in fairness masasabi nating hindi laging naoobserbahan ang epektong ito. Kadalasan, ang malamig na tubig ay 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 ay maaaring, halimbawa, napakaliit na mga particle ng buhangin, alikabok o luad. Habang bumababa ang temperatura ng hangin, ang mga particle na ito ay ang mga sentro sa paligid kung saan nabubuo ang mga kristal na yelo.

Ang papel ng crystallization nuclei ay maaari ding gampanan ng mga bula ng hangin at mga bitak sa lalagyan na naglalaman ng tubig. Ang bilis 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 kondisyon, na may normal presyon ng atmospera, ang tubig ay nagiging solid state mula sa likidong estado sa temperatura na 0 degrees.

Ang kakanyahan ng epekto ng Mpemba

Ang epekto ng Mpemba ay isang kabalintunaan, ang kakanyahan nito ay na 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 ng Tanzanian schoolboy na si Erasto Mpemba na ang mainit na ice cream ay nagyeyelo sa mas maikling panahon kaysa sa malamig na ice cream. Ginawa niya ang konklusyong ito habang kinukumpleto ang isang takdang-aralin sa pagluluto.

Kinailangan niyang matunaw ang asukal sa pinakuluang gatas at, kapag pinalamig ito, ilagay ito sa refrigerator upang mag-freeze. Tila, si Mpemba ay hindi partikular na masigasig at nagsimulang tapusin 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 mas mabilis na nagyelo kaysa sa kanyang mga kaklase, na gumagawa ng gawain alinsunod sa ibinigay na teknolohiya.

Ang katotohanang ito ay 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 Osborne 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 din sa tanong kung aling tubig ang 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 ng lahat ang komposisyon ng tubig mula sa paaralan - isang oxygen atom at dalawang hydrogen atoms. Ang oxygen sa ilang lawak ay humihila ng mga electron palayo 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 isang covalent bond. Naniniwala ang mga mananaliksik sa Singapore na ang paliwanag para sa kabalintunaan ng Mpemba ay tiyak na nakasalalay sa mga bono ng hydrogen. Kung ang mga molekula ng tubig ay inilagay nang mahigpit na magkakasama, 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 lumalayo sa isa't isa. Bilang isang resulta, ang pagpapahinga ng mga covalent bond ay nangyayari sa gitna ng mga molekula na may paglabas ng labis na enerhiya at isang paglipat sa isang mas mababang 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.

Agad na nagyeyelong tubig - 5 hindi kapani-paniwalang mga trick: Video

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

“Hindi pa rin masagot ng modernong agham ang tila simpleng tanong na ito. Ginagamit ng mga gumagawa ng ice cream at bartender ang epektong ito sa kanilang pang-araw-araw na trabaho, ngunit walang nakakaalam kung bakit ito gumagana. Ang problemang ito ay kilala sa loob ng millennia, kung saan ang mga pilosopo gaya nina Aristotle at Descartes ay nag-iisip tungkol dito,” sabi ni Propesor David Phillips, presidente ng British Royal Society of Chemistry, gaya ng sinipi sa isang pahayag ng Society.

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

Ito ay hindi biro ng April Fool, ngunit isang malupit na pisikal na katotohanan. Ang modernong agham, na madaling gumagana sa mga kalawakan at black hole, at gumagawa ng mga higanteng accelerator para maghanap ng mga quark at boson, ay hindi maipaliwanag kung paano "gumagana" ang elementarya. Ang aklat-aralin ng paaralan ay malinaw na nagsasaad na nangangailangan ng mas maraming oras upang palamig ang isang mas mainit na katawan kaysa sa pagpapalamig 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. Ganito ang isinulat ng sinaunang Griego sa kaniyang aklat na Meteorologica I: “Ang katotohanan na ang tubig ay pinainit nang maaga ay nagiging sanhi ng pagyeyelo nito. Kaya naman, maraming tao, kapag gusto nilang palamigin ang mainit na tubig nang mas mabilis, ilagay muna ito sa araw...” Noong 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 mga siyentipiko na bumuo ng klasikal na thermophysics, at samakatuwid ang gayong hindi maginhawang katotohanan ay "nakalimutan" sa loob ng mahabang panahon.

At noong 1968 lamang nila "naalala" salamat sa schoolboy na si Erasto Mpembe mula sa Tanzania, malayo sa anumang agham. Habang nag-aaral sa culinary arts school noong 1963, ang 13-taong-gulang na si Mpembe ay binigyan ng gawain sa paggawa ng ice cream. Ayon sa teknolohiya, kinakailangan upang pakuluan ang gatas, matunaw ang asukal sa loob nito, palamig ito hanggang temperatura ng silid at pagkatapos ay ilagay sa refrigerator upang mag-freeze. Tila, hindi masipag na mag-aaral si Mpemba at nag-alinlangan. Sa takot na hindi siya makarating sa pagtatapos ng aralin, naglagay siya ng mainit na gatas sa refrigerator. Sa kanyang sorpresa, ito ay nagyelo kahit na mas maaga kaysa sa gatas ng kanyang mga kasama, na inihanda ayon sa lahat ng mga patakaran.

Nang ibahagi ni Mpemba ang kanyang natuklasan sa kanyang guro sa pisika, pinagtawanan niya ito sa harap ng buong klase. Naalala ni Mpemba ang insulto. Pagkalipas ng limang taon, isa nang estudyante sa unibersidad sa Dar es Salaam, dumalo siya sa isang lecture 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 pantay na dami ng tubig, isa sa 35 °C (95 °F) at ang isa sa 100 °C (212 °F), at ilagay ang mga ito. sa freezer, pagkatapos 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 Godforsaken Tanzania. Pinagtatawanan niya ang estudyante. Gayunpaman, handa si Mpemba para sa naturang sagot at hinamon ang siyentipiko sa isang taya. Natapos ang kanilang pagtatalo sa isang eksperimentong pagsubok na nagpapatunay na tama si Mpemba at natalo si Osborne. Kaya, isinulat ng apprentice cook ang kanyang pangalan sa kasaysayan ng agham, at mula ngayon ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na "Mpemba effect." Imposibleng itapon ito, ideklara ito bilang "hindi umiiral". Ang kababalaghan ay umiiral, at, tulad ng isinulat ng makata, "hindi ito masakit."

Ang mga dust particle at solute ba ay dapat sisihin?

Sa paglipas ng mga taon, marami ang sumubok na malutas ang misteryo ng nagyeyelong tubig. Ang isang buong grupo ng mga paliwanag para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay iminungkahi: pagsingaw, kombeksyon, ang impluwensya ng mga dissolved substance - 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 mayroong katibayan ng "pagkakasala" ng hypothermia. Ipinaliwanag ni Brownridge na sa 0°C, ang tubig ay nagiging supercooled lamang, 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 dumi, gaya ng 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 mayroong ilang mga elemento sa tubig nang sabay-sabay, ang punto ng pagyeyelo ay tinutukoy ng isa na may pinakamaraming mataas na temperatura nucleation.

Para sa eksperimento, kumuha si Brownridge ng dalawang sample ng tubig ng parehong temperatura at inilagay ang mga ito sa freezer. Natuklasan niya na ang isa sa mga ispesimen ay palaging nagyelo bago ang isa pa - marahil dahil sa iba't ibang kumbinasyon mga dumi.

Sinabi ni Brownridge na mas mabilis lumamig ang mainit na tubig dahil may mas malaking pagkakaiba sa pagitan ng temperatura ng tubig at ng freezer - tinutulungan nito itong maabot ang lamig 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.

Isa sa mga paborito kong subject sa school ay chemistry. Minsan ang isang guro ng kimika ay nagbigay sa amin ng isang kakaiba at mahirap na gawain. Binigyan niya kami ng listahan ng mga tanong na kailangan naming sagutin in terms of chemistry. Binigyan kami ng ilang araw para sa gawaing ito at pinahintulutan kaming gumamit ng mga aklatan at iba pang magagamit na mapagkukunan ng impormasyon. Ang isa sa mga tanong na ito ay tungkol sa pagyeyelo ng tubig. Hindi ko maalala nang eksakto kung paano tumunog ang tanong, ngunit ito ay tungkol sa katotohanan na kung kukuha ka ng dalawang kahoy na balde na magkapareho ang laki, ang isa ay may mainit na tubig, ang isa ay may malamig na isa (na may eksaktong tinukoy na temperatura), at ilagay ang mga ito sa isang kapaligiran na may isang tiyak na temperatura, alin ang mas mabilis na mag-freeze? Siyempre, ang sagot ay agad na iminungkahi mismo - isang bucket ng malamig na tubig, ngunit naisip namin na ito ay masyadong simple. Ngunit ito ay hindi sapat upang magbigay ng kumpletong sagot, kailangan naming patunayan ito mula sa isang kemikal na pananaw. Sa kabila ng lahat ng aking pag-iisip at pagsasaliksik, hindi ako nakarating sa isang lohikal na konklusyon. Nagpasya pa akong laktawan ang araling ito sa araw na iyon, kaya hindi ko natutunan ang solusyon sa bugtong na ito.

Lumipas ang mga taon at marami akong natutunan araw-araw na mga alamat tungkol sa kumukulo at nagyeyelong punto ng tubig, at sinabi ng isang alamat: "mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig." Tumingin ako sa maraming mga website, ngunit ang impormasyon ay masyadong magkasalungat. At ito ay mga opinyon lamang, walang batayan mula sa isang pang-agham na pananaw. At nagpasya akong gumastos sariling karanasan. Dahil wala akong makitang mga balde na gawa sa kahoy, ginamit ko ang freezer, kalan, tubig at digital thermometer. Sasabihin ko sa iyo ang tungkol sa mga resulta ng aking karanasan sa ibang pagkakataon. Una, ibabahagi ko sa iyo ang ilang mga kagiliw-giliw na argumento tungkol sa tubig:

Ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Karamihan sa mga eksperto ay nagsasabi na ang malamig na tubig ay magyeyelo nang mas mabilis kaysa sa mainit na tubig. Ngunit isang nakakatawang kababalaghan (ang tinatawag na Memba effect), para sa hindi kilalang mga kadahilanan, ay nagpapatunay ng kabaligtaran: Ang mainit na tubig ay nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ang isa sa ilang mga paliwanag ay ang proseso ng pagsingaw: kung ang napakainit na tubig ay inilagay sa isang malamig na kapaligiran, ang tubig ay magsisimulang sumingaw (ang natitirang dami ng tubig ay mas mabilis na magyeyelo). At ayon sa mga batas ng kimika, hindi ito isang gawa-gawa, at malamang na ito ang gustong marinig ng guro mula sa amin.

Ang pinakuluang tubig ay mas mabilis na nagyeyelo kaysa sa tubig sa gripo. Sa kabila ng naunang paliwanag, ang ilang mga eksperto ay tumutol na ang pinakuluang tubig na lumamig sa temperatura ng silid ay dapat na mas mabilis na mag-freeze dahil ang pagkulo ay nakakabawas sa dami ng oxygen.

Mas mabilis kumukulo ang malamig na tubig kaysa mainit na tubig. Kung mas mabilis na nagyeyelo ang mainit na tubig, baka mas mabilis kumulo ang malamig na tubig! Sumasalungat ito bait at sinasabi ng mga siyentipiko na hindi ito maaaring mangyari. Ang mainit na tubig sa gripo ay dapat talagang kumukulo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig. Ngunit ang paggamit ng mainit na tubig upang pakuluan ay hindi nakakatipid ng enerhiya. Maaari kang gumamit ng mas kaunting gas o ilaw, ngunit ang pampainit ng tubig ay gagamit ng parehong dami ng enerhiya na kailangan upang magpainit ng malamig na tubig. (SA enerhiyang solar ang mga bagay ay medyo naiiba). Bilang resulta ng pag-init ng tubig sa pamamagitan ng pampainit ng tubig, maaaring lumitaw ang sediment, kaya mas magtatagal ang pag-init ng tubig.

Kung magdagdag ka ng asin sa tubig, mas mabilis itong kumulo. Ang asin ay nagpapataas ng kumukulo (at naaayon ay nagpapababa sa nagyeyelong punto - kaya naman ang ilang mga maybahay ay nagdaragdag ng kaunting rock salt sa kanilang ice cream). Ngunit sa kasong ito kami ay interesado sa isa pang tanong: gaano katagal kumukulo ang tubig at kung ang kumukulo sa kasong ito ay maaaring tumaas sa itaas 100°C). Sa kabila ng sinasabi ng mga cookbook, sinasabi ng mga siyentipiko na ang dami ng asin na idinaragdag natin sa kumukulong tubig ay hindi sapat upang maapektuhan ang oras o temperatura ng pagkulo.

Ngunit narito ang nakuha ko:

Malamig na tubig: Gumamit ako ng tatlong 100 ml na baso ng purified water: isang baso na may temperatura ng silid (72°F/22°C), isa na may mainit na tubig (115°F/46°C), at isa na may pinakuluang tubig (212 °F/100°C). Inilagay ko ang lahat ng tatlong baso sa freezer sa -18°C. At dahil alam kong hindi agad magiging yelo ang tubig, natukoy ko ang antas ng pagyeyelo gamit ang isang "wooden float". Nang ang stick na nakalagay sa gitna ng baso ay hindi na dumampi sa base, itinuring ko na ang tubig ay nagyelo. Sinuri ko ang baso tuwing limang minuto. At ano ang aking mga resulta? Ang tubig sa unang baso ay nagyelo pagkatapos ng 50 minuto. Ang mainit na tubig ay nagyelo pagkatapos ng 80 minuto. Pinakuluang - pagkatapos ng 95 minuto. Aking mga natuklasan: Dahil sa mga kondisyon sa freezer at sa tubig na ginamit ko, hindi ko nagawang kopyahin ang epekto ng Memba.

Sinubukan ko rin ang eksperimentong ito sa dating pinakuluang tubig na lumamig sa temperatura ng silid. Nag-freeze ito sa loob ng 60 minuto - mas matagal pa rin itong nag-freeze kaysa sa malamig na tubig.

Pinakuluang tubig: Kumuha ako ng isang litro ng tubig sa temperatura ng silid at inilagay ito sa apoy. Ito ay kumulo sa loob ng 6 na minuto. Pagkatapos ay pinalamig ko ito pabalik sa temperatura ng silid at idinagdag ito dito habang mainit ito. Sa parehong apoy, kumukulo ang mainit na tubig sa loob ng 4 na oras at 30 minuto. Konklusyon: Gaya ng inaasahan, mas mabilis na kumukulo ang mainit na tubig.

Pinakuluang tubig (na may asin): Nagdagdag ako ng 2 malalaking kutsara table salt bawat 1 litro ng tubig. Ito ay kumulo sa loob ng 6 na minuto 33 segundo, at gaya ng ipinakita ng thermometer, umabot ito sa temperatura na 102°C. Walang alinlangan, ang asin ay nakakaapekto sa kumukulo, ngunit hindi gaanong. Konklusyon: ang asin sa tubig ay hindi lubos na nakakaapekto sa temperatura at oras ng pagkulo. Tapat kong inaamin na ang aking kusina ay halos hindi matatawag na isang laboratoryo, at marahil ang aking mga konklusyon ay sumasalungat sa katotohanan. Aking freezer maaaring mag-freeze ng pagkain nang hindi pantay. Ang salamin ko ay maaaring hindi regular na hugis, Atbp. Ngunit anuman ang mangyari sa laboratoryo, pagdating sa pagyeyelo o pagpapakulo ng tubig sa kusina, ang pinakamahalagang bagay ay ang sentido komun.

Link na may interesanteng kaalaman tungkol sa tubig lahat tungkol sa tubig
gaya ng iminungkahi sa forum forum.ixbt.com, ang epektong ito (ang epekto ng mainit na tubig na nagyeyelo nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig) ay tinatawag na "Aristotle-Mpemba effect"

Yung. Ang pinakuluang tubig (pinalamig) ay mas mabilis na nagyeyelo kaysa sa "hilaw"

Mayroong maraming mga kadahilanan na nakakaimpluwensya kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo, mainit o malamig, ngunit ang tanong mismo ay tila kakaiba. Ang implikasyon, at ito ay kilala mula sa pisika, na ang mainit na tubig ay nangangailangan pa rin ng oras upang lumamig sa temperatura ng malamig na tubig na inihambing upang maging yelo. Maaaring laktawan ng malamig na tubig ang yugtong ito, at, nang naaayon, nakakakuha ito ng oras.

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

Ang guro ng physics, na nilapitan ng schoolboy na si Erasto Mpemba noong 1963, ay nag-isip ng parehong bagay sa isang kahilingan na ipaliwanag kung bakit ang malamig na halo ng hinaharap na ice cream ay mas matagal na mag-freeze kaysa sa isang katulad, ngunit mainit.

"Hindi ito unibersal na pisika, ngunit isang uri ng pisika ng Mpemba"

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

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

Matagal na ang tanong

Naturally, ang gayong kababalaghan ay naganap bago, at ito ay nabanggit sa mga gawa ng iba pang mga siyentipiko. Hindi lamang ang mag-aaral ang interesado sa isyung ito, ngunit naisip din ito ni Rene Descartes at maging si Aristotle sa isang pagkakataon.

Ngunit nagsimula silang maghanap ng mga diskarte sa paglutas ng kabalintunaan na ito lamang sa pagtatapos ng ikadalawampu siglo.

Mga kundisyon para magkaroon ng kabalintunaan

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

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

Ang tagal mo nang na-defrost ang freezer.

Aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo at kung bakit ito nangyayari ay maaaring maimpluwensyahan ng snow lining na maaaring nasa freezer ng refrigerator na ginamit para sa eksperimento. Kung kukuha ka ng dalawang lalagyan na magkapareho sa dami, ngunit ang isa sa mga ito ay naglalaman ng mainit na tubig at ang isa pang malamig, ang lalagyan na may mainit na tubig ay matutunaw ang niyebe sa ilalim, at sa gayon ay mapapabuti ang pakikipag-ugnayan ng thermal level sa dingding ng refrigerator. Hindi ito magagawa ng isang lalagyan ng malamig na tubig. Kung mayroong gayong lining na may snow silid ng pagpapalamig hindi, ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis.

Taas baba

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

Ang init ay lumalabas, nagmamadaling paitaas, at doon nakasalubong ang napakalamig na layer. Walang libreng landas para sa radiation ng init, kaya nagiging mahirap ang proseso ng paglamig. Ang mainit na tubig ay ganap na walang mga hadlang sa landas nito. Alin ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit, ano ang tumutukoy sa posibleng kahihinatnan.

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

Kung hindi ka mandaya at gumamit ng tubig na may parehong komposisyon, kung saan ang mga konsentrasyon ng ilang mga sangkap ay magkapareho, kung gayon ang malamig na tubig ay dapat mag-freeze nang mas mabilis. Ngunit kung ang isang sitwasyon ay nangyari kapag natunaw mga elemento ng kemikal ay magagamit lamang sa mainit na tubig, at ang malamig na tubig ay wala sa kanila, pagkatapos ay may posibilidad na ang mainit na tubig ay mag-freeze nang mas maaga. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na ang mga natunaw na sangkap sa tubig ay lumilikha ng mga sentro ng pagkikristal, at sa isang maliit na bilang ng mga sentrong ito, ang pagbabago ng tubig sa isang solidong estado ay mahirap. Posible pa nga na ang tubig ay maging supercooled, sa diwa na sa mga sub-zero na temperatura ay magiging likido ito.

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

Sinasabi ng isang grupo ng mga siyentipikong Tsino na ang sikreto ng epektong ito ay nasa dami ng enerhiya na nakaimbak sa pagitan ng mga molekula ng tubig sa mga bono nito, na tinatawag na mga hydrogen bond.

Ang sagot mula sa mga Chinese scientist

Ang sumusunod ay impormasyon, upang maunawaan kung saan kailangan mong magkaroon ng ilang kaalaman sa kimika upang maunawaan kung aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - mainit o malamig. Tulad ng nalalaman, ito ay binubuo ng dalawang H (hydrogen) atoms at isang O (oxygen) atom, na pinagsama-sama ng mga covalent bond.

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

Ito ay nagkakahalaga ng pag-alala na sa parehong oras, ang mga molekula ng tubig ay may nakakainis na epekto sa bawat isa. Napansin ng mga siyentipiko na kapag ang tubig ay pinainit, ang distansya sa pagitan ng mga molekula nito ay tumataas, at ito ay pinadali ng mga puwersang salungat. Lumalabas na sa pamamagitan ng pag-okupa sa parehong distansya sa pagitan ng mga molekula sa isang malamig na estado, masasabing sila ay umaabot, at mayroon silang mas malaking supply ng enerhiya. Ang reserbang enerhiya na ito ay inilabas kapag ang mga molekula ng tubig ay nagsimulang lumipat nang mas malapit sa isa't isa, iyon ay, nangyayari ang paglamig. Lumalabas na ang isang mas malaking reserba ng enerhiya sa mainit na tubig, at ang mas malaking paglabas nito kapag lumalamig sa mga sub-zero na temperatura, ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa malamig na tubig, na may mas maliit na reserba ng naturang enerhiya. Kaya aling tubig ang mas mabilis na nagyeyelo - malamig o mainit? Sa kalye at sa laboratoryo, dapat mangyari ang kabalintunaan ni Mpemba, at ang mainit na tubig ay dapat na maging yelo nang mas mabilis.

Ngunit bukas pa rin ang tanong

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