Парадокс Мпембы, или почему кипяток замерзает быстрее холодной воды

Может ли замерзнуть?

Ответ простой – да, может. Более того, кипящая вода замерзнет быстрее холодной.

Что быстрее: кипящая или холодная H2O?

foto14818-2Учеными проведено множество экспериментов и доказано, что первой кристаллизуется кипящая вода.

Если в морозилку одновременно поставить две емкости одинакового объема и формы с кипятком и простой водой, то первым превратится в лед именно кипяток.

Хотя, если следовать логике, он должен сначала остыть, а уже потом кристаллизоваться. Но это не так.

Стоит отметить, что подобный эффект наблюдался людьми давно. На это указывал в своих записях Аристотель, интересовался явлением Р.Декарт. Однако тщательно изучением данного вопроса в то время мало кто занимался, оно не особо интересовало ученых. Основательному изучению темы дал старт любознательный танзанский школьник, который в быту обнаружил, что разогретая жидкость, будь то молоко или вода, кристаллизуется быстрее.

В 1969 году профессором Д.Осборном был проведен эксперимент, который доказал утверждения юноши. С того момента феномен получил имя своего «открывателя», и стал называться эффектом Мпембы.

Почему?

Полностью объяснить и понять явление пока не получилось, но споров среди ученых по данной теме ведется достаточно.

Однако некоторые гипотезы все же имеют место:

  1. foto14818-3При кипении происходит испарение и уменьшение объема вода, а значит, процесс кристаллизации активизируется, т.е. ускоряется.
  2. Испаряются растворенные в воде газы, поэтому плотность воды в кипящем состоянии выше, чем у воды комнатной температуры. Известно, что высокий процент плотности способствует скорости охлаждения.
  3. Замерзание горячей воды начинает идти снизу, и верхний слой поверхности остается свободным. Это позволяет процессам конвекции и излучения тепла не останавливаться и не замедляться. У воды в обычном состоянии сначала промерзает верхняя поверхность, которая тормозит выход тепла.

Есть и другие версии, объясняющие парадоксальное явление. Одно из них было выдвинуто ученым из Вашингтона Д.Катцем. По его мнению, в процессе кипячения вода из «жесткой» превращается в «мягкую».

Часть веществ, такие как магний и бикарбонат кальция, при нагревании оседают и не мешают кристаллизации. Поэтому процесс замерзания кипятка идет в разы быстрее обычной.

Как применяется этот парадокс в реальной жизни?

Эффект с успехом реализуется людьми в повседневной жизни и в быту. Например, каток заливают именно горячей, а не холодной водой для ускорения замерзания поверхности. По такому же принципу готовятся зимние горки.

Существование парадоксального явления позволяет экономить время на подготовку игровых площадок и занятий спортом в зимний сезон.

Используется непонятное явление и в промышленном производстве. Благодаря ему сокращено время заморозки некоторых продуктов и материалов, в составе которых присутствует вода.

Видео по теме статьи

Почему кипяток замерзает быстрее холодной воды, подскажет видео:

Заключение

Эффект Мпемба интересен, поэтому его продолжают изучать. Исследования ведутся сразу в нескольких направлениях. Ученые обязательно выяснят причину необъяснимого парадокса и позволят людям расширить возможности его использования.

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Аватар
Кайдалова Евгения Александровна/ автор статьи

Врач 1-й категории.
Профессиональный стаж: 14 лет
Эксперт сайта: House-Fitness.ru

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Медицинский портал о заболеваниях и эффективных способах лечения