Môže horúca voda zamrznúť rýchlejšie ako studená voda?

Horúca voda môže mrznúť rýchlejšie ako studená voda. Nie vždy sa tak však stáva a ani veda nevysvetlila presne prečo môže sa to stať.

Aj keď Aristoteles, Bacon a Descartes opísali horúcu vodu mrznúcu rýchlejšie ako studená voda, tejto myšlienke sa väčšinou bránilo až do šesťdesiatych rokov, keď stredoškolský študent menoval Mpemba si všimol, že horúca zmrzlinová zmes, keď sa vloží do mrazničky, pred mrazením, ktorá sa ochladila na teplotu miestnosti pred umiestnením do mrazničky, zamrzla. Mpemba opakoval experiment skôr s vodou ako so zmrzlinovou zmesou a zistil rovnaký výsledok: horúca voda stuhla rýchlejšie ako chladnejšia voda. Keď Mpemba požiadal svojho učiteľa fyziky, aby vysvetlil pozorovania, učiteľ povedal Mpembovi, že jeho údaje musia byť chybné, pretože tento jav nebol možný.

Mpemba položil hosťujúcemu profesorovi fyziky, Dr. Osbornovi, rovnakú otázku. Tento profesor odpovedal, že nevedel, ale experiment otestoval. Osborne nechal vykonať Mpembov test laboratórnu techniku. Laboratórna technika oznámila, že zdvojnásobil výsledok Mpemby: „Ale budeme pokračovať v opakovaní experimentu, až kým nezískame výsledky. správny výsledok. „Dáta sú dáta, takže keď sa experiment opakoval, pokračoval rovnako vyplývať. V roku 1969 Osborne a Mpemba uverejnili výsledky svojho výskumu. Teraz sa nazýva jav, v ktorom môže horúca voda mrznúť rýchlejšie ako studená voda

Neexistuje definitívne vysvetlenie, prečo môže horúca voda mrznúť rýchlejšie ako studená voda. V závislosti od podmienok vstupujú do hry rôzne mechanizmy. Zdá sa, že hlavnými faktormi sú:

• Odparovanie - Viac horúcej vody sa odparí ako studená voda, čím sa zníži množstvo zostávajúcej vody, ktorá sa má zmraziť. Hmotnostné merania nás vedú k presvedčeniu, že je to dôležitý faktor pri chladení vody v otvorených nádobách, hoci to nie je mechanizmus, ktorý vysvetľuje, ako sa účinok Mpemba vyskytuje v uzavretých nádobách.
• Supercooling - Horúca voda má tendenciu zažiť menej a efekt podchladenia ako studená voda. Vďaka tomu je pravdepodobnejšie, že tuhne, keď dosiahne bod tuhnutia vody.
• Konvekcia - Pri ochladzovaní voda vytvára konvekčné prúdy. Hustota vody obvykle klesá so zvyšujúcou sa teplotou, takže nádoba s chladiacou vodou je zvyčajne vyššia ako spodná. Ak predpokladáme, že voda stráca väčšinu svojho tepla na svojom povrchu (čo môže alebo nemusí byť pravda, v závislosti od voda), potom voda s horúcou hornou časťou stratí svoje teplo a zmrazí rýchlejšie ako voda s hornou časťou chladiča.
• Rozpustené plyny - Horúca voda má menšiu kapacitu na zadržiavanie rozpustených plynov ako studená voda, čo môže ovplyvniť jej rýchlosť zamrznutia.
• Vplyv okolia - Rozdiel medzi počiatočnými teplotami dvoch zásobníkov vody môže mať vplyv na okolie, ktoré by mohlo ovplyvniť rýchlosť chladenia. Jedným príkladom by mohla byť teplá voda, ktorá topí predtým existujúcu vrstvu mrazu, čo umožňuje lepšiu rýchlosť chladenia.

Teraz mi za to nehovor! Ak máte pochybnosti, že horúca voda niekedy zamrzne rýchlejšie ako studená voda, vyskúšajte ju. Uvedomte si, že efekt Mpemba nebude viditeľný vo všetkých experimentálnych podmienkach, preto si pozrite stránku referencie v tomto príspevku aby ste videli, čo by pre vás mohlo najlepšie fungovať (alebo sa pokúste urobiť zmrzlina v mrazničke, ak to prijmete ako dôkaz účinku).