Čini se jasnim da se hladna voda smrzava brže od tople vode, budući da se pod jednakim uvjetima toploj vodi dulje hladi i potom smrzava. Međutim, tisuće godina promatranja, kao i moderni eksperimenti pokazao da vrijedi i obrnuto: pod određenim uvjetima Vruća voda smrzava se brže od hladnoće. Znanstveni kanal Sciencium objašnjava ovaj fenomen:

Kao što je objašnjeno u videu iznad, fenomen u kojem se topla voda smrzava brže od hladne poznat je kao Mpemba efekt, nazvan po Erastu Mpembi, studentu iz Tanzanije koji je 1963. napravio sladoled kao dio školski projekt. Učenici su smjesu vrhnja i šećera morali prokuhati, pustiti da se ohladi, a zatim staviti u zamrzivač.

Umjesto toga, Erasto je smjesu smjesu stavio vruću, ne čekajući da se ohladi. Kao rezultat toga, nakon 1,5 sata, njegova smjesa je već bila zamrznuta, ali mješavine drugih učenika nisu. Zaintrigiran tim fenomenom, Mpemba je počeo proučavati to pitanje s profesorom fizike Denisom Osborneom, a 1969. objavili su rad u kojem se kaže da se topla voda smrzava brže od hladne. Ovo je bila prva recenzirana studija ove vrste, ali se sam fenomen spominje u Aristotelovim radovima koji datiraju iz 4. stoljeća pr. e. Francis Bacon i Descartes također su zabilježili ovaj fenomen u svojim studijama.

Video prikazuje nekoliko opcija za objašnjenje što se događa:

1. Frost je dielektrik, pa stoga smrznuta hladna voda pohranjuje toplinu bolje od tople čaše koja topi led u dodiru s njom.
2. Hladna voda ima više otopljenih plinova od tople vode, a istraživači nagađaju da bi to moglo igrati ulogu u brzini hlađenja, iako još nije jasno kako.
3. Vruća voda gubi više molekula vode kroz isparavanje, ostavljajući manje za zamrzavanje
4. Topla voda može se brže ohladiti zbog pojačanih konvektivnih struja. Te struje nastaju jer se voda u čaši najprije hladi na površini i bočnim stranama, uzrokujući potonuće hladne vode, a dizanje tople vode. U toploj čaši aktivnije su konvektivne struje, što može utjecati na brzinu hlađenja.

No, 2016. godine provedena je pomno kontrolirana studija koja je pokazala suprotno: topla voda se smrzavala puno sporije od hladne vode. Istodobno, znanstvenici su primijetili da promjena položaja termoelementa - uređaja koji određuje temperaturne razlike - za samo centimetar dovodi do pojave Mpemba efekta. Studija drugog sličnog rada pokazala je da je u svim slučajevima kada je uočen ovaj učinak, došlo do pomaka termoelementa unutar jednog centimetra.

U staroj dobroj formuli H 2 O, čini se da nema tajni. Ali zapravo, voda - izvor života i najpoznatija tekućina na svijetu - prepuna je mnogih misterija koje ponekad čak ni znanstvenici ne mogu riješiti.

Ovdje je 5 najviše Zanimljivosti o vodi:

1. Topla voda se smrzava brže od hladne vode

Uzmite dvije posude s vodom: u jednu ulijte toplu vodu, a u drugu hladnu i stavite ih u zamrzivač. Topla voda će se smrznuti brže od hladne vode, iako je logično da se hladna voda prvo trebala pretvoriti u led: uostalom, topla voda se prvo mora ohladiti na hladnu temperaturu, a zatim se pretvoriti u led, dok se hladna voda ne mora hladiti. Zašto se ovo događa?

1963. Erasto B. Mpemba, gimnazijalac Srednja škola u Tanzaniji, dok sam zamrzavao pripremljenu smjesu za sladoled, primijetio sam da se vruća smjesa smrzava u zamrzivač brže od hladnoće. Kada je mladić svoje otkriće podijelio s profesorom fizike, samo mu se nasmijao. Nasreću, učenik je bio uporan i uvjerio učitelja da provede eksperiment, koji je potvrdio njegovo otkriće: pod određenim uvjetima topla voda stvarno se smrzava brže od hladne vode.

Sada se ovaj fenomen smrzavanja tople vode brže od hladne zove Mpemba efekt. Istina, mnogo prije toga jedinstveno svojstvo vodu zabilježili su Aristotel, Francis Bacon i Rene Descartes.

Znanstvenici ne razumiju u potpunosti prirodu ovog fenomena, objašnjavajući ga ili razlikom u hipotermiji, isparavanju, stvaranju leda, konvekciji ili učinkom ukapljenih plinova na toplu i hladnu vodu.

Napomena od H.RU na temu "Topla voda se smrzava brže od hladne vode".

Budući da su nam hladnjačari bliži problemi hlađenja, dopustit ćemo si dublje ući u bit ovog problema i dati dva mišljenja o prirodi takvog misteriozni fenomen.

1. Znanstvenik sa Sveučilišta Washington ponudio je objašnjenje za tajanstveni fenomen poznat još iz vremena Aristotela: zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode.

Fenomen, nazvan Mpemba efekt, široko se koristi u praksi. Na primjer, stručnjaci savjetuju vozačima da zimi uliju hladnu, a ne toplu vodu u spremnik za pranje. Ali što je u osnovi ovog fenomena? Dugo vrijeme ostao nepoznat.

Doktor Jonathan Katz sa Sveučilišta Washington istražio je ovaj fenomen i zaključio da u njemu važnu ulogu imaju tvari otopljene u vodi, koje se pri zagrijavanju talože, prenosi EurekAlert.

Pod otopljen tvari dr Katz se odnosi na kalcijeve i magnezijeve bikarbonate koji se nalaze u tvrdoj vodi. Kada se voda zagrije, te se tvari talože, stvarajući kamenac na stijenkama kotla. Voda koja nikada nije zagrijana sadrži te nečistoće. Kako se smrzava i stvaraju kristali leda, koncentracija nečistoća u vodi raste 50 puta. To snižava točku smrzavanja vode. "A sada se voda mora ohladiti da bi se smrzla", objašnjava dr. Katz.

Postoji drugi razlog koji sprječava smrzavanje nezagrijane vode. Smanjenje točke ledišta vode smanjuje temperaturnu razliku između krute i tekuće faze. "Budući da brzina kojom voda gubi toplinu ovisi o ovoj temperaturnoj razlici, manja je vjerojatnost da će se voda koja nije zagrijana ohladiti", kaže dr. Katz.

Prema znanstveniku, njegova se teorija može eksperimentalno ispitati, jer. Mpemba efekt postaje izraženiji za tvrđu vodu.

2. Kisik plus vodik plus hladnoća stvara led. Na prvi pogled ova prozirna tvar djeluje vrlo jednostavno. Zapravo, led je prepun mnogih misterija. Led koji je stvorio Afrikanac Erasto Mpemba nije razmišljao o slavi. Dani su bili vrući. On je htio voćni led. Uzeo je kutiju soka i stavio je u zamrzivač. Učinio je to više puta i stoga je primijetio da se sok posebno brzo smrzava, ako ga prije toga držite na suncu - samo ga zagrijte! Ovo je čudno, pomislio je tanzanijski školarac, koji je postupio protivno svjetovnoj mudrosti. Je li moguće da da bi se tekućina brže pretvorila u led, treba je prvo ... zagrijati? Mladić je bio toliko iznenađen da je svoje nagađanje podijelio s učiteljicom. O toj je zanimljivosti izvijestio u tisku.

Ova se priča dogodila još 1960-ih. Sada je "Mpemba efekt" znanstvenicima dobro poznat. Ali dugo je ovaj naizgled jednostavan fenomen ostao misterij. Zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode?

Tek 1996. fizičar David Auerbach pronašao je rješenje. Da bi odgovorio na to pitanje, proveo je pokus cijelu godinu: zagrijao je vodu u čaši i ponovno je ohladio. Pa što je otkrio? Kada se zagrije, mjehurići zraka otopljeni u vodi isparavaju. Voda bez plinova lakše se smrzava na stijenkama posude. „Naravno, i voda s visokim udjelom zraka će se smrznuti“, kaže Auerbach, „ali ne na nula stupnjeva Celzija, već samo na minus četiri do šest stupnjeva“. Naravno, morat ćete čekati duže. Dakle, topla voda se smrzava prije hladne vode, to je znanstvena činjenica.

Teško da postoji tvar koja bi nam se s lakoćom pojavila pred očima kao led. Sastoji se samo od molekula vode – odnosno elementarnih molekula koje sadrže dva atoma vodika i jedan kisik. Međutim, led je možda najtajanstvenija tvar u svemiru. Znanstvenici do sada nisu uspjeli objasniti neka njegova svojstva.

2. Supercooling i "flash" zamrzavanje

Svi znaju da se voda uvijek pretvara u led kada se ohladi na 0 °C... osim u nekim slučajevima! Takav je slučaj, na primjer, "prehlađenje", što je svojstvo vrlo čista voda ostaju tekući čak i kada su ohlađeni ispod nule. Ovaj fenomen je omogućen činjenicom da Okoliš ne sadrži centre ili jezgre kristalizacije, što bi moglo izazvati stvaranje kristala leda. I tako voda ostaje u tekućem obliku, čak i kada se ohladi na temperature ispod nula stupnjeva Celzijusa. Proces kristalizacije mogu potaknuti npr. mjehurići plina, nečistoće (zagađivači), neravnu površinu posude. Bez njih će voda ostati unutra tekućem stanju. Kada započne proces kristalizacije, možete gledati kako se super ohlađena voda trenutno pretvara u led.

Pogledajte video (2 901 Kb, 60 c) Phila Medine (www.mrsciguy.com) i uvjerite se sami >>

Komentar. Pregrijana voda također ostaje tekuća čak i kada se zagrije iznad svoje točke ključanja.

3. "Staklena" voda

Brzo i bez oklijevanja navedite koliko različitih stanja ima voda?

Ako ste odgovorili na tri (čvrsto, tekuće, plinovito), onda ste u krivu. Znanstvenici razlikuju najmanje 5 različitih stanja vode u tekućem obliku i 14 stanja leda.

Sjećate se razgovora o super ohlađenoj vodi? Dakle, bez obzira što radite, na -38 °C čak se i najčišća super ohlađena voda odjednom pretvara u led. Što se događa s daljnjim smanjenjem

temperatura? Na -120 °C s vodom se počinje događati nešto čudno: postaje superviskozna ili viskozna, poput melase, a na temperaturama ispod -135 °C pretvara se u "staklastu" ili "staklastu" vodu - čvrsta, kojem nedostaje kristalna struktura.

4. kvantna svojstva voda

Na molekularnoj razini, voda je još nevjerojatnija. Godine 1995. znanstvenici su proveli eksperiment raspršenja neutrona dali su neočekivani rezultat: fizičari su otkrili da neutroni usmjereni na molekule vode "vide" 25% manje vodikovih protona od očekivanog.

Pokazalo se da je pri brzini od jedne atosekunde (10 -18 sekundi) neuobičajeno kvantni efekt, i kemijska formula voda umjesto uobičajenog - H 2 O, postaje H 1,5 O!

5. Ima li voda memoriju?

Homeopatija, alternativa konvencionalnoj medicini, tvrdi da je razrijeđena otopina medicinski proizvod može pružiti ljekoviti učinak na organizam, čak i ako je faktor razrjeđenja toliko velik da u otopini ne ostaje ništa osim molekula vode. Zagovornici homeopatije objašnjavaju ovaj paradoks konceptom zvanim "pamćenje vode", prema kojem voda na molekularnoj razini ima "pamćenje" supstancije jednom otopljene u njoj i zadržava svojstva otopine izvorne koncentracije nakon što ne postoji u njemu ostaje jedna molekula sastojka.

Međunarodni tim znanstvenika na čelu s profesoricom Madeleine Ennis sa Sveučilišta Queen's u Belfastu, koja je kritizirala načela homeopatije, proveo je 2002. eksperiment kako bi jednom zauvijek opovrgnuo ovaj koncept. Rezultat je bio suprotan. Nakon čega su znanstvenici rekli da uspjeli su dokazati realnost učinka "pamćenja vode. Međutim, pokusi provedeni pod nadzorom neovisnih stručnjaka nisu donijeli rezultate. Sporovi o postojanju fenomena "pamćenja vode" se nastavljaju.

Voda ima mnogo drugih neobična svojstva koje nismo obradili u ovom članku.

Književnost.

1. 5 stvarno čudnih stvari o vodi / http://www.neatorama.com.
2. Misterij vode: stvorena je teorija Aristotel-Mpemba efekta / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomniachtchi N.N. Tajne nežive prirode. Najtajanstvenija tvar u svemiru / http://www.bibliotekar.ru.

To je istina, iako zvuči nevjerojatno, jer u procesu smrzavanja prethodno zagrijana voda mora proći temperaturu hladne vode. U međuvremenu, ovaj efekt se široko koristi. Na primjer, klizališta i tobogani se zimi pune toplom vodom, a ne hladna voda. Stručnjaci savjetuju vozačima da zimi u spremnik perilice sipaju hladnu, a ne toplu vodu. Paradoks je u svijetu poznat kao "Mpemba efekt".

Ovu su pojavu svojedobno spominjali Aristotel, Francis Bacon i Rene Descartes, no tek 1963. godine profesori fizike na nju su obratili pozornost i pokušali je istražiti. Sve je počelo kada je tanzanijski školarac Erasto Mpemba primijetio da se zaslađeno mlijeko koje je koristio za izradu sladoleda brže stvrdnulo ako je prethodno zagrijano i sugerirao da se topla voda smrzava brže od hladne. Okrenuo se profesoru fizike za pojašnjenje, ali se učeniku samo nasmijao, rekavši sljedeće: "Ovo nije svjetska fizika, već fizika Mpemba."

Srećom, Dennis Osborn, profesor fizike sa Sveučilišta Dar es Salaam, jednog je dana posjetio školu. I Mpemba mu se obrati s istim pitanjem. Profesor je bio manje skeptičan, rekao je da ne može procijeniti ono što nikada nije vidio, te je po povratku kući zamolio osoblje da provede odgovarajuće eksperimente. Čini se da su potvrdili dječakove riječi. U svakom slučaju, Osborne je 1969. godine govorio o radu s Mpembom u časopisu „Eng. FizikaObrazovanje". Iste godine George Kell iz Canadian National istraživačko vijeće objavio članak koji opisuje fenomen na engleskom jeziku. američkiČasopisodFizika».

Postoji nekoliko mogućih objašnjenja za ovaj paradoks:

• Vruća voda brže isparava, čime se smanjuje njezin volumen, a manji volumen vode iste temperature brže se smrzava. U hermetički zatvorenim posudama hladna voda bi se trebala brže smrzavati.
• Prisutnost snježne obloge. kontejner sa Vruća voda otapa snijeg ispod, čime se poboljšava toplinski kontakt s rashladnom površinom. Hladna voda ne topi snijeg ispod sebe. Bez snježne obloge, spremnik za hladnu vodu trebao bi se brže smrzavati.
• Hladna voda počinje se smrzavati odozgo, čime se pogoršavaju procesi toplinskog zračenja i konvekcije, a time i gubitak topline, dok se topla voda počinje smrzavati odozdo. Uz dodatno mehaničko miješanje vode u posudama, hladna voda bi se trebala brže smrzavati.
• Prisutnost kristalizacijskih centara u ohlađenoj vodi - tvari otopljene u njoj. Uz mali broj takvih centara u hladnoj vodi, transformacija vode u led je otežana, a moguće je čak i njeno prehlađenje kada ostane u tekućem stanju, s temperaturom ispod nule.

Nedavno je objavljeno još jedno objašnjenje. Dr. Jonathan Katz sa Sveučilišta Washington istražio je ovaj fenomen i zaključio da u njemu važnu ulogu imaju tvari otopljene u vodi, koje se pri zagrijavanju talože.
Pod otopljenim tvarima dr. Katz misli na kalcijeve i magnezijeve bikarbonate koji se nalaze u tvrdoj vodi. Kada se voda zagrije, te tvari se talože, voda postaje "meka". Voda koja nikada nije zagrijana sadrži te nečistoće i „tvrda je“. Kako se smrzava i stvaraju kristali leda, koncentracija nečistoća u vodi raste 50 puta. To snižava točku smrzavanja vode.

Ovo objašnjenje mi se ne čini uvjerljivim, jer. ne smijemo zaboraviti da je učinak pronađen u eksperimentima sa sladoledom, a ne s tvrdom vodom. Najvjerojatnije su uzroci fenomena termofizički, a ne kemijski.

Do sada nije dobiveno jednoznačno objašnjenje paradoksa Mpemba. Moram reći da neki znanstvenici ovaj paradoks ne smatraju vrijednim pažnje. Međutim, vrlo je zanimljivo da je jednostavan školarac postigao prepoznavanje fizičkog učinka i stekao popularnost zbog svoje znatiželje i ustrajnosti.

Dodano u veljači 2014

Bilješka je napisana 2011. Od tada su se pojavile nove studije o efektu Mpemba i novi pokušaji njegovog objašnjenja. Tako se 2012. godine oglasilo Kraljevsko kemijsko društvo Velike Britanije međunarodno natjecanje razotkriti znanstveni misterij “Mpemba efekta” s nagradni fond 1000 funti. Rok je određen 30. srpnja 2012. godine. Pobjedu je odnio Nikola Bregovik iz laboratorija Sveučilišta u Zagrebu. Objavio je svoj rad u kojem je analizirao dosadašnje pokušaje objašnjenja ovog fenomena i došao do zaključka da nisu bili uvjerljivi. Model koji je predložio temelji se na temeljnim svojstvima vode. Zainteresirani mogu pronaći posao na http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Istraživanje tu nije završilo. 2013. godine fizičari iz Singapura su teoretski dokazali uzrok Mepemba efekta. Rad se može naći na http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Povezani članci na stranici:

Ostali članci sekcije

Komentari:

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:14

Zašto topla voda brže isparava? Znanstvenici su praktički dokazali da se čaša tople vode smrzava brže od hladne vode. Znanstvenici ne mogu objasniti ovaj fenomen iz razloga što ne razumiju suštinu fenomena: toplinu i hladnoću! Toplina i hladnoća fizički su osjeti uzrokovani interakcijom čestica Materije, u obliku kontra kompresije magnetskih valova koji se kreću sa strane svemira i iz središta Zemlje. Dakle, što je veća potencijalna razlika tog magnetskog napona, to se brže provodi izmjena energije metodom protuprodiranja jednog vala u drugi. Odnosno, difuzijom! U odgovoru na moj članak, jedan protivnik piše: 1) “..Vruća voda BRŽE hlapi, zbog čega je ima manje pa se brže smrzava” Pitanje! Koja energija čini da voda brže isparava? 2) U mom članku govorimo o čaši, a ne o drvenom koritu, što protivnik navodi kao protuargument. Što nije točno! Odgovaram na pitanje: "IZ KOJEG RAZLOGA ISPARIVANJE VODE U PRIRODI?" Magnetski valovi, koji se uvijek kreću iz središta zemlje u svemir, nadvladavajući protutlak magnetskih kompresijskih valova (koji se uvijek kreću iz svemira u središte zemlje), u isto vrijeme raspršuju čestice vode, budući da se kreću u svemir , povećavaju se u volumenu. Odnosno, proširite! U slučaju prevladavanja magnetskih valova kompresije, te vodene pare se sabijaju (kondenziraju) i pod utjecajem tih magnetskih kompresijskih sila voda se vraća u tlo u obliku oborina! Iskreno! Alexey Mishnev. 6. listopada 2012.

Alexey Mishnev. , 06.10.2012 04:19

Što je temperatura. Temperatura je stupanj elektromagnetskog naprezanja magnetskih valova s ​​energijom kompresije i širenja. U slučaju ravnotežnog stanja ovih energija, temperatura tijela ili tvari je u stabilnom stanju. Ako se poremeti stanje ravnoteže tih energija, prema energiji širenja tijelo ili tvar povećavaju volumen prostora. U slučaju prekoračenja energije magnetskih valova u smjeru kompresije, tijelo ili tvar smanjuje volumen prostora. Stupanj elektromagnetskog naprezanja određen je stupnjem širenja ili kontrakcije referentnog tijela. Alexey Mishnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, govorite o nekom članku koji iznosi vaša razmišljanja o pojmu temperature. Ali nitko to nije pročitao. Molim te daj mi link. Općenito, vaši su pogledi na fiziku vrlo neobični. Nikad nisam čuo za "elektromagnetsko širenje referentnog tijela".

Jurij Kuznjecov , 04.12.2012 12:32

Predlaže se hipoteza da je to rad intermolekularne rezonancije i ponderomotivne privlačnosti između molekula koju ona stvara. U hladnoj vodi, molekule se kreću i vibriraju nasumično, s različitim frekvencijama. Kada se voda zagrijava, s povećanjem frekvencije titranja, njihov raspon se sužava (smanjuje se frekvencijska razlika od tekuće tople vode do točke isparavanja), frekvencije oscilacija molekula se približavaju jedna drugoj, zbog čega dolazi do rezonancije između molekula. Kada se ohladi, ta je rezonanca djelomično očuvana, ne gasi se odmah. Pokušajte pritisnuti jednu od dvije gitarske žice koje su u rezonanciji. Sada pustite - struna će ponovno početi vibrirati, rezonancija će vratiti svoje vibracije. Dakle, u smrznutoj vodi vanjske hlađene molekule pokušavaju izgubiti amplitudu i frekvenciju vibracija, ali "tople" molekule unutar posude "povlače" vibracije natrag, djeluju kao vibratori, a vanjske djeluju kao rezonatori. Između vibratora i rezonatora nastaje ponderomotivna privlačnost*. Kada ponderomotivna sila postane više snage, uzrokovane kinetičkom energijom molekula (koje ne samo da vibriraju, već se i kreću linearno), dolazi do ubrzane kristalizacije – “Mpemba efekta”. Ponderomotivna veza je vrlo nestabilna, Mpemba efekt jako ovisi o svim popratnim čimbenicima: volumenu smrznute vode, prirodi njenog zagrijavanja, uvjetima smrzavanja, temperaturi, konvekciji, uvjetima prijenosa topline, zasićenosti plinom, vibracijama rashladna jedinica, ventilacija, nečistoće, isparavanje itd. Možda čak i od osvjetljenja... Stoga, učinak ima mnogo objašnjenja i ponekad ga je teško reproducirati. Iz istog "rezonantnog" razloga kuhana voda vrije brže od neukuhanog - rezonancija neko vrijeme nakon vrenja zadržava intenzitet vibracija molekula vode (gubitak energije tijekom hlađenja uglavnom je posljedica gubitka kinetičke energije linearnog gibanja molekula). Intenzivnim zagrijavanjem molekule vibratora mijenjaju uloge s molekulama rezonatora u usporedbi sa smrzavanjem - frekvencija vibratora je manja od frekvencije rezonatora, što znači da između molekula ne postoji privlačenje, već odbijanje, što ubrzava prijelaz drugome stanje agregacije(par).

Vlad, 11.12.2012 03:42

Slomio mi mozak...

Anton , 04.02.2013 02:02

1. Je li ta ponderomotivna privlačnost doista toliko velika da utječe na proces prijenosa topline? 2. Znači li to da kada se sva tijela zagriju na određenu temperaturu, njihove strukturne čestice ulaze u rezonanciju? 3. Zašto ova rezonancija nestaje hlađenjem? 4. Je li ovo vaša pretpostavka? Ako postoji izvor, navedite. 5. Prema ovoj teoriji, oblik posude će igrati važnu ulogu, a ako je tanka i ravna, tada razlika u vremenu smrzavanja neće biti velika, t.j. možete provjeriti.

Gudrat , 11.03.2013 10:12 | METAK

Hladna voda već ima atome dušika, a udaljenosti između molekula vode su veće nego u vrućoj vodi. Odnosno, zaključak: Vruća voda brže apsorbira atome dušika, a pritom se brzo smrzava od hladne vode - to je usporedivo sa stvrdnjavanjem željeza, jer se topla voda pretvara u led, a vruće željezo stvrdnjava naglim hlađenjem!

Vladimir , 13.03.2013 06:50

ili možda ovo: gustoća tople vode i leda je manja od gustoće hladne vode, pa stoga voda ne treba mijenjati svoju gustoću, gubi se na tome i smrzava se.

Alexey Mishnev , 21.03.2013. 11:50 sati

Prije nego što počnemo govoriti o rezonancijama, privlačenju i vibracijama čestica, potrebno je razumjeti i odgovoriti na pitanje: Koje sile tjeraju čestice da vibriraju? Od, bez kinetička energija, ne može se komprimirati. Bez kompresije ne može biti širenja. Bez ekspanzije ne može biti kinetičke energije! Kada počnete govoriti o rezonanciji žica, prvo ste se potrudili da jedna od ovih žica počne vibrirati! Kada govorimo o privlačenju, prije svega morate naznačiti silu koja čini da se ta tijela privlače! Tvrdim da su sva tijela komprimirana elektromagnetska energija atmosfere i koja sabija sva tijela, tvari i elementarne čestice sa silom od 1,33 kg. ne po cm2, nego po elementarnoj čestici.Budući da tlak atmosfere ne može biti selektivan!Nemojte ga brkati s količinom sile!

Dodik , 31.05.2013 02:59

Čini mi se da ste zaboravili jednu istinu – “Znanost počinje tamo gdje počinju mjerenja”. Kolika je temperatura "vruće" vode? Kolika je temperatura "hladne" vode? U članku se o tome ne govori ni riječi. Iz ovoga možemo zaključiti - cijeli članak je sranje!

Grigorije, 04.06.2013. 12:17

Dodik, prije nego što se članak nazove glupošću, mora se razmisliti da se barem malo nauči. I ne samo mjeriti.

Dmitrij , 24.12.2013. 10:57

Molekule tople vode kreću se brže nego u hladnoj, zbog toga dolazi do bližeg kontakta s okolinom, čini se da apsorbiraju svu hladnoću, brzo usporavajući.

Ivan, 10.01.2014 05:53

Iznenađujuće je da se na ovoj stranici pojavio tako anonimni članak. Članak je potpuno neznanstven. I autor i komentatori koji se međusobno natječu krenuli su u potragu za objašnjenjem fenomena, ne trudeći se saznati promatra li se pojava uopće i, ako jest, pod kojim uvjetima. Štoviše, nema čak ni dogovora o tome što zapravo promatramo! Dakle, autor inzistira na potrebi da se objasni učinak brzog smrzavanja vrućeg sladoleda, iako iz cijelog teksta (i riječi "učinak je otkriven u eksperimentima sa sladoledom") proizlazi da je on sam slična iskustva nije stavio. Iz varijanti "objašnjenja" fenomena navedenih u članku vidljivo je da su opisani potpuno drugačiji eksperimenti postavljeni u različitim uvjetima s različitim vodenim otopinama. I bit objašnjenja i subjunktivno raspoloženje u njima sugeriraju da čak ni elementarna provjera izraženih ideja nije provedena. Netko je slučajno čuo zanimljivu priču i opušteno iznio svoj spekulativni zaključak. Žao mi je, ali nije fizički Znanstveno istraživanje, i razgovor u sobi za pušače.

Ivan , 10.01.2014 06:10

Što se tiče komentara u članku o punjenju valjaka s toplom vodom i hladnim posudama za pranje. Sve je jednostavno s gledišta elementarna fizika. Klizalište se puni toplom vodom samo zato što se sporije smrzava. Klizalište mora biti ravno i glatko. Pokušajte ga napuniti hladnom vodom - dobit ćete izbočine i "uljeve", jer. voda će se _brzo_ smrznuti bez vremena da se raširi u jednoličnom sloju. A vrući će se imati vremena raširiti u ravnomjernom sloju, te će otopiti postojeće ledene i snježne izbočine. S perilicom također nije teško: nema smisla ulijevati čistu vodu u mraz - smrzava se na staklu (čak i vruće); i vrući antifriz može uzrokovati pucanje hladnog stakla, plus staklo će imati povišena temperatura smrzavanje zbog ubrzanog isparavanja alkohola na putu do stakla (s principom rada mjesečni mir je li svima poznato? - alkohol isparava, voda ostaje).

Ivan , 10.01.2014 06:34

Ali zapravo je fenomen, glupo je pitati se zašto se dva različita eksperimenta u različitim uvjetima odvijaju različito. Ako je pokus postavljen čisto, onda trebate uzeti toplu i hladnu vodu iste kemijski sastav- uzeti prethodno ohlađenu kipuću vodu iz istog čajnika. Ulijte u identične posude (na primjer, čaše tankih stijenki). Ne stavljamo na snijeg, već na istu ravnomjernu suhu podlogu, npr. drveni stol. I to ne u mikrozamrzivaču, već u dovoljno voluminoznom termostatu - proveo sam eksperiment prije nekoliko godina u zemlji, kada je vani bilo stabilno hladno vrijeme, oko -25C. Voda kristalizira na određenoj temperaturi nakon oslobađanja topline kristalizacije. Hipoteza se svodi na tvrdnju da se topla voda brže hladi (to je istina, u skladu s klasičnom fizikom, brzina prijenosa topline proporcionalna je temperaturnoj razlici), ali zadržava povećana brzina hlađenje čak i kada je njegova temperatura jednaka temperaturi hladne vode. Pitanje je, kako se voda koja se ohladila na temperaturu od +20C vani razlikuje od potpuno iste vode koja se sat prije ohladila na temperaturu od +20C, ali u prostoriji? Klasična fizika (usput, ne temelji se na brbljanju u pušionici, već na stotinama tisuća i milijunima eksperimenata) kaže: da, ništa, daljnja dinamika hlađenja bit će ista (samo kipuća voda kasnije će doseći točku +20 ). I pokus pokazuje isto: kad se u čaši u početku hladne vode već nalazi čvrsta kora leda, vruća voda nije ni pomišljala da se smrzne. p.s. Na komentare Jurija Kuznjecova. Prisutnost određenog učinka može se smatrati utvrđenom kada su opisani uvjeti za njegovu pojavu i stabilno se reproducira. A kada imamo neshvatljive eksperimente s nepoznatim uvjetima, preuranjeno je graditi teorije njihovog objašnjenja i to ne daje ništa sa znanstvenog stajališta. P.P.S. Pa, nemoguće je čitati komentare Alekseja Mišneva bez suza emocija - osoba živi u nekakvom izmišljenom svijetu koji nema nikakve veze s fizikom i stvarnim eksperimentima.

Grigorije, 13.01.2014. 10:58 sati

Ivane, razumijem da pobijaš Mpemba efekt? Ne postoji, kao što pokazuju vaši eksperimenti? Zašto je tako poznat u fizici i zašto ga mnogi pokušavaju objasniti?

Ivan , 14.02.2014 01:51

Dobar dan, Gregory! Učinak nečisto postavljenog eksperimenta postoji. Ali, kao što razumijete, to nije razlog za traženje novih obrazaca u fizici, već razlog za poboljšanje vještine eksperimentatora. Kao što sam već napomenuo u komentarima, u svim spomenutim pokušajima objašnjenja “Mpemba efekta” istraživači ne mogu ni jasno artikulirati što točno i pod kojim uvjetima mjere. I želite reći da su to eksperimentalni fizičari? Nemoj me nasmijavati. Učinak nije poznat u fizici, već u pseudoznanstvenim raspravama na raznim forumima i blogovima, kojih je sada more. Kao stvarni fizički učinak (u smislu kao posljedicu nekih novih fizikalnih zakona, a ne kao posljedicu pogrešne interpretacije ili samo mita), doživljavaju ga ljudi koji su daleko od fizike. Dakle, nema razloga govoriti kao o jednom fizičkom učinku o rezultatima različitih pokusa postavljenih u potpuno različitim uvjetima.

Pavel, 18.02.2014 09:59

hmm dečki... članak za "Speed ​​Info"... Bez uvrede... ;) Ivan je u pravu za sve...

Grgur, 19.02.2014. 12:50 sati

Ivane, slažem se da sada ima puno pseudoznanstvenih stranica koje objavljuju neprovjerene senzacionalne materijale.? Uostalom, učinak Mpembe se još uvijek proučava. Štoviše, istražuju znanstvenici sa sveučilišta. Primjerice, 2013. godine ovaj je učinak proučavala grupa sa Tehnološkog sveučilišta u Singapuru. Pogledajte poveznicu http://arxiv.org/abs/1310.6514. Vjeruju da su pronašli objašnjenje za ovaj učinak. Neću pisati detaljno o biti otkrića, ali po njihovom mišljenju, učinak je povezan s razlikom u energijama pohranjenim u vodikovim vezama.

Moiseeva N.P. , 19.02.2014. 03:04

Za sve zainteresirane za istraživanje učinka Mpemba malo sam dopunio materijal članka i naveo linkove na kojima se možete upoznati s najnovijim rezultatima (vidi tekst). Hvala na komentarima.

Ildar , 24.02.2014 04:12 | nema smisla sve nabrajati

Ako se taj Mpemba efekt doista dogodi, onda se objašnjenje mora tražiti, mislim, u molekularnoj strukturi vode. Voda (kako sam saznao iz popularno-znanstvene literature) ne postoji kao pojedinačne molekule H2O, već kao nakupine od nekoliko molekula (čak i desetaka). S povećanjem temperature vode, brzina kretanja molekula se povećava, klasteri se međusobno raspadaju i valentne veze molekula nemaju vremena za sastavljanje velikih nakupina. Za formiranje klastera potrebno je malo više vremena nego za usporavanje brzine molekula. A budući da su klasteri manji, formiranje kristalne rešetke je brže. U hladnoj vodi, naizgled, velike, prilično stabilne nakupine sprječavaju stvaranje rešetke; potrebno je neko vrijeme za njihovo uništenje. I sam sam vidio na TV-u neobičan učinak, kada je hladna voda koja je tiho stajala u staklenki ostala tekuća nekoliko sati na hladnom. Ali čim je staklenka podignuta, odnosno lagano pomaknuta s mjesta, voda u tegli odmah je kristalizirala, postala neprozirna i staklenka je pukla. Pa svećenik koji je pokazao taj učinak objasnio je to činjenicom da je voda posvećena. Usput, pokazalo se da voda uvelike mijenja svoju viskoznost ovisno o temperaturi. Mi, kao velika stvorenja, to ne primjećujemo, ali na razini malih (mm i manje) rakova, a još više bakterija, viskoznost vode je vrlo značajan faktor. Mislim da je ova viskoznost također određena veličinom nakupina vode.

SIVI , 15.03.2014 05:30

sve okolo što vidimo su površne karakteristike (svojstva), pa za energiju uzimamo samo ono što možemo izmjeriti ili na bilo koji način dokazati postojanje, inače je slijepa ulica. Ovaj fenomen, Mpemba efekt, može se objasniti samo jednostavnom volumetrijskom teorijom koja će ujediniti sve fizičke modele u jednu strukturu interakcije. zapravo je jednostavno

Nikita, 6.6.2014. 04:27 | automobil

ali kako učiniti da voda ostane hladna i ne bude topla kad idete u auto!

aleksej, 03.10.2014 01:09

A evo još jednog "otkrića", u pokretu. Voda unutra plastična boca smrzava se puno brže s otvorenim čepom. Radi zabave, eksperimentirao sam mnogo puta na jakom mrazu. Učinak je očit. Pozdrav teoretičarima!

Eugene , 27.12.2014. 08:40

Princip evaporativnog hladnjaka. Uzimamo dvije hermetički zatvorene boce s hladnom i toplom vodom. Stavili smo na hladno. Hladna voda se brže smrzava. Sada uzmemo iste boce sa hladnom i toplom vodom, otvorimo je i stavimo na hladno. Topla voda će se smrznuti brže od hladne vode. Ako uzmemo dva bazena s hladnom i toplom vodom, tada će se topla voda puno brže smrzavati. To je zbog činjenice da povećavamo kontakt s atmosferom. Što je isparavanje intenzivnije, to je brži pad temperature. Ovdje je potrebno spomenuti faktor vlažnosti. Što je vlaga niža, to je jače isparavanje i jače hlađenje.

sivi TOMSK, 01.03.2015 10:55

GREY, 15.03.2014 05:30 - nastavak Ono što znaš o temperaturi nije sve. Ima još nešto. Ako pravilno sastavite fizički model temperature, tada će on postati ključ za opisivanje energetskih procesa od difuzije, taljenja i kristalizacije do takvih razmjera kao što je povećanje temperature s povećanjem tlaka, povećanje tlaka s povećanjem temperature. Čak će i fizički model Sunčeve energije postati jasan iz navedenog. ja sam zimi. . u rano proljeće 20013., nakon što sam pogledao temperaturne modele, sastavio sam opći temperaturni model. Nakon par mjeseci sjetio sam se temperaturnog paradoksa, a onda sam shvatio ... da moj temperaturni model također opisuje Mpemba paradoks. Bilo je to u svibnju - lipnju 2013. Kasni godinu dana, ali tako je najbolje. Moj fizički model je zamrznuti okvir i može se pomicati naprijed i natrag i ima motoričke sposobnosti aktivnosti, samu aktivnost u kojoj se sve kreće. Imam 8 razreda škole i 2 godine fakulteta s ponavljanjem teme. 20 godina je prošlo. Tako da ne mogu pripisati nikakve fizičke modele poznatih znanstvenika, kao ni formule. Jako žao.

Andrej , 08.11.2015 08:52

Općenito, imam ideju zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode. A u mojim objašnjenjima sve je vrlo jednostavno ako ste zainteresirani onda mi napišite mail: [e-mail zaštićen]

Andrej , 08.11.2015 08:58

Žao mi je što sam dao pogrešan poštanski sandučić ovdje je točan email: [e-mail zaštićen]

Viktor , 23.12.2015 10:37 sati

Čini mi se da je sve jednostavnije, snijeg pada kod nas, ispareni je plin, hlađen, pa se možda u mrazu hladi brže vruće jer ispari i odmah kristalizira daleko od dizanja, a voda u plinovitom stanju hladi se brže nego u tekućem )

Bekzhan , 28.01.2016. 09:18

Čak i kada bi netko otkrio ove svjetske zakone koji su povezani s tim efektom, on ne bi pisao ovdje. S moje točke gledišta, ne bi bilo logično otkrivati ​​njegove tajne korisnicima interneta kada to može objaviti na poznatom znanstvenih časopisa i dokazati to osobno pred narodom.Pa što će se ovdje pisati o ovom učinku, sva ova većina nije logična.)))

Alex , 22.02.2016 12:48 sati

Pozdrav eksperimentatori. U pravu ste kada kažete da znanost počinje tamo gdje... ne mjerenja, već izračuni. "Eksperiment" - vječni i neophodan argument za one koji su lišeni mašte i linearnog razmišljanja Uvrijeđeni svi, sada u slučaju E \u003d mc2 - sjećaju li se svi? Brzina izlijetanja molekula iz hladne vode u atmosferu određuje količinu energije koju odnesu iz vode (hlađenje - gubitak energije) Brzina molekula iz tople vode je mnogo veća i odnesena energija je na kvadrat (brzina hlađenje preostale mase vode) To je sve, ako napustite "eksperimentiranje" i zapamtite Osnove znanosti

Vladimir , 25.04.2016 10:53 | Meteo

U onim danima kada je antifriz bio rijetkost, voda iz rashladnog sustava automobila u negrijanoj garaži voznog parka ispuštala se nakon radnog dana kako se ne bi odledio blok cilindara ili radijator - ponekad oboje zajedno. Ujutro se točila vruća voda. U jakom mrazu motori su pali bez problema. Nekako se zbog nedostatka tople vode točila voda iz slavine. Voda se odmah smrzla. Eksperiment je bio skup - točno onoliko koliko košta kupnja i zamjena bloka cilindra i hladnjaka automobila ZIL-131. Tko ne vjeruje neka provjeri. a Mpemba je eksperimentirao sa sladoledom. U sladoledu kristalizacija teče drugačije nego u vodi. Pokušajte zubima odgristi komadić sladoleda i komadić leda. Najvjerojatnije se nije smrznuo, već se zgusnuo uslijed hlađenja. A slatka voda, bila topla ili hladna, smrzava se na 0*C. Hladna voda - brzo vruće vrijeme potrebno za hlađenje.

Lutalica , 06.05.2016 12:54 | Alexu

"c" - brzina svjetlosti u vakuumu E=mc^2 - formula koja izražava ekvivalentnost mase i energije

Albert , 27.07.2016 08:22

Prvo, analogija s čvrsta tijela(nema procesa isparavanja). Nedavno lemljeni bakar vodovodne cijevi. Proces se odvija zagrijavanjem plinski plamenik do točke taljenja lema. Vrijeme zagrijavanja jednog spoja sa spojnicom je otprilike jedna minuta. Zalemio sam jedan spoj sa spojnicom i nakon par minuta sam shvatio da sam ga krivo zalemio. Trebalo je malo pomicati cijev u spojnici. Spoj sam ponovno počeo zagrijavati plamenikom i, iznenađujuće, trebalo je 3-4 minute da se spoj zagrije do točke taljenja. Kako to!? Uostalom, cijev je još vruća i čini se da je za zagrijavanje do točke taljenja potrebno mnogo manje energije, ali sve se pokazalo suprotno. Sve je u toplinskoj vodljivosti, koja je mnogo veća za već zagrijanu cijev i granicu između grijane i hladna cijev za dvije minute uspjela se odmaknuti daleko od križanja. Sada o vodi. Radit ćemo s konceptima vruće i polugrijane posude. U vrućoj posudi formira se uska temperaturna granica između vrućih, vrlo pokretnih čestica i sporokretnih, hladnih, koja se relativno brzo kreće od periferije prema središtu, jer na toj granici brze čestice brzo odustaju od energije (hladne ) česticama s druge strane granice. Budući da je volumen vanjskih hladnih čestica veći, onda brze čestice daju svoje Termalna energija, ne može značajno zagrijati vanjske hladne čestice. Stoga se proces hlađenja tople vode odvija relativno brzo. Poluzagrijana voda, s druge strane, ima mnogo manju toplinsku vodljivost, a širina granice između poluzagrijanih i hladnih čestica je znatno šira. Pomak u središte tako široke granice događa se mnogo sporije nego u slučaju vruće posude. Zbog toga se vruća posuda hladi brže od tople. Mislim da je potrebno pratiti dinamiku procesa hlađenja vode različitih temperatura postavljanjem nekoliko temperaturnih senzora od sredine do ruba posude.

Maks , 19.11.2016 05:07

Provjereno je: u Yamalu, u mrazu, cijev s toplom vodom zamrzne i mora se zagrijati, ali ne i hladna!

Artem, 09.12.2016 01:25

Teško je, ali mislim da je hladna voda gušća od tople, čak i bolja od prokuhane vode, a onda dolazi do ubrzanja hlađenja, t.j. topla voda dostiže hladnu temperaturu i prestiže je, a s obzirom na to da se topla voda smrzava odozdo a ne odozgo kako je gore napisano, to jako ubrzava proces!

Aleksandar Sergejev, 21.08.2017 10:52

Takav učinak nema. jao. 2016. godine u Nature je objavljen detaljan članak na tu temu: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Iz njega je jasno da ako se eksperimenti izvode pažljivo (ako se uzorci tople i hladne vode isti u svemu osim temperature), učinak se ne opaža .

Headlab, 22.08.2017 05:31

Viktor , 27.10.2017 03:52

"Stvarno je." - ako škola nije razumjela što su toplinski kapacitet i zakon održanja energije. Lako je provjeriti - za to su vam potrebni: želja, glava, ruke, voda, hladnjak i budilica. A klizališta su, kako pišu stručnjaci, zamrznuta (napunjena) hladnom vodom, a toplom vodom izravnaju izrezani led. A zimi morate uliti tekućinu protiv smrzavanja u spremnik za pranje, a ne vodu. Voda će se ionako smrznuti, a hladna voda će se smrznuti brže.

Irina , 23.01.2018 10:58

S tim paradoksom bore se znanstvenici diljem svijeta još od vremena Aristotela, a Viktor, Zavlab i Sergejev su se pokazali najpametnijima.

Denis , 01.02.2018 08:51

Sve je točno u članku. Ali razlog je nešto drugačiji. U procesu ključanja, zrak otopljen u njemu isparava iz vode, stoga, kako se kipuća voda hladi, kao rezultat toga, njezina će gustoća biti manja od gustoće sirova voda ista temperatura. Ostali razlozi za različita toplinska vodljivost Osim za različite gustoće, ne.

Headlab, 01.03.2018 08:58 | voditelj laboratorija

Irina :), "znanstvenici cijelog svijeta" se ne bore protiv tog "paradoksa", za prave znanstvenike taj "paradoks" jednostavno ne postoji - to se lako provjerava u uvjetima koji se mogu dobro reproducirati. "Paradoks" se pojavio zbog neponovljivih eksperimenata afričkog dječaka Mpembe, a napuhali su ga slični "znanstvenici" :)

Mpemba efekt ili zašto se topla voda smrzava brže od hladne vode? Mpemba efekt (Mpemba Paradox) je paradoks koji kaže da se topla voda pod određenim uvjetima smrzava brže od hladne vode, iako mora proći temperaturu hladne vode u procesu smrzavanja. Ovaj paradoks je eksperimentalna činjenica koja je u suprotnosti s uobičajenim idejama prema kojima, pod istim uvjetima, toplijem tijelu treba više vremena da se ohladi na određenu temperaturu nego hladnijem tijelu da se ohladi na istu temperaturu. Ovu su pojavu u to vrijeme primijetili Aristotel, Francis Bacon i Rene Descartes, ali je tek 1963. tanzanijski školarac Erasto Mpemba otkrio da se vruća mješavina sladoleda smrzava brže od hladne. Kao učenik srednje škole Magamba u Tanzaniji, Erasto Mpemba je to učinio praktični rad na kuhanje. Morao je napraviti domaći sladoled - prokuhati mlijeko, otopiti šećer u njemu, ohladiti ga sobna temperatura a zatim stavite u hladnjak da se zamrzne. Očigledno, Mpemba nije bio osobito marljiv učenik i odugovlačio je s prvim dijelom zadatka. Bojeći se da do kraja sata neće stići na vrijeme, stavio je još vruće mlijeko u hladnjak. Na njegovo iznenađenje, smrzlo se čak i prije nego mlijeko njegovih suboraca, pripremljeno po zadanoj tehnologiji. Nakon toga, Mpemba je eksperimentirao ne samo s mlijekom, već i s običnom vodom. U svakom slučaju, već kao učenik srednje škole Mkvava, pitao je profesora Dennisa Osbornea sa University Collegea u Dar es Salaamu (pozvanog od strane ravnatelja škole da učenicima održi predavanje o fizici) o vodi: "Ako uzmete dvije identične posude s jednakim volumenom vode tako da u jednoj od njih voda ima temperaturu od 35 °C, au drugoj - 100 °C, i stavite ih u zamrzivač, a zatim će se u drugoj voda smrznuti brže.Zašto? Osborne se zainteresirao za ovo pitanje te su ubrzo 1969. zajedno s Mpembom objavili rezultate svojih eksperimenata u časopisu "Physics Education". Od tada, učinak koji su otkrili naziva se Mpemba efekt. Do sada nitko ne zna točno kako objasniti ovaj čudan učinak. Znanstvenici nemaju niti jednu verziju, iako ih ima mnogo. Sve se radi o razlici u svojstvima tople i hladne vode, ali još nije jasno koja svojstva igraju ulogu u ovom slučaju: razlika u prehlađenju, isparavanju, stvaranju leda, konvekciji ili utjecaju ukapljenih plinova na vodu na različite temperature. Paradoks Mpemba efekta je da vrijeme tijekom kojeg se tijelo hladi na temperaturu okoline mora biti proporcionalno temperaturnoj razlici između ovog tijela i okoline. Ovaj zakon je ustanovio Newton i od tada je više puta potvrđen u praksi. U istom se učinku voda na 100°C hladi na 0°C brže od iste količine vode na 35°C. Međutim, to još ne znači paradoks, budući da se učinak Mpemba također može objasniti u smislu poznata fizika. Evo nekoliko objašnjenja za Mpemba efekt: Isparavanje Vruća voda brže isparava iz posude, čime se smanjuje njezin volumen, a manji volumen vode na istoj temperaturi brže se smrzava. Voda zagrijana na 100 C gubi 16% svoje mase kada se ohladi na 0 C. Učinak isparavanja je dvostruki učinak. Prvo se smanjuje masa vode potrebne za hlađenje. I drugo, temperatura se smanjuje zbog činjenice da se smanjuje toplina isparavanja prijelaza iz vodene faze u fazu pare. Temperaturna razlika Zbog činjenice da je temperaturna razlika između tople vode i hladnog zraka veća - stoga je izmjena topline u ovom slučaju intenzivnija i topla voda se brže hladi. Pothlađivanje Kada se voda ohladi ispod 0 C, ne smrzava se uvijek. Pod određenim uvjetima, može se podvrgnuti prehlađenju dok nastavlja ostati tekući na temperaturama ispod točke smrzavanja. U nekim slučajevima voda može ostati tekuća i na temperaturi od -20 C. Razlog ovom učinku je taj što su za početak stvaranja prvih kristala leda potrebna središta nastanka kristala. Ako nisu u tekućoj vodi, prehlađenje će se nastaviti sve dok temperatura ne padne dovoljno da se kristali počnu spontano formirati. Kada se počnu stvarati u prehlađenoj tekućini, počet će brže rasti, stvarajući ledenu bljuzgavicu koja će se smrznuti u led. Topla voda je najosjetljivija na hipotermiju jer zagrijavanjem eliminira otopljene plinove i mjehuriće, koji zauzvrat mogu poslužiti kao središta za stvaranje kristala leda. Zašto hipotermija uzrokuje brže smrzavanje tople vode? U slučaju hladne vode, koja nije prehlađena, događa se sljedeće. U ovom slučaju tanki sloj na površini posude će se stvoriti led. Ovaj sloj leda će djelovati kao izolator između vode i hladnog zraka i spriječit će daljnje isparavanje. Brzina stvaranja ledenih kristala u ovom slučaju bit će manja. U slučaju tople vode koja je podhlađena, pothlađena voda nema zaštitni površinski sloj leda. Stoga mnogo brže gubi toplinu kroz otvoreni vrh. Kada proces prehlađenja završi i voda se smrzne, gubi se mnogo više topline i stoga nastaje više leda. Mnogi istraživači ovog učinka smatraju hipotermiju glavnim čimbenikom u slučaju Mpemba učinka. Konvekcija Hladna voda se počinje smrzavati odozgo, čime se pogoršavaju procesi toplinskog zračenja i konvekcije, a time i gubitak topline, dok se topla voda počinje smrzavati odozdo. Ovaj učinak objašnjava se anomalijom gustoće vode. Voda ima najveću gustoću na 4 C. Ako vodu ohladite na 4 C i stavite je na nižu temperaturu, površinski sloj vode će se brže smrznuti. Budući da je ta voda manje gusta od vode na 4°C, ostat će na površini, tvoreći tanak hladan sloj. U tim će se uvjetima na površini vode za kratko vrijeme stvoriti tanak sloj leda, ali će taj sloj leda služiti kao izolator, štiteći donje slojeve vode, koji će ostati na temperaturi od 4 C. Stoga daljnji proces hlađenje će biti sporije. U slučaju tople vode situacija je potpuno drugačija. Površinski sloj voda će se brže hladiti zbog isparavanja i veće temperaturne razlike. Također, slojevi hladne vode su gušći od slojeva tople vode, pa će sloj hladne vode potonuti prema dolje, podižući sloj. Topla voda na površinu. Ova cirkulacija vode osigurava brz pad temperature. Ali zašto ovaj proces ne dosegne točku ravnoteže? Da bismo objasnili Mpemba efekt s ove točke gledišta konvekcije, bilo bi potrebno pretpostaviti da su hladni i vrući sloj vode odvojeni i da se sam proces konvekcije nastavlja nakon Prosječna temperatura voda će pasti ispod 4 C. Međutim, nema eksperimentalnih podataka koji bi potvrdili ovu hipotezu da se hladni i topli slojevi vode odvajaju u procesu konvekcije. Plinovi otopljeni u vodi Voda uvijek sadrži u njoj otopljene plinove – kisik i ugljični dioksid. Ovi plinovi imaju sposobnost snižavanja ledišta vode. Kada se voda zagrije, ti se plinovi oslobađaju iz vode jer je njihova topljivost u vodi na visoka temperatura ispod. Stoga, kada se topla voda hladi, u njoj je uvijek manje otopljenih plinova nego u nezagrijanoj hladnoj vodi. Stoga je ledište zagrijane vode veće i ona se brže smrzava. Ovaj čimbenik se ponekad smatra glavnim u objašnjavanju Mpemba učinka, iako nema eksperimentalnih podataka koji bi potvrdili tu činjenicu. Toplinska vodljivost Ovaj mehanizam može igrati bitnu ulogu kada se voda stavi u zamrzivač pretinac hladnjaka u malim posudama. U tim uvjetima, uočeno je da posuda s toplom vodom topi led zamrzivača ispod, čime se poboljšava toplinski kontakt sa stijenkom zamrzivača i toplinska vodljivost. Zbog toga se toplina iz spremnika tople vode uklanja brže nego iz hladne. Zauzvrat, spremnik s hladnom vodom ne topi snijeg ispod njega. Svi su ti (kao i drugi) uvjeti proučavani u mnogim eksperimentima, ali nedvosmislen odgovor na pitanje - koji od njih daju 100% reprodukciju Mpemba učinka - nije dobiven. Tako je, na primjer, 1995. godine njemački fizičar David Auerbach proučavao utjecaj prehlađenja vode na ovaj učinak. Otkrio je da se topla voda, dostižući prehlađeno stanje, smrzava na višoj temperaturi od hladne vode, a time i brže od potonje. Ali hladna voda dolazi u prehlađeno stanje brže od tople vode, čime se nadoknađuje prethodno zaostajanje. Osim toga, Auerbachovi rezultati bili su u suprotnosti s ranijim podacima da topla voda može postići više prehlađenja zbog manje kristalizacijskih centara. Kada se voda zagrije, iz nje se uklanjaju plinovi otopljeni u njoj, a kada se prokuha, talože se neke soli otopljene u njoj. Zasad se može tvrditi samo jedno - reprodukcija ovog učinka bitno ovisi o uvjetima pod kojima se eksperiment provodi. Upravo zato što se ne reproducira uvijek. O. V. Mosin

Voda- prilično jednostavna tvar s kemijske točke gledišta, međutim, ima niz neobičnih svojstava koja ne prestaju zadivljivati ​​znanstvenike. U nastavku su neke činjenice za koje malo ljudi zna.

1. Koja se voda brže smrzava – hladna ili vruća?

Uzmite dvije posude s vodom: u jednu ulijte toplu vodu, a u drugu hladnu i stavite ih u zamrzivač. Topla voda će se smrznuti brže od hladne vode, iako je logično da se hladna voda prvo trebala pretvoriti u led: uostalom, topla voda se prvo mora ohladiti na hladnu temperaturu, a zatim se pretvoriti u led, dok se hladna voda ne mora hladiti. Zašto se ovo događa?

Godine 1963. tanzanijski student po imenu Erasto B. Mpemba, dok je zamrzavao pripremljenu smjesu za sladoled, primijetio je da se vruća smjesa brže skrući u zamrzivaču od hladne. Kada je mladić svoje otkriće podijelio s profesorom fizike, samo mu se nasmijao. Nasreću, učenik je bio uporan i uvjerio učitelja da provede eksperiment, koji je potvrdio njegovo otkriće: pod određenim uvjetima topla voda stvarno se smrzava brže od hladne vode.

Sada se ovaj fenomen smrzavanja tople vode brže od hladne zove " Mpemba efekt". Istina, davno prije njega, ovo jedinstveno svojstvo vode zabilježili su Aristotel, Francis Bacon i Rene Descartes.

Znanstvenici ne razumiju u potpunosti prirodu ovog fenomena, objašnjavajući ga ili razlikom u hipotermiji, isparavanju, stvaranju leda, konvekciji ili učinkom ukapljenih plinova na toplu i hladnu vodu.

2. Ona se može odmah smrznuti

To svi znaju voda uvijek se pretvara u led kada se ohladi na 0 °C ... osim u nekim slučajevima! Takav slučaj je, na primjer, superhlađenje, što je svojstvo vrlo čiste vode da ostane tekuća čak i kada se ohladi ispod nule. Ovaj fenomen postaje moguć zbog činjenice da okoliš ne sadrži kristalizacijske centre ili jezgre koje bi mogle izazvati stvaranje kristala leda. I tako voda ostaje u tekućem obliku, čak i kada se ohladi na temperature ispod nula stupnjeva Celzijusa.

proces kristalizacije mogu izazvati, na primjer, mjehurići plina, nečistoće (zagađenje), neravnu površinu posude. Bez njih će voda ostati u tekućem stanju. Kada započne proces kristalizacije, možete gledati kako se super ohlađena voda trenutno pretvara u led.

Imajte na umu da "pregrijana" voda također ostaje tekuća čak i kada se zagrije iznad svoje točke vrenja.

3. 19 stanja vode

Bez oklijevanja navedite koliko različitih stanja ima voda? Ako ste odgovorili na tri: kruto, tekuće, plinovito, onda ste u krivu. Znanstvenici razlikuju najmanje 5 različitih stanja vode u tekućem obliku i 14 stanja u smrznutom obliku.

Sjećate se razgovora o super ohlađenoj vodi? Dakle, bez obzira što radite, na -38 °C čak i najčišća super ohlađena voda odjednom će se pretvoriti u led. Što se događa ako temperatura dalje pada? Na -120°C s vodom se počinje događati nešto čudno: postaje superviskozna ili viskozna, poput melase, a na temperaturama ispod -135°C pretvara se u "staklastu" ili "staklastu" vodu - čvrstu tvar koja nema kristalnu strukturu.

4. Voda iznenađuje fizičare

Na molekularnoj razini voda je još više iznenađujuća. Godine 1995. znanstvenici su proveli eksperiment raspršenja neutrona dali su neočekivani rezultat: fizičari su otkrili da neutroni usmjereni na molekule vode "vide" 25% manje vodikovih protona od očekivanog.

Pokazalo se da se brzinom od jedne atosekunde (10 -18 sekundi) događa neobičan kvantni efekt, te kemijska formula vode umjesto H2O, postaje H1.5O!

5. Memorija vode

Alternativa službenoj medicini homeopatija tvrdi da razrijeđena otopina lijeka može imati terapeutski učinak na tijelo, čak i ako je faktor razrjeđenja toliko velik da u otopini ne ostaje ništa osim molekula vode. Zagovornici homeopatije objašnjavaju ovaj paradoks konceptom koji se zove " pamćenje vode“, prema kojem voda na molekularnoj razini ima “pamćenje” tvari koja je u njoj nekoć bila otopljena i zadržava svojstva otopine početne koncentracije nakon što u njoj ne ostane niti jedna molekula sastojka.

Međunarodni tim znanstvenika na čelu s profesoricom Madeleine Ennis s Queen's University of Belfast, koja je kritizirala načela homeopatije, proveo je 2002. eksperiment kako bi jednom zauvijek opovrgao koncept. Rezultat je bio suprotan. Nakon toga, znanstvenici su rekli da su uspjeli dokazati stvarnost učinka " pamćenje vode". Međutim, eksperimenti provedeni pod nadzorom neovisnih stručnjaka nisu donijeli rezultate. Sporovi o postojanju fenomena " pamćenje vode" nastaviti.

Voda ima mnoga druga neobična svojstva koja nismo pokrili u ovom članku. Na primjer, gustoća vode varira s temperaturom (gustoća leda je manja od gustoće vode); voda je dosta velika površinska napetost; u tekućem stanju voda je složena i dinamički promjenjiva mreža vodenih nakupina, a ponašanje klastera utječe na strukturu vode itd.

O ovim i mnogim drugim neočekivanim značajkama voda može se pročitati u članku Anomalna svojstva vode“, čiji je autor Martin Chaplin, profesor na Sveučilištu u Londonu.