Czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, czy ciepła woda naprawdę może zamarznąć szybciej niż zimna woda, a jeśli tak, to jak to działa? Jeśli tak, to musisz wiedzieć o efekcie Mpemba.
Mówiąc wprost, efekt Mpemba to nazwa nadawana zjawisku, gdy gorąca woda zawiesza się szybciej niż zimna woda. Chociaż efekt obserwowano od stuleci, dopiero w 1968 r. Opublikowano go jako obserwację naukową.
Nazwa Mpemba Effect pochodzi od Erasto Mpemba, ucznia z Tanzanii, który twierdził, że lody zamarzną szybciej, jeśli zostaną podgrzane przed zamrożeniem. Chociaż wyśmiewał go jego rówieśnicy, Mpemba roześmiał się ostatni raz, gdy jego instruktor przeprowadził eksperyment, demonstrując efekt. Mpemba i dyrektor Dr. Denis G. Osborne zaobserwował, że czas wymagany do rozpoczęcia zamrażania trwał najdłużej, jeśli początkowa temperatura wody wynosiła 25 ° C, i zajmował znacznie mniej czasu, jeśli temperatura początkowa wynosiła 90 ° C.
Powody, dla których występuje efekt Mpemba
Naukowcy nie są całkowicie pewni, dlaczego gorąca woda czasami zamarza szybciej niż zimna. Efekt Mpemba nie zawsze jest widoczny - często zimna woda zamarza przed gorącą wodą. Wyjaśnienie tego efektu prawdopodobnie dotyczy zanieczyszczeń w wodzie, które służą jako miejsca zarodkowania do zamrożenia. Inne czynniki mogą obejmować:
- efekt parowania gorącej wody
- zwiększona konwekcja w gorącej wodzie
- zwiększona tendencja zimnej wody do przechładzania w porównaniu z gorącą wodą
- potencjalnie różne ilości rozpuszczonych gazów w zimnej wodzie w porównaniu z gorącą wodą
- efekt tworzenia się szronu - gorąca woda marznie od dołu, a zimna woda marznie od góry
- przewodność cieplna, powodująca stopienie pojemnika z gorącą wodą przez lód izolacyjny w zamrażarce, potencjalnie wystawiając pojemnik na chłodniejszą warstwę pod lodem
Dowiedz się więcej o punkt zamarzania wody.
Źródła
Burridge, Henry C. „Kwestionowanie efektu Mpemba: gorąca woda nie stygnie szybciej niż zimno”, doniesienia naukowe, tom 6, Paul F. Lipa, numer artykułu: 37665, 24 listopada 2016 r.
Jeng, Monwhea (2006). „Gorąca woda może zamarzać szybciej niż zimna ???”. American Journal of Physics. 74 (6): 514–522. arXiv: physics / 0512262. doi:10.1119/1.2186331
Jin, Jaehyeok; Goddard III, William A. (2015). „Mechanizmy leżące u podstaw efektu Mpemba w wodzie z symulacji dynamiki molekularnej”. Journal of Physical Chemistry C. 119 (5): 2622–2629. doi:10.1021 / jp511752n
Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li, Wei; Cremer, Dieter (2017). „Różne sposoby wiązania wodoru w wodzie - dlaczego ciepła woda zamarza szybciej niż zimna woda?”. Journal of Chemical Theory and Computation. 13 (1): 55–76. doi:10.1021 / acs.jctc.6b00735