Hvilke vann fryser raskere: varm eller kald? Hva avhenger det

Faktisk, fryser litt vann raskere, varmt eller kaldt, påvirkes av mange faktorer, men selve spørsmålet virker litt rart. Det er forstått, og det er kjent fra fysikken at varmt vann trenger fortsatt tid til å kjøle til kaldtvanntemperaturen er i forhold til å slå til is. Kaldt vann kan hoppe over dette trinnet og henholdsvis over tid vinner. Men svaret på spørsmålet om hvilke vann fryser raskere - varm eller kald - ute i kulden, han vet hver innbygger i de nordlige breddegrader. Faktisk, på en vitenskapelig måte, virker det som i alle fall er bare forpliktet til å fryse raskere kaldt vann.

Bare tenkte jeg og fysikklærer, som viste student Erasto Mpemba i 1963 med en forespørsel om å forklare hvorfor den kalde blandingen fremtiden iskrem frosset lenger enn tilsvarende, men varmt.

"Det er ikke en verden fysikk, og noen fysikk Mpemba"

På den tiden, læreren bare lo om det, men Deniss Osborne, professor i fysikk, som en gang kjørte på samme skole, hvor han studerte Erasto, eksperimentelt bekreftet eksistensen av en slik effekt, selv om en forklaring hvis det ikke var. I 1969, i det populærvitenskapelige magasinet publiserte en felles papir av de to mennene, som har beskrevet denne slags effekt. Siden da, forresten, spørsmålet om hvilke vann fryser raskere - varmt eller kaldt, har sitt eget navn - effekten eller paradoks Mpemba.

Spørsmålet oppsto for lenge siden

Naturligvis, før dette fenomenet fant sted å være, og det ble nevnt i verk av andre forskere. Ikke bare studenten interessert i dette spørsmålet, men også din tid på å tenke at Frensis Bekon, Rene Dekart, og selv Aristoteles. Det er bare tilnærminger til å løse dette paradokset begynte å se bare på slutten av det tjuende århundre.

Forhold til paradokset inntraff

Som i tilfellet med iskrem, fryser ikke bare vanlig vann under forsøket. Det bør være visse betingelser for å starte en debatt som vann fryser raskere - varm eller kald. Hva påvirker løpet av prosessen?

Nå, i det 21. århundre, fremmet en rekke alternativer som kan forklare paradokset danyj. Det som vannet fryser raskere, varmt eller kaldt, kan avhenge av det faktum at varmt vann har mer enn kald, fordampningshastigheten. Dermed reduseres dens volum, og blir mindre ettersom volumet minsker og frysetiden, enn hvis vi tar den samme opprinnelige volum av kaldt vann.

Det har lenge vært tint fryser

Faktisk, fryser litt vann raskere, og hvorfor dette skjer, kan påvirke snø fôr som kan finne sted i fryseren kjøleskapet, som brukes for forsøket. Hvis vi tar to beholdere er identiske i størrelse, men i en av dem vil være varmt vann, og i den andre - kaldtvannsbeholder med varmsmelte under snø, for derved å forbedre den termiske kontaktlaget med den kjøleskap vegg. Beholderen med kaldt vann kan ikke gjøre dette. Dersom en slik foring med snø i kjøleskapet er ikke kaldt vann skal varmes raskere.

Topp - bunn

Også fenomenet som vannet fryser raskere - varmt eller kaldt, blir forklart som følger. Etter visse lover, begynner kaldt vann for å fryse fra de øverste lagene når den er varm gjør det den andre veien rundt - begynner å fryse fra bunnen opp. Det synes således at det kalde vann, som har et toppsjikt med kalde steder som allerede er dannet is seg forringes slik prosesser av konveksjon og varmestråling, for derved å forklaring av hva vannet fryser raskere - varm eller kald. Bilder fra amatør eksperimenter vedlagt, og her er det godt synlig.

Heat kommer ut, sikter oppover, og det møtt med en veldig kald seng. Fri bane for varmestråling ikke er tilgjengelig, fordi kjøleprosessen blir vanskelig. Slike hindringer på sin vei har absolutt ingen varmt vann. Hva fryser raskere - varm eller kald, det avhenger av hva den sannsynlige utfall, kan forlenge den responsen som en hvilken som helst vann har en viss substans oppløst deri.

Urenheter i vannet sammensetningen som en faktor som påvirker utfallet av

Hvis ikke jukse og å anvende vann med den samme sammensetning, karakterisert ved at konsentrasjonen av visse stoffer er identiske, da det kalde vannet skal fryses hurtig. Men hvis den samme situasjonen oppstår når oppløste kjemiske elementer som bare er tilgjengelige i varmt vann og kaldt vann samtidig har de ikke, så er det mulig å ha varmt vann fryse før. Årsaken er at oppløste stoffer i vannet, skaper krystallisasjons-sentre, og med et lite antall av disse sentrene å gjøre vann til den faste tilstand er vanskelig. Kanskje enda underkjølt vann, i den forstand at i temperatur under null, vil det være i en flytende tilstand.

Men alle disse versjonene, tilsynelatende, ikke før mot slutten av organiserte forskere og de fortsatte å jobbe med dette problemet. I 2013, et team av forskere i Singapore sa at de klarte å løse den eldgamle gåten. En gruppe av kinesiske forskere sier at hemmeligheten av denne effekten er mengden av energi som er lagret mellom vannmolekylene i sin kommunikasjon, referert til som hydrogen.

Svaret fra de kinesiske forskere

Ytterligere informasjon vil følge, for å forstå noe som er nødvendig å ha en viss kunnskap i kjemi for å forstå hva slags vann fryser raskere - varm eller kald. Som kjent er vannmolekyl består av to atomer av H (hydrogen) og et atom av O (oksygen) som holdes sammen ved hjelp av kovalente bindinger.

Men også enkle hydrogenatomer og molekyler som er tiltrukket til nabomolekyler, til deres oksygen komponent. Det er disse bindinger kalles hydrogen.

Man må huske at på samme tid, vannmolekylene virker på hverandre frastøtende. Forskere har merket seg at oppvarming av vann øker avstanden mellom molekylene og bidra til dette bare frastøtende krefter. Det viser seg at hydrogenbindinger, tar en avstand mellom molekylene i kald tilstand kan sies å strekke seg ut, og de har en større mengde energi. Det er denne lagrede energi frigjøres når vannmolekyler begynner å nærme seg hverandre, dvs. at det er en kjøling. Det ser ut til at større energi som er lagret i varmt vann og å øke dens frigivelse ved avkjøling til temperaturer under frysepunktet, er den raskere enn i kaldt vann, i hvilket tilførselen av slik energi mindre. Så hvilke vann fryser raskere - varm eller kald? På gaten og i laboratoriet må være et paradoks Mpemba og varmt vann skal bli til is raskere.

Men spørsmålet er fortsatt åpen

Det er bare en teoretisk bekreftelse av ledetråder - alle skrevet formler og vakker virker troverdige. Men når resultatene av eksperimentene som vann fryser raskere - varm eller kald, vil bli levert i en praktisk forstand, og deres resultater vil bli presentert, så vil det være mulig å vurdere spørsmålet om paradokset Mpemba lukket.