Czy gorąca woda może zamarzać szybciej niż zimna woda?

Gorąca woda może zamarznąć szybciej niż zimna woda. Jednak nie zawsze tak się dzieje i nauka nie wyjaśniła dokładnie dlaczego może się zdarzyć.

Chociaż wszyscy Arystoteles, Bekon i Kartezjusz opisali zamarzanie gorącej wody szybciej niż zimnej wody, pojęcie to opierało się głównie do lat sześćdziesiątych, kiedy uczeń szkoły średniej o imieniu Mpemba zauważył, że mieszanka gorących lodów po umieszczeniu w zamrażarce zamarzłaby przed mieszanką lodów schłodzonych do temperatury pokojowej przed umieszczeniem w zamrażarce. Mpemba powtórzył eksperyment z wodą, a nie z lodami i znalazł ten sam rezultat: gorąca woda zamarzła szybciej niż zimniejsza. Kiedy Mpemba poprosił swojego nauczyciela fizyki o wyjaśnienie obserwacji, nauczyciel powiedział Mpembie, że jego dane muszą być błędne, ponieważ zjawisko to było niemożliwe.

Mpemba zadał to samo pytanie odwiedzającemu profesorowi fizyki, dr Osborne. Profesor odpowiedział, że nie wie, ale przetestuje eksperyment. Dr Osborne zlecił technikowi laboratoryjnemu wykonanie testu Mpemba. Technik laboratoryjny poinformował, że zduplikował wynik Mpemby: „Ale będziemy powtarzać eksperyment, dopóki nie otrzymamy właściwy wynik. ”Cóż, dane są danymi, więc po powtórzeniu eksperymentu wyniki były takie same wynik. W 1969 roku Osborne i Mpemba opublikowali wyniki swoich badań. Teraz czasami nazywa się zjawisko, w którym gorąca woda może zamarzać szybciej niż zimna woda

Nie ma ostatecznego wyjaśnienia, dlaczego gorąca woda może zamarzać szybciej niż zimna woda. W grę wchodzą różne mechanizmy, w zależności od warunków. Głównymi czynnikami wydają się być:

• Parowanie - więcej gorącej wody wyparuje niż zimna woda, zmniejszając w ten sposób ilość wody pozostałej do zamrożenia. Pomiary masy prowadzą nas do przekonania, że ​​jest to ważny czynnik podczas chłodzenia wody w otwartych pojemnikach, chociaż nie jest to mechanizm wyjaśniający, w jaki sposób efekt Mpemba występuje w zamkniętych pojemnikach.
• Supercooling - w gorącej wodzie występuje mniej efekt przechłodzenia niż zimna woda. To sprawia, że ​​bardziej prawdopodobne jest, że zestali się, gdy osiągnie punkt zamarzania wody.
• Konwekcja - Woda rozwija prądy konwekcyjne podczas chłodzenia. Gęstość wody zwykle maleje wraz ze wzrostem temperatury, więc zbiornik wody chłodzącej zwykle jest cieplejszy na górze niż na dole. Jeśli założymy, że woda traci większość ciepła na powierzchni (co może, ale nie musi być prawdą, w zależności od warunki), wtedy woda z cieplejszym blatem straci ciepło i zamarznie szybciej niż woda z chłodniejszym blatem.
• Gazy rozpuszczone - gorąca woda ma mniejszą zdolność do zatrzymywania rozpuszczonych gazów niż zimna woda, co może wpływać na szybkość zamarzania.
• Wpływ otoczenia - Różnica między początkowymi temperaturami dwóch pojemników z wodą może mieć wpływ na otoczenie, co może mieć wpływ na szybkość chłodzenia. Jednym z przykładów byłaby ciepła woda topiąca wcześniej istniejącą warstwę szronu, umożliwiającą lepszą szybkość chłodzenia.

Nie wierz mi na słowo! Jeśli masz wątpliwości, że gorąca woda czasami zamarza szybciej niż zimna, sprawdź ją sam. Pamiętaj, że efekt Mpemba nie będzie widoczny we wszystkich warunkach eksperymentalnych, więc skonsultuj się z referencje w tym poście aby zobaczyć, co może być dla Ciebie najlepsze (lub spróbuj zrobić lody w zamrażarce, jeśli zaakceptujesz to jako demonstrację efektu).