איזה מים קופאים מהר: חם או קר? מה זה תלוי

למעשה, כמה מים קופאים מהר, חמים או קר, מושפע מגורמים רבים, אך השאלה עוצמה נראית קצת מוזרה. מובן, וזה ידוע מהפיזיקה כי מים חמים עדיין זקוקים לזמן כדי לקרר את טמפרטורת מים הקרה מושווה להפוך לקרח. מים קרים יכולים לדלג על שלב זה, בהתאמה, עם הזמן זה זוכה. אבל את התשובה לשאלה על איזה מים קופאים מהר - החמה או קרה - בחוץ בקור, הוא יודע כל תושב של הרוחב הצפוני. למעשה, בצורה מדעית, נראה כי בכל מקרה, מים קרים מחויבים פשוט להקפיא מהר.

בדיוק חשבתי ומורה לפיזיקה, אשר הפך לתלמיד Erasto Mpemba ב 1963 עם בקשה להסביר מדוע גלידה קרה תערובת בעתיד קפוא ארוך יותר דומה, אבל חם.

"זה לא פיזיקה בעולם, וחלק פיזיקה Mpemba"

באותו זמן, המורה פשוט צחק על זה, אבל דניס אוסבורן, פרופסור לפיסיקה, שפעם נסע ללמוד באותו בית ספר, שם למד Erasto, בניסוי אישר את קיומה של השפעה כזו, אם כי הסבר אם זה לא היה. בשנת 1969, במגזין המדע הפופולרי פרסם מסמך משותף של שתיים, שתארו את זה סוג של אפקט. מאז, אגב, השאלה איזה מים קופאים מהר - חם או קר, יש שם משלו - אפקט או פרדוקס Mpemba.

השאלה התעוררה מזמן

מטבע הדברים, לפני תופעה זו התקיימה להיות, וזה הוזכר עבודות של חוקרים אחרים. לא רק התלמיד מעוניין בשאלה זו, אלא גם את הזמן שלך לחשוב על זה Frensis Bekon, רנה Dekart, ואפילו אריסטו. זה רק גישות לפתרון הפרדוקס הזה התחיל להסתכל רק בסוף המאה עשרים.

תנאים לפרדוקס התרחשו

כמו במקרה של גלידה, לא רק מים רגילים קופאים במהלך הניסוי. לא צריך להיות תנאים מסוימים כדי להתחיל דיון שבו מים קופאים מהר - חמים או קרים. מה משפיע על מהלך התהליך?

עכשיו, במאה ה -21, העלה מספר אפשרויות אשר עשוי להסביר את הפרדוקס danyj. אשר זה מים קופאים מהר, חם או קר, עשוי להיות תלויים בכך שהמים החמים יש יותר קר, קצב התאדות. לפיכך, נפחו יורדת, ואז הוא הופך קטן יותר כמו ירידות נפח וזמן הקפאה, מאשר אם ניקח את אותו נפח המקורי של מים קרים.

זה כבר זמן רב להפשיר מקפיא

למעשה, כמה מים קופאים מהר, ולמה זה קורה, יכול להשפיע רירית שלג שיכול להתקיים במקרר במקפיא, המשמשת בניסוי. אם ניקח שתי מכולות זהות בגודלם, אך באחד מהם יהיו מים חמים, ובשני - מכל מים הקר עם הדבק החם תחת שלג, ובכך לשפר את שכבת המגע התרמית עם הקיר המקרר. מיכל עם מים קרים לא יכול לעשות את זה. אם רירית כזה עם שלג במקרר הוא לא מים קרים צריכים לחמם מהר.

עליון - תחתון

כמו כן, התופעה אשר מים קופאים מהר - החמה או קרה, מוסבר כדלהלן. מים בעקבות חוקים מסוימים, קרים מתחילים להקפיא מן השכבות העליונות כאשר חם עושה את זה להיפך - מתחיל להקפיא מלמטה למעלה. לפיכך נראה כי המים הקרים, בעל שכבה עליונה עם מקומות קרים כבר קרח התנסח מידרדר כך התהליכים של הסעה וקרינת תרמית, ובכך הסביר מה המים קופאים מהר - חמים או קר. תמונות מן ניסויי החובבים מצורפים, וכאן הוא נראה בבירור.

חום יוצא, מכוון כלפי מעלה, ושם נפגש עם מיטה מאוד קרה. נתיב חינם עבור קרינת החום אינו זמין, כי תהליך הקירור הופכת קשה. מכשולים כאלה בדרכה אין מים חמים לחלוטין. מה קופא מהר - חם או קר, זה תלוי מה התוצאה הסבירה, יכול להאריך את התגובה שכל המים יש חומר מסוים המומסים בהם.

זיהומים בהרכב המים כגורם המשפיע על התוצאה

אם לא לרמות ולהשתמש במים עם אותו הרכב, שבו הריכוז של חומרים מסוימים זהה, אזי המים הקרים צריכים להיות קפוא במהירות. אבל אם באותו המצב מתרחש כאשר היסודות הכימיים המומסים הזמינים רק מים חמים ומים קרים בעת ובעונה אחת אין להם, אז זה אפשרי שתהיה הקפאת מים חמה לפני. הסיבה לכך היא מומס במים ליצור מרכזי התגבשות, ועם מספר קטן של מרכזים אלה שהופכים מים במצב המוצק קשה. אולי אפילו בקירור מים, במובן זה ב טמפרטורות מתחת לאפס, זה יהיה במצב נוזלי.

אבל כל הגירסות הללו, ככל הנראה, לא עד סוף המדענים מאורגנים והם המשיכו לעבוד על הנושא הזה. בשנת 2013, צוות של חוקרים בסינגפור אמר כי הם הצליחו לפתור את החידה עתיקת היומין. קבוצה של מדענים סיניים אומרת שסוד האפקט הזה היא כמות האנרגיה, אשר מאוחסנת בין מולקולות מי התקשורת שלה, המכונית מימן.

התשובה מן המדענים הסינים

מידע נוסף יעבור, לצורך הבנה שהוא הכרחי כדי לקבל קצת ידע בכימיה כדי להבין איזה סוג של מים קופאים מהר - חם או קר. כידוע, מולקולת מים מורכבת משני אטומים של H (מימן) ואטום אחד של O (חמצן) מוחזקים ביחד על ידי קשרים קוולנטיים.

אבל גם אטומים ומולקולות מימן יחידים נמשכים למולקולות שכנות, כדי מרכיב החמצן שלהם. קשרים אלה נקראים מימן.

יש לזכור כי בעת ובעונה אחת, מולקולות המים לפעול לפי כל ודוחה אחרים. המדענים ציינו כי חימום מים מגדיל את המרחק בין המולקולות שלו ולתרום כוחות דחייה רק זה. מתברר כי קשרי מימן, לוקח מרחק אחד בין המולקולות במצב הקר ניתן לומר להשתרע, ויש להם כמות גדולה יותר של אנרגיה. הוא אנרגיה אצורה זה משתחרר כאשר מולקולות מים מתחילות להתקרב זה לזה, כלומר, קיים קירור. נראה כי אנרגיה רבה יותר מאוחסן בתוך המים החמים והגדלת השקתו בקירור לטמפרטורות שמתחת לאפס, זה יותר מהר מאשר מים קרים, שבה אספקת אנרגיה כאלה פחות. אז איזה מים קופאים מהר - חם או קר? ברחוב במעבדה חייבת להיות פרדוקס Mpemba ומים חמים צריכים להפוך לקרח מהר.

אבל השאלה עדיין פתוחה

ישנו אישור תיאורטי בלבד של רמזים - כל הנוסחאות בכתב ויפה נראה מתקבל על הדעת. אבל כאשר את תוצאות ניסויים אשר מים קופאים מהר - חמות או קרות, תימסרנה במובן מעשי, ואת התוצאות שלהם יוצגו, אז ניתן יהיה לשקול את שאלת הפרדוקס Mpemba סגורה.