В 1963 году школьник Эрасто Мпемба на уроке попросил учителя по физике объяснить, отчего горячая вода замерзает быстрей холодной... Однако тот лишь рассмеялся, сказав : «Это не всемирная физика, а физика Мпембы». Тем не менее мальчик настаивал на своем, так как он видел все это сам- поставив две чашки воды в холодильник, горячая замерзла быстрей.
Тот же вопрос Мпемба задал приехавшему в школу Деннису Осборну, профессору физики. Проведенная опытная проверка показала наличие эффекта, однако не могла дать объяснения.
В 1969 году в журнале «Physics Education» вышла статья Мпембы и Осборна, которая описывала тот парадокс. Существует несколько вариантов пояснения этого феномена:
1.горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая тем самым свой объем, а меньший объем воды при той же температуре замерзает быстрей. В герметичных контейнерах холодная вода должна замерзнуть быстрей.
2. Снег в морозильной камере холодильника контейнер с горячей водой плавит под собой ,те самым улучшая тепловой контакт со стенкой морозильника. А вот контейнер с холодной водой не плавит под собой снег. Если бы снеговой подкладки не было,то контейнер с холодной водой должен замерзнуть быстрей.
3. Холодная вода начинает замерзать сверху, снижая тем самым излучение тепло и конвекцию, а значит и убыль тепла, ибо горячая вода начинает замерзать снизу. При механическом перемешивании воды в контейнерах холодная вода должна замерзнуть быстрей.
4. Существование центров кристаллизации в охлаждаемой воде — то есть растворенных в ней веществ. При небольшом числе этих центров превращение воды в лед затрудняется и возможно даже её переохлаждение, когда она остается в жидком состоянии, имея минусовую температуру. При равном составе и концентрации растворов холодная вода должна замерзнуть быстрей.
Однако однозначного ответа на вопрос, какой же фактор из них обеспечивает 100- процентное воспроизводство эффекта Мпембы, так и не было найдено.
Обсуждение
0 comment