Vilket vatten fryser snabbare: varm eller kall? Vad beror det

I själva verket, fryser lite vatten snabbare, varmt eller kallt, påverkas av många faktorer, men frågan själv verkar lite udda. Det är underförstått, och det är känt från fysiken att varmt vatten fortfarande behöver tid för att svalna till det kalla vattnets temperatur jämföres att vända sig till is. Kallt vatten kan hoppa över detta steg och respektive med tiden vinner. Men svaret på frågan om vilken vattnet fryser snabbare - varmt eller kallt - ute i kylan, han vet varje invånare i de nordliga breddgraderna. Faktum är att på ett vetenskapligt sätt, verkar det som i alla fall är helt enkelt tvungen att frysa snabbare kallt vatten.

Bara jag trodde och fysiklärare, som visade elev Erasto Mpemba 1963 med en begäran om att förklara varför den kalla blandningen framtida glass fryst längre än liknande, men varmt.

"Det är inte en värld fysik, och en del fysik Mpemba"

Vid den tiden läraren bara skrattade åt det, men Deniss Osborne, professor i fysik, som en gång körde till samma skola, där han studerade Erasto bekräftade experimentellt förekomsten av en sådan effekt, även om en förklaring om det inte var. År 1969, i den populärvetenskapliga tidskriften publicerade ett gemensamt dokument för de två män, som har beskrivit denna typ av effekt. Sedan dess, förresten, varav vatten fryser frågan snabbare - varmt eller kallt, har sitt eget namn - effekten eller paradox Mpemba.

Frågan uppkom för länge sedan

Naturligtvis innan detta fenomen ägde rum att vara, och det nämndes i verk av andra forskare. Inte bara eleven intresserad av denna fråga, men också din tid att tänka på det Frensis Bekon, Rene Dekart och även Aristoteles. Det är bara metoder för att lösa denna paradox började titta först i slutet av det tjugonde århundradet.

Villkor för paradoxen inträffade

Som i fallet med glass, fryser inte bara vanligt vatten under försöket. Det bör finnas vissa villkor för att starta en debatt som vatten fryser snabbare - varm eller kall. Vad påverkar förloppet av processen?

Nu, i den 21: a århundradet, lägga fram ett antal alternativ som kan förklara paradoxen danyj. Det som vatten fryser snabbare, varmt eller kallt, kan bero på det faktum att det varma vattnet har mer än kall, graden av avdunstning. Således minskar dess volym och blir mindre eftersom volymen minskar och frys tid, än om vi tar samma ursprungliga volymen av kallt vatten.

Det har länge varit tinas frys

I själva verket, fryser lite vatten snabbare och varför detta händer, kan påverka snö foder som kan ske i frys kylskåp, användes för experimentet. Om vi tar två behållare är identiska i storlek, men i en av dem kommer att vara hett vatten, och i den andra - kallvattenbehållaren med den varma smältan under ett snö och därigenom förbättra det termiska kontaktskiktet med kylskåpet väggen. Behållaren med det kalla vattnet kan inte göra detta. Om en sådan foder med snö i kylskåpet är inte kallt vatten ska värma snabbare.

Top - bottom

Också, fenomenet med vilken vatten fryser snabbare - varm eller kall, förklaras enligt följande. Efter vissa lagar börjar kallt vatten för att frysa uppifrån lager när hot gör det tvärtom - börjar frysa nerifrån och upp. Det förefaller sålunda som det kalla vattnet, som har ett toppskikt med kalla ställen redan bildade isen i sig försämras så processerna för konvektion och värmestrålning, förklaras därigenom vad vattnet fryser snabbare - varm eller kall. Foton från amatör experiment bifogas, och här är det tydligt.

Värme kommer ut, siktar uppåt, och det träffade en mycket kall säng. Fri väg för värmestrålning är inte tillgänglig, eftersom kylprocessen blir svårt. Sådana hinder i dess väg har absolut inget varmvatten. Vad fryser snabbare - varmt eller kallt, det beror på vad det troliga resultatet, kan förlänga det svar som eventuellt vatten har en viss substans upplöst däri.

Föroreningar i vattnet kompositionen som en faktor som påverkar resultatet av

Om inte fuska och att använda vatten med samma komposition, varvid koncentrationen av vissa ämnen är identiska, då det kalla vattnet bör frysas snabbt. Men om samma situation uppstår när de upplösta grundämnen endast tillgänglig i varmt vatten och kallt vatten samtidigt som de inte har, då är det möjligt att ha varmvatten frysa innan. Anledningen är att lösta ämnen i vattnet skapar kristallisationscentra, och med ett litet antal av dessa centra svarv vatten i fast tillstånd är svårt. Kanske till och med underkylt vatten, i den meningen att i sub-noll temperatur, kommer det att vara i ett flytande tillstånd.

Men alla dessa versioner uppenbarligen inte förrän i slutet av organiserade forskare och de fortsatte att arbeta med denna fråga. År 2013, ett team av forskare i Singapore sade att de lyckats lösa den gamla gåtan. En grupp av kinesiska forskare säger att hemligheten med denna effekt är den mängd energi, som är lagrad mellan vattenmolekylerna i sina meddelanden, så kallade väte.

Svaret från de kinesiska forskarna

Ytterligare information kommer att följa, för att förstå vilken är nödvändigt att ha någon kunskap i kemi för att förstå vilken typ av vatten fryser snabbare - varm eller kall. Såsom är känt, vattenmolekyl består av två atomer av H (väte) och en atom av O (syre) hålls samman av kovalenta bindningar.

Men också enstaka väteatomer och molekyler dras till angränsande molekyler, till deras syrekomponenten. Det är dessa bindningar kallas väte.

Man bör komma ihåg att samtidigt, vattenmolekyler verkar på varandra motbjudande. Forskare har noterat att uppvärmning av vatten ökar avståndet mellan dess molekyler och bidra till detta bara repulsiva krafter. Det visar sig att vätebindningar, att ta en avståndet mellan molekylerna i kallt tillstånd kan sägas att sträcka ut, och de har en större mängd energi. Det är denna lagrade energi frigörs när vattenmolekyler börjar att närma sig varandra, dvs det finns en kylning. Det visar sig att en större energi lagras i det varma vattnet och öka dess frisättning vid kylning till temperaturer under noll, är det snabbare än i kallt vatten, i vilket tillförseln av sådan energi mindre. Så vilken vattnet fryser snabbare - varmt eller kallt? På gatan och i laboratoriet måste vara en paradox Mpemba och varmvatten ska förvandlas till is snabbare.

Men frågan är fortfarande öppen

Det finns bara en teoretisk bekräftelse på ledtrådar - alla skriftliga formler och vackra verkar rimligt. Men när resultaten av experiment som vatten fryser snabbare - varm eller kall, kommer att levereras i en praktisk mening, och resultaten kommer att presenteras, då kommer det att bli möjligt att överväga frågan om paradoxen Mpemba stängd.