Karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts. Video: kurš ūdens sasalst ātrāk - karsts vai auksts
Ūdens- diezgan vienkārša viela no ķīmiskā viedokļa, tomēr tai ir vairākas neparastas īpašības, kas nebeidz pārsteigt zinātniekus. Zemāk ir daži fakti, par kuriem zina tikai daži cilvēki.
1. Kurš ūdens sasalst ātrāk – auksts vai karsts?
Ņemsim divus traukus ar ūdeni: vienā ielejam karstu ūdeni, otrā aukstu un ievietojam saldētavā. Karstais ūdens sasals ātrāk nekā auksts, lai gan loģiski, ka aukstam ūdenim vispirms vajadzēja pārvērsties ledū: galu galā karstajam ūdenim vispirms ir jāatdziest līdz aukstajai temperatūrai un pēc tam jāpārvēršas par ledu, savukārt aukstam ūdenim nav jāatdzesē. Kāpēc tas notiek?
1963. gadā kāds Tanzānijas students Erasto B. Mpemba saldēja saldējuma maisījumu, kad pamanīja, ka karstais maisījums sastingst. saldētavaātrāk nekā auksts. Kad jaunais vīrietis savā atklājumā dalījās ar savu fizikas skolotāju, viņš par viņu tikai pasmējās. Par laimi, students bija neatlaidīgs un pārliecināja skolotāju veikt eksperimentu, kas apstiprināja viņa atklājumu: noteiktiem nosacījumiem karsts ūdens Tas tiešām sasalst ātrāk nekā auksts.
Tagad šo fenomenu, kad karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts, sauc par " Mpemba efekts" Tiesa, ilgi pirms tā unikāls īpašumsūdeni atzīmēja Aristotelis, Frensiss Bēkons un Renē Dekarts.
Zinātnieki joprojām pilnībā neizprot šīs parādības būtību, skaidrojot to vai nu ar pārdzesēšanas, iztvaikošanas, ledus veidošanās, konvekcijas atšķirību, vai arī ar sašķidrināto gāzu ietekmi uz karsto un auksto ūdeni.
2. Tas var uzreiz sasalt
Visi to zina ūdens vienmēr pārvēršas par ledu, atdzesējot līdz 0°C... ar dažiem izņēmumiem! Šāda gadījuma piemērs ir pārdzesēšana, kas ir ļoti tīra ūdens īpašība palikt šķidram pat tad, ja tas ir atdzesēts līdz zem sasalšanas temperatūras. Šī parādība ir iespējama, pateicoties tam, ka vidē nav kristalizācijas centru vai kodolu, kas varētu izraisīt ledus kristālu veidošanos. Un tāpēc ūdens paliek šķidrā veidā pat tad, ja tas ir atdzisis zem nulles grādiem pēc Celsija.
Kristalizācijas process var izraisīt, piemēram, gāzes burbuļi, piemaisījumi (piesārņotāji), nelīdzena virsma konteineri. Bez tiem ūdens paliks iekšā šķidrs stāvoklis. Kad sākas kristalizācijas process, varat vērot, kā lieliski atdzesēts ūdens uzreiz pārvēršas ledū.
Ņemiet vērā, ka “pārkarsēts” ūdens arī paliek šķidrs pat tad, ja tiek uzkarsēts virs tā viršanas temperatūras.
3. 19 ūdens stāvokļi
Nevilcinoties nosauciet, cik dažādi apstākļi vai ir pie ūdens? Ja atbildējāt trīs: ciets, šķidrs, gāzēts, tad jūs kļūdījāties. Zinātnieki izšķir vismaz 5 dažādus ūdens stāvokļus šķidrā veidā un 14 stāvokļus sasaldētā veidā.
Atcerieties sarunu par īpaši atdzesētu ūdeni? Tātad, lai ko jūs darītu, pie -38 °C pat vistīrākais īpaši atdzesēts ūdens pēkšņi pārvērtīsies ledū. Kas notiks, temperatūrai pazeminoties vēl vairāk? Pie -120 °C ar ūdeni sāk notikt kaut kas dīvains: tas kļūst īpaši viskozs vai viskozs, piemēram, melase, un temperatūrā, kas zemāka par -135 °C, tas pārvēršas par "stiklainu" vai "stiklveida" ūdeni - cietu vielu, kurai nav kristāliskas struktūras. .
4. Ūdens pārsteidz fiziķus
Molekulārā līmenī ūdens ir vēl pārsteidzošāks. 1995. gadā zinātnieku veiktais neitronu izkliedes eksperiments deva negaidītu rezultātu: fiziķi atklāja, ka neitroni, kuru mērķis ir ūdens molekulas, “redz” par 25% mazāk ūdeņraža protonu, nekā gaidīts.
Izrādījās, ka ar ātrumu vienas attosekundes (10 -18 sekundes) notiek neparasts kvantu efekts, un ķīmiskā formulaūdens vietā H2O, kļūst par H1,5O!
5. Ūdens atmiņa
Alternatīva oficiālajai medicīnai homeopātija norāda, ka atšķaidīts šķīdums zāles var nodrošināt dziedinošs efekts uz ķermeņa, pat ja atšķaidīšanas koeficients ir tik augsts, ka šķīdumā nav palicis nekas, izņemot ūdens molekulas. Homeopātijas atbalstītāji skaidro šo paradoksu ar jēdzienu, ko sauc par " ūdens atmiņa“, saskaņā ar kuru ūdenim molekulārā līmenī ir “atmiņa” par vielu, kas tajā kādreiz bija izšķīdināta, un saglabā sākotnējās koncentrācijas šķīduma īpašības pēc tam, kad tajā nav palikusi neviena sastāvdaļas molekula.
Starptautiska zinātnieku komanda profesores Madlēnas Enisas vadībā no Belfāstas Kvīnas universitātes, kas bija kritizējusi homeopātijas principus, 2002. gadā veica eksperimentu, lai uz visiem laikiem atspēkotu šo koncepciju. Rezultāts bija pretējs. Pēc tam zinātnieki paziņoja, ka viņiem izdevās pierādīt efekta realitāti. ūdens atmiņa" Tomēr eksperimenti, kas veikti neatkarīgu ekspertu uzraudzībā, nedeva rezultātus. Strīdi par fenomena esamību " ūdens atmiņa"Turpināt.
Ūdenim ir daudzas citas neparastas īpašības, par kurām mēs šajā rakstā nerunājām. Piemēram, ūdens blīvums mainās atkarībā no temperatūras (ledus blīvums ir mazāks par ūdens blīvumu); ūdens ir diezgan liela izmēra virsmas spraigums; šķidrā stāvoklī ūdens ir sarežģīts un dinamiski mainīgs ūdens kopu tīkls, un tieši kopu uzvedība ietekmē ūdens struktūru utt.
Par šīm un daudzām citām negaidītām funkcijām ūdens var lasīt rakstā " Anomālas ūdens īpašības", autors Martins Čaplins, Londonas Universitātes profesors.
21.11.2017 11.10.2018 Aleksandrs Fircevs
« Kurš ūdens sasalst ātrāk, auksts vai karsts?“- mēģiniet uzdot jautājumu saviem draugiem, visticamāk, vairums no viņiem atbildēs, ka auksts ūdens sasalst ātrāk - un viņi kļūdīsies.
Faktiski, ja saldētavā vienlaikus ievieto divus vienādas formas un tilpuma traukus, no kuriem vienā ir auksts, bet otrs karsts, tad karstais ūdens sasalst ātrāk.
Šāds apgalvojums var šķist absurds un nepamatots. Ja seko loģikai, tad karstajam ūdenim vispirms ir jāatdziest līdz aukstā ūdens temperatūrai, un aukstam ūdenim šajā laikā jau vajadzētu pārvērsties ledū.
Tātad, kāpēc karstais ūdens pārspēj auksto ūdeni ceļā uz sasalšanu? Mēģināsim to izdomāt.
Novērojumu un pētījumu vēsture
Cilvēki ir novērojuši šo paradoksālo efektu kopš seniem laikiem, taču neviens tam nepiešķīra lielu nozīmi. Tādējādi Arestots, kā arī Renē Dekarts un Frensiss Bēkons savās piezīmēs atzīmēja pretrunas aukstā un karstā ūdens sasalšanas ātrumā. Ikdienā bieži parādījās neparasta parādība.
Ilgu laiku šī parādība nekādā veidā netika pētīta un neizraisīja lielu zinātnieku interesi.
Šī neparastā efekta izpēte sākās 1963. gadā, kad zinātkārs skolnieks no Tanzānijas Erasto Mpemba pamanīja, ka karstais piens saldējumam sasalst ātrāk nekā auksts piens. Cerot iegūt skaidrojumu neparastā efekta cēloņiem, jaunietis jautāja skolā savam fizikas skolotājam. Tomēr skolotājs par viņu tikai pasmējās.
Vēlāk Mpemba eksperimentu atkārtoja, taču savā eksperimentā viņš vairs neizmantoja pienu, bet ūdeni, un paradoksālais efekts atkārtojās vēlreiz.
6 gadus vēlāk, 1969. gadā, Mpemba uzdeva šo jautājumu fizikas profesoram Denisam Osbornam, kurš ieradās viņa skolā. Profesoru ieinteresēja jaunā vīrieša novērojums, un rezultātā tika veikts eksperiments, kas apstiprināja efekta esamību, taču šīs parādības cēloņi netika noskaidroti.
Kopš tā laika fenomenu sauc Mpemba efekts.
Visā zinātnisko novērojumu vēsturē ir izvirzītas daudzas hipotēzes par parādības cēloņiem.
Tātad 2012. gadā Lielbritānijas Karaliskā ķīmijas biedrība izsludinās hipotēžu konkursu, kas izskaidro Mpemba efektu. Konkursā piedalījās zinātnieki no visas pasaules, kopā tika reģistrēti 22 000 zinātniskie darbi. Neskatoties uz tik iespaidīgo rakstu skaitu, neviens no tiem neieviesa skaidrību par Mpemba paradoksu.
Visizplatītākā versija bija tāda, ka karstais ūdens sasalst ātrāk, jo tas vienkārši ātrāk iztvaiko, tā tilpums kļūst mazāks, un, samazinoties tilpumam, tā dzesēšanas ātrums palielinās. Visizplatītākā versija galu galā tika atspēkota, jo tika veikts eksperiments, kurā iztvaikošana tika izslēgta, taču efekts tomēr tika apstiprināts.
Citi zinātnieki uzskatīja, ka Mpemba efekta cēlonis ir ūdenī izšķīdušo gāzu iztvaikošana. Viņuprāt, karsēšanas procesā ūdenī izšķīdušās gāzes iztvaiko, kā dēļ tas iegūst lielāku blīvumu nekā auksts ūdens. Kā zināms, blīvuma palielināšanās noved pie izmaiņām fizikālās īpašībasūdens (paaugstināta siltumvadītspēja), un līdz ar to palielinās dzesēšanas ātrums.
Turklāt ir izvirzītas vairākas hipotēzes, kas apraksta ūdens cirkulācijas ātrumu atkarībā no temperatūras. Daudzos pētījumos ir mēģināts noteikt attiecības starp konteineru materiāliem, kuros atradās šķidrums. Daudzas teorijas šķita ļoti ticamas, taču tās nevarēja zinātniski apstiprināt sākotnējo datu trūkuma, citu eksperimentu pretrunu dēļ vai tāpēc, ka identificētie faktori vienkārši nebija salīdzināmi ar ūdens dzesēšanas ātrumu. Daži zinātnieki savos darbos apšaubīja efekta esamību.
2013. gadā Singapūras Nanjangas Tehnoloģiskās universitātes pētnieki apgalvoja, ka ir atrisinājuši Mpemba efekta noslēpumu. Saskaņā ar viņu pētījumiem fenomena cēlonis ir fakts, ka ūdeņraža saitēs starp aukstā un karstā ūdens molekulām uzkrātās enerģijas daudzums ievērojami atšķiras.
Datormodelēšanas metodes uzrādīja šādus rezultātus: jo augstāka ūdens temperatūra, jo lielāks attālums starp molekulām sakarā ar to, ka palielinās atgrūšanas spēki. Un tāpēc molekulu ūdeņraža saites stiepjas, uzglabājot liels daudzums enerģiju. Atdzesējot, molekulas sāk kustēties tuvāk viena otrai, atbrīvojot enerģiju no ūdeņraža saitēm. Šajā gadījumā enerģijas izdalīšanos pavada temperatūras pazemināšanās.
2017. gada oktobrī spāņu fiziķi cita pētījuma gaitā atklāja, ka liela loma Iedarbības veidošanā nozīme ir vielas izņemšanai no līdzsvara stāvokļa (spēcīga karsēšana pirms spēcīgas dzesēšanas). Viņi noteica apstākļus, kādos efekta rašanās iespējamība ir maksimāla. Turklāt zinātnieki no Spānijas apstiprināja apgrieztā Mpemba efekta esamību. Viņi atklāja, ka sildot var sasniegt aukstāku paraugu paaugstināta temperatūraātrāk nekā silts.
Neskatoties uz visaptverošo informāciju un daudziem eksperimentiem, zinātnieki plāno turpināt pētīt efektu.
Mpemba efekts reālajā dzīvē
Vai esat kādreiz domājuši, kāpēc ziemas laiks slidotava tiek appludināta karsts ūdens, un nav auksti? Kā jau jūs saprotat, viņi to dara tāpēc, ka slidotava, kas piepildīta ar karstu ūdeni, sasals ātrāk nekā tad, ja tā būtu piepildīta ar aukstu ūdeni. Tā paša iemesla dēļ ziemas ledus pilsētās slidkalniņās tiek ielejams karsts ūdens.
Tādējādi zināšanas par fenomena esamību ļauj cilvēkiem ietaupīt laiku, sagatavojot vietnes ziemas sugas sports.
Turklāt Mpemba efektu dažkārt izmanto rūpniecībā, lai samazinātu ūdeni saturošu produktu, vielu un materiālu sasalšanas laiku.
Šķiet, ka vecā labā formula H 2 O nesatur noslēpumus. Bet patiesībā ūdens - dzīvības avots un slavenākais šķidrums pasaulē - ir pilns ar daudziem noslēpumiem, kurus dažreiz nespēj atrisināt pat zinātnieki.
Šeit ir 5 visvairāk interesanti fakti par ūdeni:
1. Karsts ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens
Ņemsim divus traukus ar ūdeni: vienā ielejam karstu ūdeni, otrā aukstu un ievietojam saldētavā. Karstais ūdens sasals ātrāk nekā auksts, lai gan loģiski, ka aukstam ūdenim vispirms vajadzēja pārvērsties ledū: galu galā karstajam ūdenim vispirms ir jāatdziest līdz aukstajai temperatūrai un pēc tam jāpārvēršas par ledu, savukārt aukstam ūdenim nav jāatdzesē. Kāpēc tas notiek?
1963. gadā Erasto B. Mpemba, vidusskolnieks vidusskola Tanzānijā, saldējot sagatavoto saldējuma maisījumu, pamanīju, ka karstais maisījums saldētavā sacietē ātrāk nekā aukstais. Kad jaunais vīrietis savā atklājumā dalījās ar savu fizikas skolotāju, viņš par viņu tikai pasmējās. Par laimi, skolēns bija neatlaidīgs un pārliecināja skolotāju veikt eksperimentu, kas apstiprināja viņa atklājumu: noteiktos apstākļos karstais ūdens faktiski sasalst ātrāk nekā auksts.
Tagad šo fenomenu, kad karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts, sauc par "Mpemba efektu". Tiesa, ilgi pirms viņa šo unikālo ūdens īpašību atzīmēja Aristotelis, Frensiss Bēkons un Renē Dekarts.
Zinātnieki joprojām pilnībā neizprot šīs parādības būtību, skaidrojot to vai nu ar pārdzesēšanas, iztvaikošanas, ledus veidošanās, konvekcijas atšķirību, vai arī ar sašķidrināto gāzu ietekmi uz karsto un auksto ūdeni.
X.RU piezīme par tēmu “Karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens”.
Tā kā dzesēšanas jautājumi mums, saldēšanas speciālistiem, ir tuvāki, tad atļausimies nedaudz iedziļināties šīs problēmas būtībā un sniegsim divus viedokļus par tik mistiskas parādības būtību.
1. Zinātnieks no Vašingtonas universitātes ir piedāvājis izskaidrojumu noslēpumainai parādībai, kas zināma kopš Aristoteļa laikiem: kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā aukstais ūdens.
Parādība, ko sauc par Mpemba efektu, tiek plaši izmantota praksē. Piemēram, eksperti iesaka autobraucējiem ziemā mazgātāja tvertnē ieliet aukstu, nevis karstu ūdeni. Bet kas slēpjas aiz šīs parādības? ilgu laiku palika nezināms.
Dr Džonatans Kats no Vašingtonas universitātes pētīja šo fenomenu un nonāca pie secinājuma, ka liela nozīme ir ūdenī izšķīdinātām vielām, kuras karsējot izgulsnējas, ziņo EurekAlert.
Zem izšķīdis vielas dr. Katz attiecas uz kalcija un magnija bikarbonātiem, kas atrodas cietā ūdenī. Sildot ūdeni, šīs vielas izgulsnējas, veidojot nogulsnes uz tējkannas sienām. Ūdenī, kas nekad nav karsēts, ir šie piemaisījumi. Tam sasalstot un veidojoties ledus kristāliem, piemaisījumu koncentrācija ūdenī palielinās 50 reizes. Sakarā ar to ūdens sasalšanas punkts samazinās. "Un tagad ūdenim ir vēl vairāk jāatdziest, lai tas sasaltu," skaidro Dr. Katzs.
Ir otrs iemesls, kas neļauj neapsildītam ūdenim sasalst. Ūdens sasalšanas punkta pazemināšana samazina temperatūras starpību starp cieto un šķidro fāzi. "Tā kā ātrums, kādā ūdens zaudē siltumu, ir atkarīgs no šīs temperatūras starpības, ūdens, kas nav uzsildīts, atdziest sliktāk," komentē Dr. Katz.
Pēc zinātnieka domām, viņa teoriju var pārbaudīt eksperimentāli, jo Mpemba efekts kļūst pamanāmāks cietam ūdenim.
2. Skābeklis plus ūdeņradis un aukstums rada ledu. No pirmā acu uzmetiena šī caurspīdīgā viela šķiet ļoti vienkārša. Patiesībā ledus ir pilns ar daudziem noslēpumiem. Ledus, ko radījis afrikānis Erasto Mpemba, par slavu nedomāja. Dienas bija karstas. Viņš gribēja augļu ledus. Viņš paņēma sulas kasti un ielika saldētavā. Viņš to darīja ne reizi vien un tāpēc pamanīja, ka sula īpaši ātri sasalst, ja to pirmo reizi patur saulē – tā to tiešām uzsilda! Tas ir dīvaini, domāja Tanzānijas skolnieks, kurš rīkojās pretēji pasaulīgajai gudrībai. Vai tiešām, lai šķidrums ātrāk pārvērstos ledū, tas vispirms ir... jāuzsilda? Jaunais vīrietis bija tik pārsteigts, ka dalījās savā minējumā ar skolotāju. Viņš par šo kuriozi ziņoja presē.
Šis stāsts notika pagājušā gadsimta sešdesmitajos gados. Tagad "Mpemba efekts" ir labi zināms zinātniekiem. Taču ilgu laiku šī šķietami vienkāršā parādība palika noslēpums. Kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens?
Tikai 1996. gadā fiziķis Deivids Auerbahs atrada risinājumu. Lai atbildētu uz šo jautājumu, viņš veselu gadu veica eksperimentu: glāzē uzsildīja ūdeni un atkal atdzesēja. Tātad, ko viņš uzzināja? Sildot, ūdenī izšķīdinātie gaisa burbuļi iztvaiko. Ūdens, kurā nav gāzu, vieglāk sasalst uz trauka sienām. "Protams, sasals arī ūdens ar augstu gaisa saturu," saka Auerbahs, "bet ne pie nulles grādiem pēc Celsija, bet tikai pie mīnus četriem līdz sešiem grādiem." Protams, būs jāgaida ilgāk. Tātad, karstais ūdens sasalst pirms auksta ūdens, tas ir zinātnisks fakts.
Diez vai ir kāda viela, kas mūsu acu priekšā parādās tikpat viegli kā ledus. Tas sastāv tikai no ūdens molekulām - tas ir, elementārām molekulām, kas satur divus ūdeņraža atomus un vienu skābekļa atomu. Tomēr ledus, iespējams, ir visnoslēpumainākā viela Visumā. Zinātnieki vēl nav spējuši izskaidrot dažas tās īpašības.
2. Pārdzesēšana un "tūlītēja" sasaldēšana
Ikviens zina, ka ūdens vienmēr pārvēršas ledū, kad tas ir atdzisis līdz 0°C... izņemot atsevišķus gadījumus! Piemērs tam ir “pārdzesēšana”, kas ir ļoti tīra ūdens īpašība palikt šķidram pat tad, ja tas ir atdzesēts līdz zem sasalšanas temperatūras. Šī parādība ir iespējama, pateicoties tam, ka vidē nav kristalizācijas centru vai kodolu, kas varētu izraisīt ledus kristālu veidošanos. Un tāpēc ūdens paliek šķidrā veidā pat tad, ja tas ir atdzisis zem nulles grādiem pēc Celsija. Kristalizācijas procesu var izraisīt, piemēram, gāzes burbuļi, piemaisījumi (piesārņotāji) vai nelīdzena tvertnes virsma. Bez tiem ūdens paliks šķidrā stāvoklī. Kad sākas kristalizācijas process, jūs varat vērot, kā lieliski atdzesēts ūdens uzreiz pārvēršas ledū.
Noskatieties Fila Medina (www.mrsciguy.com) video (2901 KB, 60 sek.) un pārliecinies pats >>
komentēt. Pārkarsēts ūdens arī paliek šķidrs pat tad, ja tiek uzkarsēts virs tā viršanas temperatūras.
3. "Stikla" ūdens
Ātri un bez domāšanas nosauciet, cik dažādu stāvokļu ir ūdenim?
Ja atbildējāt trīs (ciets, šķidrs, gāzēts), tad kļūdījāties. Zinātnieki identificē vismaz 5 dažādus šķidra ūdens stāvokļus un 14 ledus stāvokļus.
Atcerieties sarunu par īpaši atdzesētu ūdeni? Tātad, lai ko jūs darītu, -38 °C pat vistīrākais īpaši atdzesēts ūdens pēkšņi pārvēršas ledū. Kas notiek ar turpmāku samazināšanos?
temperatūra? Pie -120 °C ar ūdeni sāk notikt kaut kas dīvains: tas kļūst īpaši viskozs vai viskozs, piemēram, melase, un temperatūrā, kas zemāka par -135 °C, tas pārvēršas par "stiklainu" vai "stiklveida" ūdeni - cietu vielu, kurai nav kristāliskas struktūras. .
4. Ūdens kvantu īpašības
Molekulārā līmenī ūdens ir vēl pārsteidzošāks. 1995. gadā zinātnieku veiktais neitronu izkliedes eksperiments deva negaidītu rezultātu: fiziķi atklāja, ka neitroni, kuru mērķis ir ūdens molekulas, “redz” par 25% mazāk ūdeņraža protonu, nekā gaidīts.
Izrādījās, ka ar ātrumu vienas atosekundes (10 -18 sekundes) notiek neparasts kvantu efekts, un ūdens ķīmiskā formula ierastās - H 2 O vietā kļūst par H 1,5 O!
5. Vai ūdenim ir atmiņa?
Homeopātija, kas ir alternatīva tradicionālajai medicīnai, nosaka, ka atšķaidīts zāļu šķīdums var iedarboties uz organismu dziedinoši, pat ja atšķaidīšanas faktors ir tik liels, ka šķīdumā nav palicis nekas, izņemot ūdens molekulas. Homeopātijas piekritēji šo paradoksu skaidro ar jēdzienu, ko sauc par “ūdens atmiņu”, saskaņā ar kuru ūdenim molekulārā līmenī ir “atmiņa” par vielu, kas tajā izšķīdusi, un tas saglabā sākotnējās koncentrācijas šķīduma īpašības pēc nevienas reizes. sastāvdaļas molekula paliek tajā.
Starptautiska zinātnieku grupa profesores Madlēnas Ennisas vadībā no Belfāstas universitātes, kas kritizēja homeopātijas principus, 2002. gadā veica eksperimentu, lai uz visiem laikiem atspēkotu šo koncepciju. Rezultāts bija pretējs spēja pierādīt „ūdens atmiņas” efekta realitāti. Tomēr neatkarīgu ekspertu uzraudzībā veiktie eksperimenti nedeva nekādus rezultātus.
Ūdenim ir daudzas citas neparastas īpašības, par kurām mēs šajā rakstā nerunājām.
Literatūra.
1. 5 patiešām dīvainas lietas par ūdeni / http://www.neatorama.com.
2. Ūdens noslēpums: tika izveidota Aristoteļa-Mpembas efekta teorija / http://www.o8ode.ru.
3. Nepomņaščija N.N. Nedzīvās dabas noslēpumi. Noslēpumainākā viela Visumā / http://www.bibliotekar.ru.
Karstā ūdens sasalšanas parādība, kas ir ātrāka nekā aukstā ūdens, zinātnē ir pazīstama kā Mpemba efekts. Lieli prāti, piemēram, Aristotelis, Frensiss Bēkons un Renē Dekarts, domāja par šo paradoksālo parādību, taču tūkstošiem gadu neviens vēl nav spējis piedāvāt saprātīgu izskaidrojumu šai parādībai.
Tikai 1963. gadā skolēns no Tanganikas Republikas Erasto Mpemba, izmantojot saldējuma piemēru, pamanīja šo efektu, taču neviens pieaugušais viņam nesniedza paskaidrojumus. Neskatoties uz to, fiziķi un ķīmiķi ir nopietni domājuši par tik vienkāršu, bet tik nesaprotamu parādību.
Kopš tā laika ir izteiktas dažādas versijas, no kurām viena bija šāda: daļa karstā ūdens vispirms vienkārši iztvaiko, un tad, kad tā paliek mazāk, ūdens sasalst ātrāk. Šī versija tās vienkāršības dēļ kļuva par populārāko, taču zinātniekus pilnībā neapmierināja.
Tagad pētnieku komanda no Nanjangas Tehnoloģiskās universitātes Singapūrā, ko vada ķīmiķis Sji Džans, saka, ka viņi ir atrisinājuši mūžseno noslēpumu, kāpēc silts ūdens sasalst ātrāk nekā auksts. Kā noskaidrojuši Ķīnas eksperti, noslēpums slēpjas enerģijas daudzumā, kas uzkrāts ūdeņraža saitēs starp ūdens molekulām.
Kā zināms, ūdens molekulas sastāv no viena skābekļa atoma un diviem ūdeņraža atomiem, ko kopā satur kovalentās saites, kas daļiņu līmenī izskatās kā elektronu apmaiņa. Cits zināms fakts slēpjas faktā, ka ūdeņraža atomi tiek piesaistīti blakus esošo molekulu skābekļa atomiem - un veidojas ūdeņraža saites.
Tajā pašā laikā ūdens molekulas parasti atgrūž viena otru. Zinātnieki no Singapūras pamanīja: jo siltāks ir ūdens, jo lielāks ir attālums starp šķidruma molekulām, jo palielinās atgrūšanas spēki. Rezultātā ūdeņraža saites tiek izstieptas un tādējādi uzglabā vairāk enerģijas. Šī enerģija atbrīvojas, kad ūdens atdziest – molekulas tuvojas viena otrai. Un enerģijas atbrīvošana, kā zināms, nozīmē atdzišanu.
Kā raksta ķīmiķi savā rakstā, kas atrodams pirmsdrukas vietnē arXiv.org, karstā ūdenī ūdeņraža saites ir stiprākas nekā aukstā ūdenī. Tādējādi izrādās, ka karstā ūdens ūdeņraža saitēs tiek uzkrāts vairāk enerģijas, kas nozīmē, ka vairāk tās izdalās, atdzesējot līdz zem nulles temperatūras. Šī iemesla dēļ sacietēšana notiek ātrāk.
Līdz šim zinātnieki šo noslēpumu ir atrisinājuši tikai teorētiski. Kad viņi sniedz pārliecinošus pierādījumus savai versijai, jautājumu par to, kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā aukstais, var uzskatīt par slēgtu.
Tā ir taisnība, lai gan tas izklausās neticami, jo sasalšanas procesā iepriekš uzkarsētam ūdenim ir jāiztur aukstā ūdens temperatūra. Tikmēr šis efekts tiek plaši izmantots, piemēram, slidotavas un slidkalniņi ziemā tiek piepildīti ar karstu ūdeni, nevis auksts ūdens. Speciālisti iesaka autobraucējiem ziemā mazgātāja tvertnē ieliet aukstu, nevis karstu ūdeni. Pasaulē paradokss ir pazīstams kā “Mpemba efekts”.
Šo fenomenu savulaik pieminēja Aristotelis, Frensiss Bēkons un Renē Dekarts, taču tikai 1963. gadā fizikas profesori tai pievērsa uzmanību un mēģināja to pētīt. Viss sākās ar to, ka Tanzānijas skolnieks Erasto Mpemba pamanīja, ka saldinātais piens, ko viņš izmantoja saldējuma pagatavošanai, sasalst ātrāk, ja tas bija iepriekš uzkarsēts, un izvirzīja hipotēzi, ka karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens. Viņš vērsās pie fizikas skolotāja, lai precizētu, bet viņš tikai pasmējās par studentu, sakot: "Tā nav universālā fizika, bet gan Mpemba fizika."
Par laimi kādu dienu skolā viesojās Deniss Osborns, fizikas profesors no Dāresalāmas universitātes. Un Mpemba vērsās pie viņa ar tādu pašu jautājumu. Profesors bija mazāk skeptisks, teica, ka nevar spriest par to, ko nekad nebija redzējis, un, atgriežoties mājās, lūdza savus darbiniekus veikt atbilstošus eksperimentus. Šķita, ka tie apstiprināja zēna vārdus. Jebkurā gadījumā 1969. gadā Osborns angļu žurnālā runāja par sadarbību ar Mpembu. FizikaIzglītība" Tajā pašā gadā Džordžs Kells no Kanādas Nacionālās pētniecības padomes publicēja rakstu, kurā aprakstīta šī parādība angļu valodā. AmerikānisŽurnālsnoFizika».
Šim paradoksam ir vairāki iespējamie skaidrojumi:
- Karstais ūdens iztvaiko ātrāk, tādējādi samazinot tā tilpumu, un mazāks ūdens daudzums tajā pašā temperatūrā ātrāk sasalst. Aukstam ūdenim vajadzētu ātrāk sasalst hermētiski noslēgtos traukos.
- Sniega oderes pieejamība. Tvertne ar karstu ūdeni izkausē zem tā esošo sniegu, tādējādi uzlabojot termisko kontaktu ar dzesēšanas virsmu. Auksts ūdens neizkausē sniegu zem tā. Ja nav sniega uzlikas, aukstā ūdens tvertnei vajadzētu ātrāk sasalst.
- Aukstais ūdens sāk sasalt no augšas, tādējādi pasliktinot siltuma starojuma un konvekcijas procesus un līdz ar to siltuma zudumus, savukārt karstais ūdens sāk sasalt no apakšas. Papildus mehāniski sajaucot ūdeni traukos, aukstam ūdenim vajadzētu ātrāk sasalst.
- Kristalizācijas centru klātbūtne atdzesētā ūdenī - tajā izšķīdušās vielas. Ar nelielu skaitu šādu centru aukstā ūdenī ūdens pārtapšana ledū ir apgrūtināta un iespējama pat pārdzesēšana, kad tas paliek šķidrā stāvoklī ar zem nulles temperatūru.
Nesen tika publicēts vēl viens skaidrojums. Dr Džonatans Kats no Vašingtonas universitātes pētīja šo fenomenu un secināja, ka tajā liela nozīme ir ūdenī izšķīdušām vielām, kuras karsējot izgulsnējas.
Ar izšķīdušajām vielām Dr. Katz saprot kalcija un magnija bikarbonātus, kas ir atrodami cietā ūdenī. Karsējot ūdeni, šīs vielas izgulsnējas un ūdens kļūst “mīksts”. Ūdens, kas nekad nav karsēts, satur šos piemaisījumus un ir “ciets”. Tam sasalstot un veidojoties ledus kristāliem, piemaisījumu koncentrācija ūdenī palielinās 50 reizes. Sakarā ar to ūdens sasalšanas punkts samazinās.
Šis skaidrojums man nešķiet pārliecinošs, jo... Mēs nedrīkstam aizmirst, ka efekts tika atklāts eksperimentos ar saldējumu, nevis ar cietu ūdeni. Visticamāk, parādības cēloņi ir termofizikāli, nevis ķīmiski.
Līdz šim nepārprotams izskaidrojums Mpembas paradoksam nav iegūts. Jāsaka, ka daži zinātnieki šo paradoksu neuzskata par ievērības cienīgu. Tomēr ir ļoti interesanti, ka vienkāršs skolēns ieguva fiziskās ietekmes atzinību un ieguva popularitāti, pateicoties viņa zinātkārei un neatlaidībai.
Pievienots 2014. gada februārī
Piezīme tika uzrakstīta 2011. gadā. Kopš tā laika ir parādījušies jauni pētījumi par Mpemba efektu un jauni mēģinājumi to izskaidrot. Tā 2012. gadā Lielbritānijas Karaliskā ķīmijas biedrība izsludināja starptautisku konkursu, lai atrisinātu zinātnisko noslēpumu “Mpemba Effect” ar balvu fondu 1000 mārciņu. Termiņš tika noteikts 2012. gada 30. jūlijā. Uzvarēja Nikola Bregoviča no Zagrebas Universitātes laboratorijas. Viņš publicēja savu darbu, kurā analizēja iepriekšējos mēģinājumus izskaidrot šo fenomenu un nonāca pie secinājuma, ka tie nav pārliecinoši. Viņa piedāvātais modelis ir balstīts uz ūdens pamatīpašībām. Interesenti var atrast darbu http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp
Ar to pētījumi nebeidzās. 2013. gadā fiziķi no Singapūras teorētiski pierādīja Mepemba efekta cēloni. Darbu var atrast vietnē http://arxiv.org/abs/1310.6514.
Saistītie raksti vietnē:
Citi raksti šajā sadaļā
Komentāri:
Aleksejs Mišņevs. , 06.10.2012 04:14
Kāpēc karstais ūdens iztvaiko ātrāk? Zinātnieki ir praktiski pierādījuši, ka glāze karsta ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens. Zinātnieki nevar izskaidrot šo parādību tāpēc, ka viņi nesaprot parādību būtību: karstumu un aukstumu! Siltums un aukstums ir fiziska sajūta, kas izraisa matērijas daļiņu mijiedarbību magnētisko viļņu pretsaspiešanas veidā, kas virzās no kosmosa un no Zemes centra. Tāpēc, jo lielāka ir potenciālu starpība, šis magnētiskais spriegums, jo ātrāk notiek enerģijas apmaiņa ar viena viļņa pretiekļūšanas metodi citā. Tas ir, ar difūzijas metodi! Atbildot uz manu rakstu, viens oponents raksta: 1) “..Karstais ūdens iztvaiko ĀTRĀK, kā rezultātā tā ir mazāk, tāpēc ātrāk sasalst” Jautājums! Kāda enerģija izraisa ūdens ātrāku iztvaikošanu? 2) Mans raksts ir par glāzi, nevis par koka sili, ko oponents min kā pretargumentu. Kas nav pareizi! Es atbildu uz jautājumu: "KĀPĒC ŪDENS IZTvaiko dabā?" Magnētiskie viļņi, kas vienmēr virzās no zemes centra kosmosā, pārvarot magnētiskās kompresijas viļņu pretspiedienu (kas vienmēr virzās no kosmosa uz zemes centru), tajā pašā laikā izsmidzina ūdens daļiņas, kopš pārvietojas kosmosā. , to apjoms palielinās. Tas ir, tie paplašinās! Ja tiek pārvarēti magnētiskās kompresijas viļņi, šie ūdens tvaiki tiek saspiesti (kondensēti) un šo magnētisko saspiešanas spēku ietekmē ūdens atgriežas zemē nokrišņu veidā! Ar cieņu! Aleksejs Mišņevs. 2012. gada 6. oktobris.
Aleksejs Mišņevs. , 06.10.2012 04:19
Kas ir temperatūra? Temperatūra ir magnētisko viļņu elektromagnētiskā sprieguma pakāpe ar saspiešanas un izplešanās enerģiju. Šo enerģiju līdzsvara stāvokļa gadījumā ķermeņa vai vielas temperatūra ir stabilā stāvoklī. Kad tiek izjaukts šo enerģiju līdzsvara stāvoklis, virzoties uz izplešanās enerģiju, ķermeņa vai vielas telpas apjoms palielinās. Ja magnētisko viļņu enerģija pārsniedz saspiešanas virzienu, ķermeņa vai vielas telpas tilpums samazinās. Elektromagnētiskā sprieguma pakāpi nosaka atsauces ķermeņa izplešanās vai saspiešanas pakāpe. Aleksejs Mišņevs.
Moisejeva Natālija, 23.10.2012 11:36 | VNIIM
Aleksej, jūs runājat par kādu rakstu, kurā ir izklāstītas jūsu domas par temperatūras jēdzienu. Bet neviens to nelasīja. Lūdzu, iedodiet man saiti. Kopumā jūsu uzskati par fiziku ir ļoti unikāli. Es nekad neesmu dzirdējis par "references ķermeņa elektromagnētisko izplešanos".
Jurijs Kuzņecovs, 04.12.2012 12:32
Tiek ierosināta hipotēze, ka tas ir saistīts ar starpmolekulāro rezonansi un ponderomotīves pievilcību starp molekulām, ko tā rada. Aukstā ūdenī molekulas kustās un vibrē haotiski, dažādās frekvencēs. Sildot ūdeni, palielinoties vibrāciju frekvencei, to diapazons sašaurinās (samazinās frekvenču atšķirība no šķidrā karstā ūdens līdz iztvaikošanas vietai), molekulu vibrācijas frekvences tuvojas viena otrai, kā rezultātā rezonanse. notiek starp molekulām. Atdzesēšanas laikā šī rezonanse tiek daļēji saglabāta un neizzūd uzreiz. Mēģiniet nospiest vienu no divām ģitāras stīgām, kas ir rezonansē. Tagad atlaidiet - stīga atkal sāks vibrēt, rezonanse atjaunos tās vibrācijas. Tāpat sasalušā ūdenī ārējās atdzesētās molekulas cenšas zaudēt vibrāciju amplitūdu un frekvenci, bet traukā esošās “siltas” molekulas vibrācijas “velk” atpakaļ, darbojoties kā vibratori, bet ārējās – kā rezonatori. Ponderomotīves pievilcība* rodas starp vibratoriem un rezonatoriem. Kad ponderomotīves spēks kļūst lielāks par spēku, ko rada molekulu kinētiskā enerģija (kas ne tikai vibrē, bet arī kustas lineāri), notiek paātrināta kristalizācija - "Mpemba efekts". Ponderomotīves savienojums ir ļoti nestabils, Mpemba efekts ir ļoti atkarīgs no visiem saistītajiem faktoriem: sasaldējamā ūdens tilpuma, tā sildīšanas veida, sasalšanas apstākļiem, temperatūras, konvekcijas, siltuma apmaiņas apstākļiem, gāzes piesātinājuma, dzesēšanas iekārtas vibrācijas. , ventilācija, piemaisījumi, iztvaikošana u.c. Iespējams, pat no apgaismojuma... Tāpēc efektam ir daudz skaidrojumu un dažkārt grūti atveidot. Tā paša "rezonanses" iemesla dēļ vārīts ūdens vārās ātrāk nekā nevārīts ūdens - rezonanse saglabā ūdens molekulu vibrāciju intensitāti kādu laiku pēc vārīšanas (enerģijas zudums dzesēšanas laikā galvenokārt ir saistīts ar molekulu lineārās kustības kinētiskās enerģijas zudumu). Intensīvas karsēšanas laikā vibratoru molekulas maina lomas ar rezonatora molekulām, salīdzinot ar sasalšanu - vibratoru frekvence ir mazāka par rezonatoru frekvenci, kas nozīmē, ka starp molekulām notiek nevis pievilkšanās, bet gan atgrūšanās, kas paātrina pāreju uz citu stāvokli. no apkopošanas (pāris).
Vlads, 11.12.2012 03:42
Salauza man smadzenes...
Antons, 04.02.2013 02:02
1. Vai tiešām šī ponderomotīves atrakcija ir tik lieliska, ka ietekmē siltuma pārneses procesu? 2. Vai tas nozīmē, ka visus ķermeņus uzkarsējot līdz noteiktai temperatūrai, to strukturālās daļiņas nonāk rezonansē? 3. Kāpēc šī rezonanse atdziestot pazūd? 4. Vai tas ir jūsu minējums? Ja ir avots, lūdzu, norādiet. 5. Saskaņā ar šo teoriju liela nozīme būs trauka formai, un, ja tas ir plāns un plakans, tad sasalšanas laika atšķirība nebūs liela, t.i. jūs varat pārbaudīt šo.
Gudrat, 11.03.2013 10:12 | METAK
Aukstā ūdenī jau ir slāpekļa atomi un attālumi starp ūdens molekulām ir tuvāki nekā karstā ūdenī. Tas ir, secinājums: karsts ūdens ātrāk absorbē slāpekļa atomus un tajā pašā laikā tas ātri sasalst nekā auksts ūdens - tas ir salīdzināms ar dzelzs sacietēšanu, jo karstais ūdens pārvēršas ledū un karsts dzelzs sacietē ar strauju dzesēšanu!
Vladimirs, 13.03.2013 06:50
vai varbūt tas: karstā ūdens un ledus blīvums ir mazāks par aukstā ūdens blīvumu, un tāpēc ūdenim nav jāmaina blīvums, zaudējot kādu laiku un tas sasalst.
Aleksejs Mišņevs, 21.03.2013 11:50
Pirms runāt par daļiņu rezonansi, pievilcību un vibrācijām, mums ir jāsaprot un jāatbild uz jautājumu: Kādi spēki izraisa daļiņu vibrāciju? Tā kā bez kinētiskās enerģijas nevar būt kompresijas. Bez saspiešanas nevar būt izplešanās. Bez izplešanās nevar būt kinētiskās enerģijas! Kad tu sāc runāt par stīgu rezonansi, tu vispirms piepūlies, lai kāda no šīm stīgām sāktu vibrēt! Runājot par pievilcību, vispirms jānorāda spēks, kas liek šiem ķermeņiem piesaistīt! Es apstiprinu, ka visus ķermeņus saspiež atmosfēras elektromagnētiskā enerģija un kas saspiež visus ķermeņus, vielas un elementārdaļiņas ar spēku 1,33 kg. nevis uz cm2, bet uz elementārdaļiņu Tā kā atmosfēras spiediens nevar būt selektīvs!
Dodik, 31.05.2013 02:59
Man šķiet, ka esat aizmirsis vienu patiesību - "Zinātne sākas tur, kur sākas mērījumi." Kāda ir "karstā" ūdens temperatūra? Kāda ir “aukstā” ūdens temperatūra? Rakstā par to nav ne vārda. No tā varam secināt - viss raksts ir muļķības!
Grigorijs, 04.06.2013 12:17
Dodik, pirms nosaukt rakstu par muļķībām, vajag vismaz nedaudz padomāt par mācīšanos. Un ne tikai mērīt.
Dmitrijs, 24.12.2013 10:57
Karstā ūdens molekulas pārvietojas ātrāk nekā aukstā ūdenī, izraisot intīmāku kontaktu ar vidi, šķiet, ka tie absorbē visu aukstumu, ātri palēninot.
Ivans, 10.01.2014 05:53
Pārsteidzoši, ka šajā vietnē parādās šāds anonīms raksts. Raksts ir galīgi nezinātnisks. Gan autors, gan komentētāji sacenšas savā starpā, meklējot fenomenam skaidrojumu, nepūloties noskaidrot, vai parādība vispār tiek novērota un, ja novērota, kādos apstākļos. Turklāt nav pat vienošanās par to, ko mēs patiesībā novērojam! Tādējādi autors uzstāj uz nepieciešamību izskaidrot karstā saldējuma ātras sasaldēšanas efektu, lai gan no visa teksta (un vārdiem “efekts tika atklāts eksperimentos ar saldējumu”) izriet, ka viņš pats to nav veicis. eksperimentiem. No rakstā uzskaitītajām parādības “izskaidrošanas” iespējām ir skaidrs, ka tie apraksta pilnīgi atšķirīgus eksperimentus, kas veikti dažādi apstākļi ar dažādiem ūdens šķīdumiem. Gan skaidrojumu būtība, gan subjunktīvs noskaņojums tie liecina, ka netika veikta pat izteikto ideju elementāra pārbaude. Kāds nejauši dzirdēja smieklīgu stāstu un nejauši izteica savu spekulatīvo secinājumu. Atvainojiet, bet tas nav fiziski. Zinātniskie pētījumi, un saruna notiek smēķētavā.
Ivans, 10.01.2014 06:10
Attiecībā uz komentāriem rakstā par rullīšu piepildīšanu ar karstu ūdeni un vējstiklu mazgātāja rezervuāru ar aukstu ūdeni. Šeit viss ir vienkārši no elementārās fizikas viedokļa. Slidotava ir piepildīta ar karstu ūdeni tieši tāpēc, ka tas salst lēnāk. Slidotavai jābūt līdzenai un gludai. Mēģiniet to piepildīt ar aukstu ūdeni - jūs saņemsiet pumpas un "uzbriest", jo... Ūdens sasalst _ātri_ bez laika izkliedēties vienmērīgā slānī. Un karstajam paspēs izklāties vienmērīgā kārtā, un izkausēs esošos ledus un sniega bumbuļus. Arī ar paplāksni nav grūti: ielejiet tīrs ūdens salam nav jēgas - sasalst uz stikla (pat karsti); un karsts nesasalstošs šķidrums var izraisīt auksta stikla plaisāšanu, turklāt stiklam būs paaugstināts sasalšanas punkts, jo ceļā uz stiklu notiek paātrināta spirtu iztvaikošana (ar darbības principu mēness joprojām visi viens otru pazīst? - alkohols iztvaiko, ūdens paliek).
Ivans, 10.01.2014 06:34
Bet fenomena būtībā ir stulbi jautāt, kāpēc divi dažādi eksperimenti dažādos apstākļos norit atšķirīgi. Ja eksperiments tiek veikts tikai, tad jums ir jāņem karsts un auksts ūdens ķīmiskais sastāvs- no tās pašas tējkannas ņem iepriekš atdzesētu verdošu ūdeni. Lej identiskos traukos (piemēram, plānsienu glāzēs). Mēs to neliekam uz sniega, bet uz tikpat līdzenas, sausas pamatnes, piemēram, koka galds. Un nevis mikrosaldētava, bet diezgan apjomīgā termostatā - eksperimentu veicu pirms pāris gadiem vasarnīcā, kad ārā laiks bija stabils un sals, ap -25C. Ūdens kristalizējas noteiktā temperatūrā pēc kristalizācijas siltuma izdalīšanas. Hipotēze balstās uz apgalvojumu, ka karstais ūdens atdziest ātrāk (tas ir taisnība, saskaņā ar klasisko fiziku siltuma pārneses ātrums ir proporcionāls temperatūras starpībai), bet saglabā palielinātu dzesēšanas ātrumu pat tad, ja tā temperatūra kļūst vienāda ar aukstā ūdens temperatūra. Jautājums, kā ūdens, kas ārā atdzisis līdz +20C, atšķiras no tieši tāda paša ūdens, kas stundu iepriekš ir atdzisis līdz +20C, bet telpā? Klasiskā fizika (starp citu, balstoties nevis uz pļāpāšanu smēķētavā, bet simtiem tūkstošu un miljonu eksperimentu) saka: nekas, tālākā dzesēšanas dinamika būs tāda pati (tikai verdošais ūdens sasniegs +20 punktu vēlāk). Un eksperiments parāda to pašu: kad glāzē sākotnēji auksta ūdens jau bija spēcīga ledus garoza, karstais ūdens pat nedomāja par sasalšanu. P.S. Uz Jurija Kuzņecova komentāriem. Noteikta efekta esamību var uzskatīt par konstatētu, ja ir aprakstīti tās rašanās apstākļi un tas tiek konsekventi reproducēts. Un, ja mums ir nezināmi eksperimenti ar nezināmiem apstākļiem, ir pāragri veidot teorijas, lai tos izskaidrotu, un tas neko nedod no zinātniskā viedokļa. P.P.S. Nu, nav iespējams lasīt Alekseja Mišņeva komentārus bez maiguma asarām - cilvēks dzīvo kaut kādā izdomātā pasaulē, kam nav nekāda sakara ar fiziku un reāliem eksperimentiem.
Gregorijs, 13.01.2014 10:58
Ivan, es saprotu, ka jūs atspēkojat Mpemba efektu? Tā neeksistē, kā liecina jūsu eksperimenti? Kāpēc tas ir tik slavens fizikā, un kāpēc daudzi mēģina to izskaidrot?
Ivans, 14.02.2014 01:51
Labdien, Gregorijs! Pastāv netīra eksperimenta efekts. Bet, kā jūs saprotat, tas nav iemesls meklēt jaunus likumus fizikā, bet gan iemesls uzlabot eksperimentētāja prasmes. Kā jau atzīmēju komentāros, visos minētajos mēģinājumos izskaidrot “Mpemba efektu” pētnieki pat nevar skaidri formulēt, ko tieši un kādos apstākļos mēra. Un jūs vēlaties teikt, ka tie ir eksperimentālie fiziķi? Nesmīdini mani. Efekts ir zināms nevis fizikā, bet pseidozinātniskās diskusijās dažādos forumos un blogos, no kuriem tagad ir jūra. Kā īsts fizisks efekts (tādā nozīmē kā kāda jauna sekas fiziskie likumi, nevis kā nepareizas interpretācijas vai vienkārši mīta sekas) to uztver cilvēki, kas ir tālu no fizikas. Tāpēc nav pamata runāt par rezultātiem kā vienu fizisku efektu dažādi eksperimenti, novietots pavisam citos apstākļos.
Pāvels, 18.02.2014 09:59
hmm, puiši... raksts priekš "Speed Info"... Neapvainojiet... ;) Ivanam taisnība par visu...
Gregorijs, 19.02.2014 12:50
Ivan, piekrītu, ka tagad ir daudz pseidozinātnisku vietņu, kurās tiek publicēti nepārbaudīti sensacionāli materiāli.? Galu galā Mpemba efekts joprojām tiek pētīts. Turklāt pēta universitāšu zinātnieki. Piemēram, 2013. gadā šo efektu pētīja grupa no Tehnoloģiju universitātes Singapūrā. Apskatiet saiti http://arxiv.org/abs/1310.6514. Viņi uzskata, ka ir atraduši izskaidrojumu šim efektam. Par atklājuma būtību sīkāk nerakstīšu, taču, viņuprāt, efekts ir saistīts ar ūdeņraža saitēs uzkrāto enerģiju atšķirību.
Moisejeva N.P. , 19.02.2014 03:04
Visiem, kam interesē Mpemba efekta izpēte, esmu nedaudz papildinājis rakstā esošo materiālu un norādījis saites, kur var iepazīties ar jaunākajiem rezultātiem (skat. tekstu). Paldies par komentāriem.
Ildar, 24.02.2014 04:12 | nav jēgas visu uzskaitīt
Ja šis Mpemba efekts patiešām notiek, tad izskaidrojums ir jāmeklē, manuprāt, ūdens molekulārajā struktūrā. Ūdens (kā es uzzināju no populārzinātniskās literatūras) pastāv nevis kā atsevišķas H2O molekulas, bet gan kā vairāku molekulu (pat desmitiem) kopas. Paaugstinoties ūdens temperatūrai, palielinās molekulu kustības ātrums, klasteri sadalās viens pret otru un molekulu valences saitēm nav laika salikt lielas kopas. Klasteru veidošanās aizņem nedaudz vairāk laika nekā molekulu kustības ātruma samazināšana. Un tā kā kopas ir mazākas, kristāla režģa veidošanās notiek ātrāk. Aukstā ūdenī acīmredzot lielas, diezgan stabilas kopas novērš režģa veidošanos, lai tās iznīcinātu. Pats televīzijā redzēju kuriozu efektu, kad auksts ūdens, kas mierīgi stāvēja burkā, aukstumā vairākas stundas palika šķidrs. Bet, tiklīdz burka tika paņemta, tas ir, nedaudz izkustināta no savas vietas, ūdens burkā uzreiz izkristalizējās, kļuva necaurspīdīgs, un burka pārplīsa. Nu, priesteris, kurš parādīja šo efektu, to izskaidroja ar to, ka ūdens bija svētīts. Starp citu, izrādās, ka ūdens ļoti maina savu viskozitāti atkarībā no temperatūras. Mums kā lieliem radījumiem tas ir nemanāms, bet mazu (mm vai mazāku) vēžveidīgo un vēl jo vairāk baktēriju līmenī ūdens viskozitāte ir ļoti nozīmīgs faktors. Šo viskozitāti, manuprāt, nosaka arī ūdens kopu lielums.
PELĒKS, 15.03.2014 05:30
viss ap mums redzamais ir virspusējas īpašības (īpašības), tāpēc par enerģiju pieņemam tikai to, ko varam izmērīt vai jebkādā veidā pierādīt tās esamību, pretējā gadījumā tas ir strupceļš. Šo parādību, Mpemba efektu, var izskaidrot tikai ar vienkāršu tilpuma teoriju, kas apvienos visus fiziskos modeļus vienā mijiedarbības struktūrā. tas patiesībā ir vienkārši
Ņikita, 06.06.2014 04:27 | auto
Bet kā jūs varat pārliecināties, ka, braucot automašīnā, ūdens paliek auksts, nevis silts?
Aleksejs, 03.10.2014 01:09
Lūk, vēl viens "atklājums" ceļā. Ūdens iekšā plastmasas pudele Ar atvērtu vāciņu sasalst daudz ātrāk. Prieka pēc es eksperimentu veicu vairākas reizes stiprs sals. Efekts ir acīmredzams. Sveiki teorētiķi!
Jevgeņijs, 27.12.2014 08:40
Iztvaikošanas dzesētāja princips. Mēs ņemam divus hermētiski slēgtas pudeles ar aukstu un karstu ūdeni. Liekam aukstumā. Auksts ūdens sasalst ātrāk. Tagad ņemam tās pašas pudeles ar aukstu un karstu ūdeni, atveram un ieliekam aukstumā. Karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts ūdens. Ja ņemam divus baseinus ar aukstu un karstu ūdeni, tad karstais ūdens sasals daudz ātrāk. Tas ir saistīts ar faktu, ka mēs arvien vairāk saskaramies ar atmosfēru. Jo intensīvāka ir iztvaikošana, jo ātrāk temperatūra pazeminās. Šeit ir jāpiemin mitruma faktors. Jo zemāks mitrums, jo spēcīgāka ir iztvaikošana un spēcīgāka dzesēšana.
pelēks TOMSK, 01.03.2015 10:55
GREY, 15.03.2014 05:30 - turpinājums Tas, ko jūs zināt par temperatūru, vēl nav viss. Tur ir vēl kaut kas. Ja pareizi izveidosit temperatūras fizisko modeli, tas kļūs par atslēgu, lai aprakstītu enerģijas procesus no difūzijas, kušanas un kristalizācijas līdz tādām mērogām kā temperatūras paaugstināšanās, palielinoties spiedienam, spiediena palielināšanās, palielinoties temperatūrai. No iepriekš minētā kļūs skaidrs pat Saules enerģijas fiziskais modelis. Es esmu ziemā. . 2001. gada agrā pavasarī3, aplūkojot temperatūras modeļus, sastādīju vispārīgu temperatūras modeli. Pēc pāris mēnešiem es atcerējos temperatūras paradoksu un tad sapratu... ka mans temperatūras modelis apraksta arī Mpemba paradoksu. Tas bija 2013. gada maijā - jūnijā. Es kavēju gadu, bet tas ir labākais. Mans fiziskais modelis ir fiksēts rāmis, un to var attīt gan uz priekšu, gan atpakaļ, un tajā ir motora aktivitāte, tā pati darbība, kurā viss kustas. Man ir 8 gadi skolā un 2 gadi koledžā ar tēmas atkārtojumu. Ir pagājuši 20 gadi. Tāpēc es nevaru piedēvēt nekāda veida fiziskus modeļus slaveniem zinātniekiem, kā arī nevaru piedēvēt formulas. Ļoti žēl.
Andrejs, 08.11.2015 08:52
Vispār man ir priekšstats par to, kāpēc karstais ūdens sasalst ātrāk nekā auksts. Un manos paskaidrojumos viss ir ļoti vienkārši, ja ir interese, rakstiet man uz e-pastu: [aizsargāts ar e-pastu]
Andrejs, 08.11.2015 08:58
Atvainojos, ka iedevu nepareizo Pastkastešeit ir pareizais e-pasts: [aizsargāts ar e-pastu]
Viktors, 23.12.2015 10:37
Man liekas, ka viss ir vienkāršāk, te krīt sniegs, tā ir iztvaikota gāze, atdzesēta, tāpēc varbūt aukstā laikā karstais ātrāk atdziest, jo iztvaiko un uzreiz izkristalizējas, tālu nepaceļoties, un ūdens gāzveida stāvoklī atdziest ātrāk nekā šķidrā stāvoklī)
Bekžāns, 28.01.2016 09:18
Pat ja kāds būtu atklājis šos pasaules likumus, kas ir saistīti ar šiem efektiem, viņš šeit nebūtu rakstījis No mana viedokļa, nebūtu loģiski atklāt to noslēpumus interneta lietotājiem, kad viņš to var publicēt slavenajā zinātniskajā izdevumā. žurnālus un pierādi pats personīgi tautas priekšā Tātad, ko te rakstīs par šo efektu, lielākā daļa nav loģiski.)))
Aleksejs, 22.02.2016 12:48
Sveiki eksperimentētāji Jums ir taisnība, sakot, ka zinātne sākas tur, kur... nevis mērījumi, bet aprēķini. “Eksperiments” ir mūžīgs un neaizstājams arguments tiem, kam liegta iztēle un lineāra domāšana. Molekulu ātrums, kas izlido no auksta ūdens atmosfērā, nosaka enerģijas daudzumu, ko tās pārnes no ūdens (atdzišana ir enerģijas zudums). atlikušās ūdens masas dzesēšanas ātrums) Tas arī viss, ja jūs izvairāties no "eksperimentēšanas" un atceraties Pamata pamati Zinātne
Vladimirs, 25.04.2016 10:53 | Meteo
Tajos laikos, kad antifrīzs bija retums, ūdeni no automašīnu dzesēšanas sistēmas neapsildāmā garāžā noteica pēc darba dienas, lai neatsaldētu cilindru bloku vai radiatoru - dažreiz abi kopā. No rīta tika uzliets karsts ūdens. Spēcīgā salnā dzinēji darbojās bez problēmām. Kaut kā karstā ūdens trūkuma dēļ ūdeni lēja no krāna. Ūdens uzreiz sasala. Eksperiments bija dārgs – tieši tik, cik maksā automašīnas ZIL-131 cilindru bloka un radiatora iegāde un nomaiņa. Kas tam netic, lai pārbauda. un Mpemba eksperimentēja ar saldējumu. Saldējumā kristalizācija notiek savādāk nekā ūdenī. Mēģiniet ar zobiem nokost saldējuma gabalu un ledus gabalu. Visticamāk, ka nevis sasala, bet atdzišanas rezultātā sabiezēja. Un saldūdens, vai tas ir karsts vai auksts, sasalst 0*C. Auksts ūdens ir ātrs, un karsts laiks nepieciešams atdzist.
Klejotājs, 06.05.2016 12:54 | Aleksam
"c" - gaismas ātrums vakuumā E=mc^2 - formula, kas izsaka masas un enerģijas ekvivalenci
Alberts, 27.07.2016 08:22
Vispirms līdzība ar cietvielas(nav iztvaikošanas procesa). Es nesen pielodēju varu ūdens caurules. Process notiek karsējot gāzes deglis līdz lodmetāla kušanas temperatūrai. Uzsildīšanas laiks vienam savienojumam ar savienojumu ir aptuveni viena minūte. Vienu savienojumu pielodēju pie sajūga un pēc pāris minūtēm sapratu, ka esmu pielodējis nepareizi. Bija nepieciešams nedaudz pagriezt cauruli sakabē. Sāku atkal sildīt savienojumu ar degli un, man par pārsteigumu, šuves uzsildīšana līdz kušanas temperatūrai prasīja 3-4 minūtes. Kā tā!? Galu galā caurule joprojām ir karsta, un šķiet, ka, lai to uzsildītu līdz kušanas temperatūrai, ir nepieciešams daudz mazāk enerģijas, taču viss izrādījās pretējs. Tas viss attiecas uz siltumvadītspēju, kas ir ievērojami augstāka jau apsildāmai caurulei un robeža starp apsildāmu un aukstā caurule divu minūšu laikā viņa paguva attālināties no krustojuma. Tagad par ūdeni. Mēs darbosimies ar karstā un daļēji apsildāmā trauka jēdzieniem. Veidojas karstā traukā šaura robeža temperatūras sadalījums starp karstajām, ļoti kustīgajām daļiņām un lēni kustīgajām, aukstajām daļiņām, kas salīdzinoši ātri pārvietojas no perifērijas uz centru, jo pie šīs robežas ātrās daļiņas ātri atdod savu enerģiju (atdzesē) daļiņas, kas atrodas otrā pusē. robeža. Tā kā ārējo aukstuma daļiņu apjoms ir lielāks, ātrās daļiņas, dodot savu siltumenerģija, nevar būtiski sasildīt ārējās aukstās daļiņas. Tāpēc karstā ūdens dzesēšanas process notiek salīdzinoši ātri. Daļēji uzkarsētam ūdenim ir daudz zemāka siltumvadītspēja, un robežas platums starp daļēji uzkarsētām un aukstajām daļiņām ir daudz plašāks. Pāreja uz tik plašas robežas centru notiek daudz lēnāk nekā karsta trauka gadījumā. Rezultātā karstais trauks atdziest ātrāk nekā siltais. Es domāju, ka mums ir jāseko dažādu temperatūru ūdens dzesēšanas procesa dinamikai, novietojot vairākus temperatūras sensorus no trauka vidus līdz malai.
Maks., 19.11.2016 05:07
Ir pārbaudīts: Jamalā aukstā laikā caurule ar karsto ūdeni aizsalst un tā ir jāsasilda, bet aukstā tā nav!
Artem, 09.12.2016 01:25
Tas ir grūti, bet es domāju, ka aukstais ūdens ir blīvāks par karstu ūdeni, pat labāks par vārītu ūdeni, un šeit ir dzesēšanas paātrinājums utt. karstais ūdens sasniedz auksto temperatūru un apsteidz to, un, ja ņem vērā to, ka karstais ūdens sasalst no apakšas nevis no augšas, kā rakstīts augstāk, tas ļoti paātrina procesu!
Aleksandrs Sergejevs, 21.08.2017 10:52
Tāda efekta nav. Diemžēl. 2016. gadā Nature tika publicēts detalizēts raksts par tēmu: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect No tā ir skaidrs, ka ar rūpīgiem eksperimentiem (ja siltā un aukstā ūdens paraugi visā ir vienādi izņemot temperatūru) efekts netiek novērots .
Zavlab, 22.08.2017 05:31
Viktors, 27.10.2017 03:52
— Tā tiešām ir. - ja skolā nesaprati, kas ir siltumietilpība un enerģijas nezūdamības likums. To ir viegli pārbaudīt - šim nolūkam jums ir nepieciešams: vēlme, galva, rokas, ūdens, ledusskapis un modinātājs. Un slidotavas, kā raksta speciālisti, ir sasaldētas (piepildītas) ar aukstu ūdeni, un nogrieztais ledus tiek izlīdzināts ar siltu ūdeni. Un ziemā mazgāšanas tvertnē jālej antifrīza šķidrums, nevis ūdens. Ūdens jebkurā gadījumā sasals, un auksts ūdens sasals ātrāk.
Irina, 23.01.2018 10:58
Zinātnieki visā pasaulē cīnās ar šo paradoksu jau kopš Aristoteļa laikiem, un Viktors, Zavlabs un Sergejevs izrādījās gudrākie.
Deniss, 01.02.2018 08:51
Rakstā viss ir pareizi uzrakstīts. Bet iemesls ir nedaudz atšķirīgs. Vārīšanās procesā tajā izšķīdinātais gaiss iztvaiko no ūdens, tāpēc, verdošajam ūdenim atdziestot, tā blīvums galu galā būs mazāks nekā neapstrādātam ūdenim tajā pašā temperatūrā. Nav citu iemeslu atšķirīgai siltumvadītspējai, izņemot dažādus blīvumus.
Zavlab, 01.03.2018 08:58 | Laboratorijas vadītājs
Irina:), “zinātnieki visā pasaulē” necīnās ar šo “paradoksu” īstiem zinātniekiem šis “paradokss” vienkārši nepastāv - tas ir viegli pārbaudāms labi reproducējamos apstākļos. "Paradokss" parādījās afrikāņu zēna Mpembas neatkārtojamo eksperimentu dēļ, un to uzpūta līdzīgi "zinātnieki" :)
