Ar karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas vanduo?

Karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas vanduo. Tačiau ne visada tai atsitinka ir mokslas nėra tiksliai paaiškinęs kodėl tai gali atsitikti.

Nors Aristotelis, Baconas ir Descartesas aprašė, kad karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas vanduo, minčiai daugiausia priešinosi iki septintojo dešimtmečio, kai vidurinės mokyklos moksleivis pavadino „Mpemba“ pastebėjo, kad įdedant į šaldiklį karštų ledų mišinys užšaltų prieš tai, kai prieš dedant į šaldiklį ledų mišinys buvo atvėsintas iki kambario temperatūros. Mpemba pakartojo savo eksperimentą su vandeniu, o ne su ledų mišiniu ir nustatė tą patį rezultatą: karštas vanduo užšalo greičiau nei vėsesnis vanduo. Kai Mpemba paprašė savo fizikos mokytojo paaiškinti pastebėjimus, mokytojas pasakė Mpembai, kad jo duomenys turi būti klaidingi, nes šis reiškinys buvo neįmanomas.

Mpemba pateikė tą patį klausimą kviestiniam fizikos profesoriui daktarui Osbornui. Šis profesorius atsakė, kad nežino, bet išbandys eksperimentą. Dr. Osborne'as turėjo laboratorinę techniką atlikti Mpembos testą. „Lab tech“ pranešė, kad jis dubliavo „Mpemba“ rezultatą: „Bet mes ir toliau kartosime eksperimentą, kol gausime teisingas rezultatas. “Na, duomenys yra duomenys, taigi, kai eksperimentas buvo pakartotas, jis ir toliau davė tą patį rezultatas. 1969 m. Osbornas ir Mpemba paskelbė savo tyrimų rezultatus. Dabar kartais vadinamas reiškinys, kai karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas

Nėra galutinio paaiškinimo, kodėl karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas vanduo. Priklausomai nuo sąlygų, naudojami įvairūs mechanizmai. Atrodo, kad pagrindiniai veiksniai yra šie:

• Garavimas - išgarins daugiau karšto vandens nei šaltas vanduo, taigi sumažės vandens, kuris liko užšaldyti, kiekis. Masiniai matavimai leidžia manyti, kad tai yra svarbus veiksnys atšaldant vandenį atviruose induose, nors ne tas mechanizmas, kuris paaiškina, kaip „Mpemba“ efektas atsiranda uždaruose induose.
• Šaltas aušinimas - karštas vanduo paprastai būna mažesnis super aušinimo efektas nei šaltas vanduo. Dėl to ji tampa didesnė, kai pasiekia vandens užšalimo tašką.
• Konvekcija - vanduo atvėsdamas sukuria konvekcijos sroves. Vandens tankis paprastai mažėja didėjant temperatūrai, todėl aušinimo vandens indas paprastai būna šiltesnis viršuje nei apačioje. Jei manome, kad vanduo praranda didžiąją dalį šilumos per savo paviršių (tai gali būti arba netiesa, atsižvelgiant į sąlygos), tada vanduo su karštesniu viršumi prarastų šilumą ir užšaltų greičiau nei vanduo su vėsesniu viršumi.
• Ištirpintos dujos - karštas vanduo turi mažiau galimybių laikyti ištirpusias dujas nei šaltas vanduo, o tai gali turėti įtakos jo užšalimo greičiui.
• Aplinkos poveikis - Dviejų vandens indų pradinės temperatūrų skirtumas gali turėti įtakos aplinkai, kuri gali turėti įtakos aušinimo greičiui. Vienas iš pavyzdžių būtų šiltas vanduo, tirpinantis jau esantį šalčio sluoksnį, leidžiantis geriau vėsinti.

Dabar nekreipkite į tai žodžio! Jei abejojate, ar karštas vanduo kartais užšąla greičiau nei šaltas, išbandykite jį patys. Atminkite, kad „Mpemba“ efektas nebus matomas visomis eksperimentinėmis sąlygomis, todėl pasitarkite su nuorodos šiame įraše norėdami pamatyti, kas jums labiausiai tiktų (arba pabandykite sukurti ledai savo šaldiklyje, jei sutiksite, kad tai bus efekto įrodymas).