الذي المياه يتجمد أسرع: ساخنة أو باردة؟ ماذا تعتمد

في الواقع، بعض الماء يتجمد أسرع، ساخنة أو باردة، تتأثر بعوامل كثيرة، ولكن السؤال نفسه يبدو غريبا بعض الشيء. ومن المفهوم، وكما هو معروف فإنه من الفيزياء أن الماء الساخن لا يزال يحتاج الى وقت ليبرد إلى درجة حرارة المياه الباردة ومقارنة يلتفت إلى جليد. الماء البارد يمكن تخطي هذه الخطوة و، على التوالي، أكثر من الوقت الذي يفوز. ولكن الجواب على السؤال على النحو الذي المياه يتجمد أسرع - ساخنة أو باردة - خارج في البرد، وقال انه يعرف كل فرد من سكان المناطق الشمالية. في الواقع، بطريقة علمية، يبدو أنه في أي حال، الماء البارد هو ببساطة مضطرون إلى تجميد أسرع.

فقط فكرت ومدرس الفيزياء، والتي تحولت طالب إيراستو مبيمبا في عام 1963 مع طلب لشرح لماذا الخليط البارد كريم في المستقبل الجليد تجميد لفترة أطول من ما شابه ذلك، ولكن الساخنة.

"انها ليست عالم الفيزياء، وبعض الفيزياء Mpemba"

في ذلك الوقت، المعلم ضحك فقط حول هذا الموضوع، ولكن دينيس أوزبورن، أستاذ الفيزياء، الذي قاد مرة واحدة لنفس المدرسة، حيث درس إراستو، أكد تجريبيا وجود مثل هذا التأثير، على الرغم من أن التفسير إذا لم يكن. في عام 1969، في مجلة العلوم الشعبية نشرت ورقة مشتركة بين الرجلين، الذين وصفوا هذا النوع من التأثير. ومنذ ذلك الحين، وبالمناسبة، فإن السؤال الذي المياه يتجمد أسرع - ساخنة أو باردة، لديها باسمه - تأثير أو مفارقة Mpemba.

السؤال نشأ منذ فترة طويلة

وبطبيعة الحال، قبل هذه الظاهرة وقعت عليه، وجاء في أعمال غيره من العلماء. ليس فقط الطلاب المهتمين في هذا السؤال، ولكن أيضا وقتك في التفكير في ذلك Frensis Bekon، رينيه ديكارت، وحتى أرسطو. هذا فقط أساليب حل بدأت هذه المفارقة أن ننظر فقط في نهاية القرن العشرين.

وقعت الظروف إلى المفارقة

كما في حالة من الآيس كريم، يتجمد ليس فقط الماء العادي أثناء التجربة. يجب أن تكون هناك شروط معينة من أجل البدء في النقاش الذي يتجمد الماء أسرع - ساخنة أو باردة. ما يؤثر على مسار العملية؟

الآن، في القرن ال21، وطرح عدد من الخيارات التي قد يفسر danyj التناقض. ما الماء يتجمد أسرع، ساخنة أو باردة، قد تعتمد على حقيقة أن الماء الساخن أكثر من البرد، ومعدل التبخر. وبالتالي، يقلل حجمه، ويصبح أصغر مع انخفاض حجم ووقت التجميد، مما لو أخذنا حجم الأصلي نفسه من الماء البارد.

منذ فترة طويلة ديفروستيد ذلك الفريزر

في الواقع، بعض الماء يتجمد أسرع، ولماذا يحدث هذا، يمكن أن تؤثر على بطانة الثلوج التي يمكن أن تحدث في الثلاجة الفريزر، وتستخدم للتجربة. وإذا أخذنا حاويتين متطابقة في الحجم، ولكن في واحدة منها ستكون الماء الساخن، وفي أخرى - حاوية المياه الباردة مع الساخنة تذوب تحت الثلوج، وبالتالي تحسين طبقة الاتصال الحرارية مع جدار الثلاجة. الحاوية بالماء البارد لا تستطيع أن تفعل هذا. إذا كان هذا بطانة مع الثلج في الثلاجة ليست الماء البارد يجب تسخين أسرع.

إلى أعلى الصفحة - القاع

أيضا، هذه الظاهرة التي الماء يتجمد أسرع - ساخنة أو باردة، ويفسر على النحو التالي. وبعد بعض القوانين، يبدأ الماء البارد لتجميد من الطبقات العليا متى الساخنة أنه على العكس من ذلك - يبدأ بتجميد من أسفل إلى أعلى. وهكذا يبدو أن الماء البارد، وجود الطبقة العليا مع الأماكن الباردة شكلت بالفعل الجليد نفسها تتدهور ذلك عمليات الحمل الحراري والإشعاع الحراري، وبالتالي شرح ما يتجمد الماء أسرع - ساخنة أو باردة. صور من تجارب الهواة المرفقة، وهنا كان مرئيا بوضوح.

الحرارة يخرج، وتهدف إلى الأعلى، والتقى هناك مع سرير بارد جدا. المسار الحر للإشعاع الحرارة غير متوفر، لأن عملية التبريد تصبح صعبة. هذه العقبات في طريقها ليس لها اي الماء الساخن. ما يجمد أسرع - ساخنة أو باردة، فإنه يعتمد على ما النتيجة المحتملة، يمكن أن تمتد الاستجابة أن أي الماء له مادة معينة الذائبة فيه.

الشوائب في تكوين المياه كعامل التي تؤثر على نتائج

إن لم يكن الغش واستخدام المياه مع نفس التكوين، حيث تركيز بعض المواد متطابقة، ثم الماء البارد يجب تجميد بسرعة. ولكن إذا حدث نفس الوضع عندما العناصر الكيميائية الذائبة متوفرة فقط في الماء الساخن والماء البارد في نفس الوقت ليس لديهم، فمن الممكن أن يكون تجميد الماء الساخن قبل. والسبب هو أن المواد المذابة في الماء خلق مراكز التبلور، مع وجود عدد قليل من هذه المراكز تحويل الماء إلى الحالة الصلبة أمر صعب. ربما فائق التبريد المياه، بمعنى أنه في جنوب الصفر درجة الحرارة، وسوف يكون في حالة سائلة.

ولكن كل هذه الإصدارات، على ما يبدو، وليس حتى نهاية العلماء تنظيما واصلوا العمل بشأن هذه القضية. في عام 2013، وقال فريق من الباحثين في سنغافورة أنهم تمكنوا من حل اللغز القديم. وتقول جماعة من العلماء الصينيين أن سر هذا التأثير هو كمية الطاقة التي يتم تخزينها بين جزيئات الماء في اتصالاتها، ويشار إلى الهيدروجين.

الجواب من العلماء الصينيين

سوف يتبع مزيد من المعلومات، لفهم ما يلزم منها لديهم بعض المعرفة في الكيمياء لفهم أي نوع من الماء يتجمد أسرع - ساخنة أو باردة. كما هو معروف، جزيء الماء يتكون من ذرتين من H (الهيدروجين) وذرة واحدة من O (الأكسجين) التي عقدت معا عن طريق روابط تساهمية.

ولكن ذرات الهيدروجين أيضا واحدة والجزيئات تنجذب إلى جزيئات المجاورة، إلى عنصر الأوكسجين الخاصة بهم. ومن تسمى هذه السندات الهيدروجين.

وينبغي أن نتذكر أنه في الوقت نفسه، جزيئات الماء تعمل على كل مثير للاشمئزاز البعض. وقد لاحظ العلماء أن تسخين المياه يزيد من المسافة بين جزيئاته وتساهم في هذه القوات مجرد مثير للاشمئزاز. وتبين أن السندات الهيدروجين، أخذ مسافة واحدة بين الجزيئات في دولة الباردة يمكن أن يقال لتمتد خارج، وأنها تحتوي على كمية أكبر من الطاقة. وإصدارها هذه الطاقة المخزنة عندما تبدأ جزيئات الماء لنهج بعضها البعض، أي هناك التبريد. ويبدو أن قدر أكبر من الطاقة المخزنة في الماء الساخن وزيادة صدوره على التبريد لدرجات حرارة تحت الصفر، وهو أسرع من الماء البارد، والذي المعروض من هذه الطاقة أقل. ذلك الذي المياه يتجمد أسرع - ساخنة أو باردة؟ في الشارع وفي المختبر يجب أن يكون التناقض Mpemba والماء الساخن يجب أن تتحول إلى جليد بشكل أسرع.

ولكن السؤال ما زال مفتوحا

هناك تأكيدا النظري فقط من القرائن - كل الصيغ المكتوبة ويبدو جميلة معقول. ولكن عندما تكون نتائج التجارب التي يتجمد الماء أسرع - ساخنة أو باردة، وسيتم تسليم من الناحية العملية، وستعرض نتائجها، بعد ذلك سوف يكون من الممكن النظر في مسألة التناقض مغلقة Mpemba.