Societatea Regală Britanică de Chimie oferă o recompensă de 1.000 de lire sterline oricui poate explica științific de ce, în unele cazuri, apa caldă îngheață mai repede decât apa rece.

„Știința modernă încă nu poate răspunde la această întrebare aparent simplă. Producătorii de înghețată și barmanii folosesc acest efect în munca lor de zi cu zi, dar nimeni nu știe cu adevărat de ce funcționează. Această problemă este cunoscută de milenii, filozofi precum Aristotel și Descartes s-au gândit la ea”, a declarat președintele Societății Regale Britanice de Chimie, profesorul David Philips, citat într-un comunicat de presă al Societății.

Cum un bucătar african a învins un profesor britanic de fizică

Aceasta nu este o glumă a lui Aprilie, ci o realitate fizică dură. Știința de astăzi, care operează cu ușurință pe galaxii și găuri negre, construind acceleratoare gigantice pentru a căuta quarci și bozoni, nu poate explica cum „funcționează” apa elementară. Manualul școlar afirmă fără ambiguitate că este nevoie de mai mult timp pentru a răci un corp fierbinte decât pentru a răci un corp rece. Dar pentru apă, această lege nu este întotdeauna respectată. Aristotel a atras atenția asupra acestui paradox în secolul al IV-lea î.Hr. e. Iată ce scria grecul antic în cartea „Meteorologica I”: „Faptul că apa este preîncălzită contribuie la înghețarea ei. Prin urmare, mulți oameni, când doresc să răcească rapid apa fierbinte, o pun mai întâi la soare ... ”În Evul Mediu, Francis Bacon și Rene Descartes au încercat să explice acest fenomen. Din păcate, nici marii filozofi, nici numeroșii oameni de știință care au dezvoltat fizica termică clasică nu au reușit acest lucru și, prin urmare, un fapt atât de incomod a fost „uitat” multă vreme.

Și abia în 1968 și-au „amintit” datorită școlarului Erasto Mpemba din Tanzania, departe de orice știință. În timp ce studia la o școală de gătit, în 1963, lui Mpembe, în vârstă de 13 ani, i s-a dat sarcina de a face înghețată. Conform tehnologiei, era necesar să fierbeți laptele, să dizolvați zahărul în el, să-l răciți la temperatura camerei și apoi să-l puneți la frigider pentru a îngheța. Aparent, Mpemba nu a fost un student harnic și a ezitat. De teamă că nu va ajunge la timp până la sfârșitul lecției, a pus laptele încă fierbinte în frigider. Spre surprinderea lui, a înghețat chiar mai devreme decât laptele camarazilor săi, pregătit după toate regulile.

Când Mpemba și-a împărtășit descoperirea cu un profesor de fizică, s-a făcut de râs de el în fața întregii clase. Mpemba și-a amintit insulta. Cinci ani mai târziu, deja student la Universitatea din Dar es Salaam, a fost la o prelegere susținută de celebrul fizician Denis G. Osborn. După prelegere, el i-a adresat omului de știință o întrebare: „Dacă luați două recipiente identice cu aceeași cantitate de apă, unul la 35 °C (95 °F) și celălalt la 100 °C (212 °F), și puneți la congelator, apoi apa într-un recipient fierbinte va îngheța mai repede. De ce?" Vă puteți imagina reacția unui profesor britanic la o întrebare a unui tânăr din Tanzania părăsită de Dumnezeu. Și-a luat joc de student. Cu toate acestea, Mpemba era pregătit pentru un astfel de răspuns și l-a provocat pe om de știință la un pariu. Argumentul lor a culminat cu un test experimental care i-a dovedit lui Mpemba dreptate și Osborne a învins. Așa că studentul-bucătar și-a intrat numele în istoria științei, iar de acum înainte acest fenomen se numește „efectul Mpemba”. Să-l renunți, să-l declari ca și cum „inexistent” nu funcționează. Fenomenul există și, așa cum scria poetul, „nu în dinte cu picior”.

Sunt particulele de praf și substanțele dizolvate de vină?

De-a lungul anilor, mulți au încercat să dezlege misterul apei înghețate. Au fost propuse o grămadă de explicații pentru acest fenomen: evaporarea, convecția, influența substanțelor dizolvate - dar niciunul dintre acești factori nu poate fi considerat definitiv. O serie de oameni de știință și-au dedicat întreaga viață efectului Mpemba. James Brownridge, membru al Departamentului de Siguranță împotriva radiațiilor de la Universitatea de Stat din New York, a studiat paradoxul în timpul liber de peste un deceniu. După ce a efectuat sute de experimente, omul de știință susține că are dovezi ale „vinovăției” hipotermiei. Brownridge explică că la 0°C, apa se răcește doar la suprafață și începe să înghețe atunci când temperatura scade sub. Punctul de îngheț este reglat de impuritățile din apă - acestea modifică viteza de formare a cristalelor de gheață. Impuritățile, și acestea sunt particule de praf, bacterii și săruri dizolvate, au temperatura lor de nucleare caracteristică, când se formează cristale de gheață în jurul centrelor de cristalizare. Când în apă sunt mai multe elemente deodată, punctul de îngheț este determinat de cel cu cea mai mare temperatură de nucleare.

Pentru experiment, Brownridge a luat două mostre de apă la aceeași temperatură și le-a pus într-un congelator. El a descoperit că unul dintre specimene îngheață întotdeauna înaintea celuilalt - probabil din cauza unei combinații diferite de impurități.

Brownridge susține că apa caldă se răcește mai repede datorită diferenței mai mari de temperatură dintre apă și congelator - acest lucru îl ajută să atingă punctul de îngheț înainte ca apa rece să atingă punctul de îngheț natural, care este cu cel puțin 5°C mai scăzut.

Cu toate acestea, raționamentul lui Brownridge ridică multe întrebări. Prin urmare, cei care pot explica efectul Mpemba în felul lor au șansa de a concura pentru o mie de lire sterline de la Societatea Regală Britanică de Chimie.

Acest lucru este adevărat, deși sună incredibil, deoarece în procesul de înghețare, apa preîncălzită trebuie să treacă de temperatura apei reci. Între timp, acest efect este utilizat pe scară largă.De exemplu, patinoarele și toboganele sunt umplute cu apă caldă în loc de apă rece iarna. Experții îi sfătuiesc pe șoferi să toarne apă rece, mai degrabă decât fierbinte, în rezervorul de spălat, iarna. Paradoxul este cunoscut în întreaga lume ca „Efectul Mpemba”.

Acest fenomen a fost menționat la un moment dat de Aristotel, Francis Bacon și Rene Descartes, dar abia în 1963 profesorii de fizică i-au acordat atenție și au încercat să-l investigheze. Totul a început când școlarul tanzanian Erasto Mpemba a observat că laptele îndulcit pe care îl folosea pentru a face înghețata se solidifica mai repede dacă era preîncălzit și a sugerat că apa fierbinte îngheață mai repede decât apa rece. A apelat la profesorul de fizică pentru lămuriri, dar a râs doar de student, spunând următoarele: „Aceasta nu este fizica lumii, ci fizica lui Mpemba”.

Din fericire, Dennis Osborn, profesor de fizică de la Universitatea din Dar es Salaam, a vizitat școala într-o zi. Și Mpemba s-a întors către el cu aceeași întrebare. Profesorul a fost mai puțin sceptic, a spus că nu poate judeca ceea ce nu a văzut niciodată și, la întoarcerea acasă, a cerut personalului să efectueze experimente adecvate. Se pare că au confirmat cuvintele băiatului. În orice caz, în 1969, Osborne a vorbit despre lucrul cu Mpemba în revista „Ing. FizicăEducaţie". În același an, George Kell de la Canadian National Research Council a publicat un articol care descrie fenomenul în limba engleză. americanJurnaldeFizică».

Există mai multe explicații posibile pentru acest paradox:

• Apa fierbinte se evaporă mai repede, reducându-și astfel volumul, iar un volum mai mic de apă la aceeași temperatură îngheață mai repede. În recipiente etanșe, apa rece ar trebui să înghețe mai repede.
• Prezența căptușelii de zăpadă. Recipientul de apă caldă topește zăpada de dedesubt, îmbunătățind astfel contactul termic cu suprafața de răcire. Apa rece nu topește zăpada sub ea. Fără căptușeală de zăpadă, recipientul cu apă rece ar trebui să înghețe mai repede.
• Apa rece începe să înghețe de sus, înrăutățind astfel procesele de radiație a căldurii și convecție și, prin urmare, pierderea de căldură, în timp ce apa caldă începe să înghețe de jos. Odată cu agitarea mecanică suplimentară a apei din recipiente, apa rece ar trebui să înghețe mai repede.
• Prezența centrelor de cristalizare în apa răcită - substanțe dizolvate în ea. Cu un număr mic de astfel de centre în apă rece, transformarea apei în gheață este dificilă și chiar și suprarăcirea acesteia este posibilă atunci când rămâne în stare lichidă, având o temperatură sub zero.

O altă explicație a fost publicată recent. Dr. Jonathan Katz de la Universitatea din Washington a investigat acest fenomen și a concluzionat că substanțele dizolvate în apă joacă un rol important și precipită atunci când sunt încălzite.
Prin substanțe dizolvate, Dr. Katz înseamnă bicarbonații de calciu și magneziu găsiți în apa dură. Când apa este încălzită, aceste substanțe precipită, apa devine „moale”. Apa care nu a fost niciodată încălzită conține aceste impurități și este „dură”. Pe măsură ce îngheață și se formează cristale de gheață, concentrația de impurități din apă crește de 50 de ori. Acest lucru scade punctul de îngheț al apei.

Această explicație nu mi se pare convingătoare, pentru că. nu trebuie să uităm că efectul a fost găsit în experimente cu înghețată, și nu cu apă tare. Cel mai probabil, cauzele fenomenului sunt termofizice, și nu chimice.

Până acum, nu a fost primită o explicație clară a paradoxului Mpemba. Trebuie să spun că unii oameni de știință nu consideră acest paradox demn de atenție. Cu toate acestea, este foarte interesant faptul că un școlar simplu a obținut recunoașterea efectului fizic și a câștigat popularitate datorită curiozității și perseverenței sale.

Adăugat în februarie 2014

Nota a fost scrisă în 2011. De atunci, au apărut noi studii asupra efectului Mpemba și noi încercări de a-l explica. Așadar, în 2012, Societatea Regală de Chimie din Marea Britanie a anunțat un concurs internațional pentru a dezvălui misterul științific „Efectul Mpemba” cu un fond de premii de 1000 de lire sterline. Termenul limită a fost stabilit pe 30 iulie 2012. Câștigătorul a fost Nikola Bregovik de la laboratorul Universității din Zagreb. Și-a publicat lucrarea, în care a analizat încercările anterioare de a explica acest fenomen și a ajuns la concluzia că nu sunt convingătoare. Modelul propus de el se bazează pe proprietățile fundamentale ale apei. Cei interesați pot găsi un loc de muncă la http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

Cercetarea nu s-a încheiat aici. În 2013, fizicienii din Singapore au demonstrat teoretic cauza efectului Mepemba. Lucrarea poate fi găsită la http://arxiv.org/abs/1310.6514.

Articole similare de pe site:

Alte articole ale secțiunii

Comentarii:

Alexei Mișnev. , 06.10.2012 04:14

De ce apa fierbinte se evaporă mai repede? Oamenii de știință au demonstrat practic că un pahar cu apă fierbinte îngheață mai repede decât apa rece. Oamenii de știință nu pot explica acest fenomen pentru că nu înțeleg esența fenomenelor: căldură și frig! Căldura și frigul sunt senzații fizice cauzate de interacțiunea particulelor de Materie, sub formă de contracompresie a undelor magnetice care se deplasează dinspre spațiul și din centrul pământului. Prin urmare, cu cât diferența de potențial a acestei tensiuni magnetice este mai mare, cu atât schimbul de energie se realizează mai rapid prin metoda contrapenetrării unei unde în alta. Adica prin difuzie! Ca răspuns la articolul meu, un adversar scrie: 1) „..Apa fierbinte se evaporă MAI RAPID, drept urmare este mai puțină, deci îngheață mai repede” Întrebare! Ce energie face ca apa să se evapore mai repede? 2) În articolul meu, vorbim despre un pahar, și nu despre un jgheab de lemn, pe care adversarul îl citează ca contraargument. Ce nu este corect! Răspund la întrebarea: „DIN CE MOTIVE SE EVAPORĂ APA ÎN NATURĂ?” Undele magnetice, care se deplasează întotdeauna din centrul pământului în spațiu, depășind contrapresiunea undelor de compresie magnetice (care se deplasează întotdeauna din spațiu în centrul pământului), în același timp, pulverizează particule de apă, de când s-au mutat în spațiu , acestea cresc în volum. Adică extinde-te! In cazul depasirii undelor magnetice de compresie, acesti vapori de apa sunt comprimati (condensati) si sub influenta acestor forte de compresie magnetica apa revine in pamant sub forma de precipitatii! Cu sinceritate! Alexei Mișnev. 6 octombrie 2012.

Alexei Mișnev. , 06.10.2012 04:19

Ce este temperatura. Temperatura este gradul de stres electromagnetic al undelor magnetice cu energia de compresie și expansiune. În cazul unei stări de echilibru a acestor energii, temperatura corpului sau substanței este într-o stare stabilă. Dacă starea de echilibru a acestor energii este perturbată, spre energia de expansiune, corpul sau substanța crește în volumul spațiului. În cazul depășirii energiei undelor magnetice în direcția compresiei, corpul sau substanța scade în volumul spațiului. Gradul de stres electromagnetic este determinat de gradul de dilatare sau contracție a corpului de referință. Alexei Mișnev.

Moiseeva Natalia, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey, vorbești despre un articol care îți conturează părerile despre conceptul de temperatură. Dar nimeni nu a citit-o. Vă rog să-mi dați un link. În general, părerile tale despre fizică sunt foarte ciudate. Nu am auzit niciodată de „expansiunea electromagnetică a corpului de referință”.

Yuri Kuznetsov , 04.12.2012 12:32

Se propune o ipoteză că aceasta este lucrarea rezonanței intermoleculare și a atracției ponderomotive între molecule generate de aceasta. În apa rece, moleculele se mișcă și vibrează aleatoriu, cu frecvențe diferite. Când apa este încălzită, cu o creștere a frecvenței de oscilație, domeniul lor se îngustează (diferența de frecvență de la apa fierbinte lichidă până la punctul de vaporizare scade), frecvențele de oscilație ale moleculelor se apropie unele de altele, în urma căreia apare o rezonanță. între molecule. Când este răcită, această rezonanță se păstrează parțial, nu se stinge imediat. Încercați să apăsați una dintre cele două corzi de chitară care sunt în rezonanță. Acum dați drumul - coarda va începe să vibreze din nou, rezonanța își va restabili vibrațiile. Deci, în apa înghețată, moleculele răcite exterioare încearcă să piardă amplitudinea și frecvența vibrațiilor, dar moleculele „calde” din interiorul vasului „trag” vibrațiile înapoi, acționează ca vibratoare, iar cele exterioare acționează ca rezonatoare. Între vibratoare și rezonatoare apare atracția ponderomotivă*. Când forța ponderomotoare devine mai mare decât forța cauzată de energia cinetică a moleculelor (care nu doar vibrează, ci și se mișcă liniar), are loc o cristalizare accelerată - „Efectul Mpemba”. Conexiunea ponderomotoare este foarte instabilă, efectul Mpemba depinde foarte mult de toți factorii însoțitori: volumul de apă care trebuie înghețată, natura încălzirii acesteia, condițiile de îngheț, temperatură, convecție, condiții de schimb de căldură, saturația gazului, vibrația unității frigorifice. , ventilatie, impuritati, evaporare, etc. Poate chiar de la iluminare... Prin urmare, efectul are o multime de explicatii si uneori este greu de reprodus. Din același motiv de „rezonanță”, apa fiartă fierbe mai repede decât apa nefiartă - rezonanța pentru o perioadă de timp după fierbere păstrează intensitatea vibrațiilor moleculelor de apă (pierderea de energie în timpul răcirii se datorează în principal pierderii de energie cinetică a mișcării liniare a moleculelor). ). Cu încălzire intensă, moleculele vibratoare își schimbă rolurile cu moleculele rezonatoare în comparație cu înghețarea - frecvența vibratoarelor este mai mică decât frecvența rezonatoarelor, ceea ce înseamnă că nu există atracție între molecule, ci repulsie, ceea ce accelerează trecerea la alta. starea de agregare (pereche).

Vlad, 11.12.2012 03:42

Mi-a rupt creierul...

Anton , 04.02.2013 02:02

1. Este această atracție ponderomotivă într-adevăr atât de mare încât afectează procesul de transfer de căldură? 2. Înseamnă aceasta că atunci când toate corpurile sunt încălzite la o anumită temperatură, particulele lor structurale intră în rezonanță? 3. De ce această rezonanță dispare la răcire? 4. Aceasta este presupunerea ta? Dacă există o sursă, vă rugăm să indicați. 5. Conform acestei teorii, forma vasului va juca un rol important, iar dacă este subțire și plat, atunci diferența de timp de înghețare nu va fi mare, adică. il poti verifica.

Gudrat , 11.03.2013 10:12 | METAK

Apa rece are deja atomi de azot, iar distantele dintre moleculele de apa sunt mai apropiate decat in apa calda. Adică, concluzia: apa fierbinte absoarbe atomii de azot mai repede și, în același timp, îngheață rapid decât apa rece - aceasta este comparabilă cu întărirea fierului, deoarece apa fierbinte se transformă în gheață, iar fierul fierbinte se întărește la răcirea rapidă!

Vladimir , 13.03.2013 06:50

sau poate asta: densitatea apei calde și a gheții este mai mică decât densitatea apei rece și, prin urmare, apa nu trebuie să-și schimbe densitatea, pierzând ceva timp și îngheață.

Alexey Mishnev , 21.03.2013 ora 11:50

Înainte de a vorbi despre rezonanțe, atracție și vibrații ale particulelor, este necesar să înțelegem și să răspundem la întrebarea: Ce forțe fac particulele să vibreze? Deoarece, fără energie cinetică, nu poate exista compresie. Fără compresie, nu poate exista expansiune. Fără expansiune, nu poate exista energie cinetică! Când începi să vorbești despre rezonanța corzilor, mai întâi ai făcut un efort ca una dintre aceste corzi să înceapă să vibreze! Când vorbim despre atracție, trebuie în primul rând să indicați forța care face ca aceste corpuri să se atragă! Afirm că toate corpurile sunt comprimate de energia electromagnetică a atmosferei și care comprimă toate corpurile, substanțele și particulele elementare cu o forță de 1,33 kg. nu pe cm2, ci pe particulă elementară.Deoarece presiunea atmosferei nu poate fi selectivă!Nu o confundați cu cantitatea de forță!

Dodik , 31.05.2013 02:59

Mi se pare că ai uitat un adevăr - „Știința începe de unde încep măsurătorile”. Care este temperatura apei „fierbinte”? Care este temperatura apei „rece”? Articolul nu spune un cuvânt despre asta. Din asta putem concluziona - tot articolul este o prostie!

Grigory, 06.04.2013 12:17

Dodik, înainte de a numi un articol prostii, trebuie să te gândești să înveți, măcar puțin. Și nu doar măsura.

Dmitry , 24.12.2013 10:57

Moleculele de apă caldă se mișcă mai repede decât în ​​apa rece, din această cauză există un contact mai strâns cu mediul înconjurător, ele par să absoarbă tot frigul, încetinind rapid.

Ivan, 10.01.2014 05:53

Este surprinzător că pe acest site a apărut un astfel de articol anonim. Articolul este complet neștiințific. Atât autorul, cât și comentatorii s-au întrecut în căutarea unei explicații a fenomenului, fără a se deranja să afle dacă fenomenul este observat deloc și dacă este observat, atunci în ce condiții. Mai mult, nici măcar nu există un acord cu privire la ceea ce observăm de fapt! Așadar, autorul insistă asupra necesității de a explica efectul înghețarii rapide a înghețatei fierbinți, deși din întregul text (și cuvintele „efectul a fost descoperit în experimente cu înghețată”) rezultă că el însuși nu a înființat astfel de experimente. Din variantele de „explicare” a fenomenului enumerate în articol, se poate observa că sunt descrise experimente complet diferite, realizate în condiții diferite cu soluții apoase diferite. Atât esența explicațiilor, cât și modul conjunctiv din ele sugerează că nici măcar o verificare elementară a ideilor exprimate nu a fost efectuată. Cineva a auzit din greșeală o poveste curioasă și și-a exprimat fără îndoială concluzia speculativă. Îmi pare rău, dar acesta nu este un studiu științific fizic, ci o conversație într-o cameră de fumat.

Ivan , 01.10.2014 06:10

Referitor la comentariile din articol despre umplerea rolelor cu rezervoare de apă caldă și spălătorie rece. Totul este simplu din punctul de vedere al fizicii elementare. Patinoarul este umplut cu apă fierbinte doar pentru că îngheață mai încet. Patinoarul trebuie să fie plan și neted. Încercați să-l umpleți cu apă rece - veți avea umflături și „influxuri”, pentru că. apa va îngheța _rapid_ fără a avea timp să se răspândească într-un strat uniform. Iar cel fierbinte va avea timp să se răspândească într-un strat uniform și va topi gheața și zăpada existente. Cu o mașină de spălat, nu este, de asemenea, dificil: nu are rost să turnați apă curată în îngheț - îngheață pe sticlă (chiar și fierbinte); iar lichidul fierbinte care nu îngheață poate duce la crăparea sticlei reci, plus că va avea un punct de îngheț crescut pe sticlă din cauza evaporării accelerate a alcoolilor în drumul spre sticlă (știe toată lumea încă principiul strălucirii lunii? - alcoolul se evaporă, rămâne apa).

Ivan , 01.10.2014 06:34

Dar, de fapt, fenomenul, este o prostie să ne întrebăm de ce două experimente diferite în condiții diferite procedează diferit. Dacă experimentul este configurat curat, atunci trebuie să luați apă caldă și rece din aceeași compoziție chimică - luăm apă fierbinte pre-răcită din același ibric. Se toarnă în vase identice (de exemplu, pahare cu pereți subțiri). Am pus nu pe zăpadă, ci pe aceeași bază uniformă, uscată, de exemplu, o masă de lemn. Și nu într-un microcongelator, ci într-un termostat suficient de voluminos - am făcut un experiment în urmă cu câțiva ani în țară, când afară era vreme geroasă stabilă, aproximativ -25C. Apa cristalizează la o anumită temperatură după eliberarea căldurii de cristalizare. Ipoteza se rezumă la afirmația că apa fierbinte se răcește mai repede (acest lucru este adevărat, în conformitate cu fizica clasică, viteza de transfer de căldură este proporțională cu diferența de temperatură), dar menține o viteză de răcire crescută chiar și atunci când temperatura ei este egală cu temperatura. de apă rece. Întrebarea este, cum diferă apa care s-a răcit la o temperatură de +20C afară de exact aceeași apă care s-a răcit la o temperatură de +20C cu o oră înainte, dar într-o cameră? Fizica clasică (apropo, bazată nu pe discuții într-o cameră de fumat, ci pe sute de mii și milioane de experimente) spune: da, nimic, dinamica de răcire ulterioară va fi aceeași (doar apa clocotită va ajunge la punctul +20 mai târziu ). Și experimentul arată același lucru: când există deja o crustă solidă de gheață într-un pahar cu apă inițial rece, apa fierbinte nici măcar nu s-a gândit să înghețe. P.S. La comentariile lui Yuri Kuznetsov. Prezența unui anumit efect poate fi considerată stabilită atunci când sunt descrise condițiile de apariție a acestuia și este reprodus stabil. Și când avem experimente de neînțeles cu condiții necunoscute, este prematur să construim teorii ale explicației lor și asta nu dă nimic din punct de vedere științific. P.P.S. Ei bine, este imposibil să citești comentariile lui Alexei Mishnev fără lacrimi de emoție - o persoană trăiește într-un fel de lume fictivă care nu are nimic de-a face cu fizica și experimentele reale.

Grigory, 13.01.2014 10:58

Ivan, înțeleg că respingi efectul Mpemba? Nu există, așa cum arată experimentele tale? De ce este atât de faimos în fizică și de ce mulți încearcă să o explice?

Ivan , 14.02.2014 01:51

Bună ziua, Gregory! Efectul unui experiment în etape impur există. Dar, după cum înțelegeți, acesta nu este un motiv pentru a căuta noi modele în fizică, ci un motiv pentru a îmbunătăți abilitățile experimentatorului. După cum am remarcat deja în comentarii, în toate încercările menționate de a explica „efectul Mpemba”, cercetătorii nici măcar nu pot articula clar ce anume și în ce condiții măsoară. Și vrei să spui că aceștia sunt fizicieni experimentali? Nu ma face sa rad. Efectul este cunoscut nu în fizică, ci în discuții pseudoștiințifice pe diverse forumuri și bloguri, dintre care marea este acum. Ca efect fizic real (în sensul ca o consecință a unor noi legi fizice, și nu ca o consecință a unei interpretări incorecte sau doar un mit), oamenii care sunt departe de fizică îl percep. Deci, nu există niciun motiv să vorbim ca un singur efect fizic despre rezultatele diferitelor experimente organizate în condiții complet diferite.

Pavel, 18.02.2014 09:59

hmm, băieți... articol pentru „Speed ​​​​Info”... Fără supărare... ;) Ivan are dreptate în toate...

Grigore, 19.02.2014 ora 12:50

Ivan, sunt de acord că există o mulțime de site-uri pseudoștiințifice care publică materiale senzaționale neverificate acum.? La urma urmei, efectul Mpemba este încă studiat. Mai mult, oamenii de știință de la universități fac cercetări. De exemplu, în 2013, acest efect a fost studiat de un grup de la Universitatea de Tehnologie din Singapore. Consultați linkul http://arxiv.org/abs/1310.6514. Ei cred că au găsit o explicație pentru acest efect. Nu voi scrie în detaliu despre esența descoperirii, dar în opinia lor, efectul este asociat cu diferența de energii stocate în legăturile de hidrogen.

Moiseeva N.P. , 19.02.2014 03:04

Pentru toți cei interesați de cercetarea efectului Mpemba, am completat puțin materialul articolului și am oferit link-uri de unde vă puteți familiariza cu cele mai recente rezultate (vezi textul). Multumesc pentru comentarii.

Ildar , 24.02.2014 04:12 | nu are sens să enumeram totul

Dacă acest efect Mpemba chiar are loc, atunci explicația trebuie căutată, cred, în structura moleculară a apei. Apa (după cum am aflat din literatura de specialitate) nu există ca molecule individuale de H2O, ci ca grupuri de mai multe molecule (chiar zeci). Odată cu creșterea temperaturii apei, viteza de mișcare a moleculelor crește, ciorchinii se rup unul împotriva celuilalt și legăturile de valență ale moleculelor nu au timp să asambla grupuri mari. Este nevoie de puțin mai mult timp pentru a forma clustere decât pentru a încetini viteza moleculelor. Și deoarece clusterele sunt mai mici, formarea rețelei cristaline este mai rapidă. În apă rece, aparent, grupuri mari, destul de stabile, împiedică formarea unei rețele; este nevoie de ceva timp pentru distrugerea lor. Eu însumi am văzut la televizor un efect curios, când apa rece care stătea liniștită într-un borcan a rămas lichidă câteva ore în frig. Dar de îndată ce borcanul a fost ridicat, adică ușor mutat de la locul său, apa din borcan a cristalizat imediat, a devenit opac și borcanul a izbucnit. Ei bine, preotul care a arătat acest efect a explicat-o prin faptul că apa era sfințită. Apropo, se dovedește că apa își schimbă foarte mult vâscozitatea în funcție de temperatură. Noi, ca ființe mari, nu observăm acest lucru, dar la nivelul crustaceelor ​​mici (mm și mai puțin) și cu atât mai mult bacteriilor, vâscozitatea apei este un factor foarte semnificativ. Această vâscozitate, cred, este dată și de mărimea clusterelor de apă.

GREY , 15.03.2014 05:30

tot ceea ce vedem în jur este caracteristici (proprietăți) superficiale, așa că luăm pentru energie doar ceea ce putem măsura sau dovedi existența în orice fel, altfel este o fundătură. Acest fenomen, efectul Mpemba, poate fi explicat doar printr-o simplă teorie volumetrică care va uni toate modelele fizice într-o singură structură de interacțiune. de fapt este simplu

Nikita, 06.06.2014 04:27 | mașină

dar cum să faci ca apa să rămână rece și să nu fie caldă când mergi în mașină!

alexey, 03.10.2014 01:09

Și iată o altă „descoperire”, din mers. Apa într-o sticlă de plastic îngheață mult mai repede cu un dop deschis. De dragul distracției, am experimentat de multe ori în îngheț sever. Efectul este evident. Salutare teoreticienilor!

Eugen , 27.12.2014 08:40

Principiul unui răcitor prin evaporare. Luăm două sticle închise ermetic cu apă rece și fierbinte. O punem la rece. Apa rece îngheață mai repede. Acum luăm aceleași sticle cu apă rece și fierbinte, o deschidem și o punem la rece. Apa fierbinte va îngheța mai repede decât apa rece. Dacă luăm două lighene cu apă rece și fierbinte, atunci apa fierbinte va îngheța mult mai repede. Acest lucru se datorează faptului că creștem contactul cu atmosfera. Cu cât evaporarea este mai intensă, cu atât scade mai rapid temperatura. Aici este necesar să menționăm factorul de umiditate. Cu cât umiditatea este mai mică, cu atât evaporarea este mai puternică și răcirea este mai puternică.

gri TOMSK, 03.01.2015 10:55

GREY, 15.03.2014 05:30 - continuare Ce știi despre temperatură nu este totul. Mai este ceva. Dacă compuneți corect un model fizic de temperatură, atunci acesta va deveni cheia pentru a descrie procesele energetice de la difuzie, topire și cristalizare la astfel de scale, ca o creștere a temperaturii cu creșterea presiunii, o creștere a presiunii cu o creștere a temperaturii. Chiar și modelul fizic al energiei Soarelui va deveni clar din cele de mai sus. sunt iarna. . la începutul primăverii anului 20013, după ce am analizat modelele de temperatură, am compilat un model general de temperatură. După câteva luni, mi-am amintit de paradoxul temperaturii și apoi mi-am dat seama... că modelul meu de temperatură descrie și paradoxul Mpemba. Aceasta a fost în mai - iunie 2013. Un an întârziere, dar asta e bine. Modelul meu fizic este un cadru înghețat și poate fi derulat atât înainte, cât și înapoi și are abilitățile motorii ale activității, însăși activitatea în care totul se mișcă. Am 8 clase de școală și 2 ani de facultate cu o repetare a subiectului. Au trecut 20 de ani. Deci nu pot atribui nici un fel de modele fizice ale unor oameni de știință celebri, precum și formule. Îmi pare rău.

Andrey , 08.11.2015 08:52

În general, am o idee despre de ce apa caldă îngheață mai repede decât apa rece. Și în explicațiile mele totul este foarte simplu dacă ești interesat atunci scrie-mi un e-mail: [email protected]

Andrei , 08.11.2015 08:58

Îmi pare rău, am dat cutia poștală greșită, iată e-mailul corect: [email protected]

Victor , 23.12.2015 10:37

Mi se pare că totul este mai simplu, cade zăpada cu noi, este gaz evaporat, răcit, deci poate pe îngheț se răcește mai repede fierbinte pentru că se evaporă și se cristalizează imediat departe de a crește, iar apa în stare gazoasă se răcește mai repede decât în ​​lichid. )

Bekzhan , 28.01.2016 09:18

Chiar dacă cineva ar dezvălui aceste legi ale lumii care sunt asociate cu acest efect, el nu ar scrie aici.Din punctul meu de vedere, nu ar fi logic să le dezvăluie internauților secretele sale atunci când le poate publica în reviste științifice celebre și dovedește-l el însuși în fața oamenilor. Deci, ce se va scrie despre acest efect aici, toată această majoritate nu este logică.)))

Alex , 22.02.2016 12:48

Salutare Experimentatori Aveți dreptate când spuneți că Știința începe de unde... nu măsurători, ci calcule. „Experiment” - un argument etern și indispensabil pentru cei lipsiți de imaginație și gândire liniară A jignit pe toată lumea, acum în cazul lui E \u003d mc2 - își amintește toată lumea? Viteza moleculelor care zboară din apa rece în atmosferă determină cantitatea de energie pe care o transportă din apă (răcire - pierdere de energie) Viteza moleculelor din apa fierbinte este mult mai mare, iar energia transportată este la pătrat (rata de răcirea masei de apă rămase) Atât, dacă plecați de la „experimentare” și vă amintiți Bazele științei

Vladimir , 25.04.2016 10:53 | meteo

În acele vremuri când antigelul era o raritate, apa din sistemul de răcire al mașinilor dintr-un garaj neîncălzit al unui parc auto era drenată după o zi de lucru pentru a nu dezgheța blocul cilindric sau radiatorul - uneori ambele împreună. Se turna apă fierbinte dimineața. În îngheț puternic, motoarele au pornit fără probleme. Cumva, din lipsa apei calde, s-a turnat apa de la robinet. Apa a înghețat imediat. Experimentul a fost costisitor - exact cât costă cumpărarea și înlocuirea blocului cilindric și a radiatorului unei mașini ZIL-131. Cine nu crede, să verifice. iar Mpemba a experimentat cu înghețată. În înghețată, cristalizarea are loc diferit decât în ​​apă. Încercați să mușcați o bucată de înghețată și o bucată de gheață cu dinții. Cel mai probabil nu a înghețat, ci s-a îngroșat ca urmare a răcirii. Iar apa dulce, fie că este caldă sau rece, îngheață la 0*C. Apa rece este rapidă, dar apa fierbinte are nevoie de timp pentru a se răci.

Wanderer , 06.05.2016 12:54 | lui Alex

"c" - viteza luminii în vid E=mc^2 - formula care exprimă echivalența masei și energiei

Albert , 27.07.2016 08:22

În primul rând, o analogie cu solidele (nu există un proces de evaporare). Conducte de apa din cupru recent lipite. Procesul are loc prin încălzirea arzătorului cu gaz la temperatura de topire a lipitului. Timpul de încălzire a unei îmbinări cu cuplajul este de aproximativ un minut. Am lipit o îmbinare cu cuplajul și după câteva minute mi-am dat seama că am lipit-o greșit. A durat puțin pentru a derula țeava în cuplaj. Am început să încălzesc îmbinarea din nou cu un arzător și, în mod surprinzător, a durat 3-4 minute pentru a încălzi îmbinarea până la punctul de topire. Cum așa!? La urma urmei, conducta este încă fierbinte și s-ar părea că este nevoie de mult mai puțină energie pentru a o încălzi până la punctul de topire, dar totul s-a dovedit a fi invers. Totul ține de conductibilitatea termică, care este mult mai mare pentru o țeavă deja încălzită, iar limita dintre țevile încălzite și cele reci a reușit să se deplaseze departe de joncțiune în două minute. Acum despre apă. Vom opera cu conceptele de vas cald și semiîncălzit. Într-un vas fierbinte, se formează o limită de temperatură îngustă între particulele fierbinți, foarte mobile și cele cu mișcare lentă, reci, care se deplasează relativ repede de la periferie la centru, deoarece la această limită, particulele rapide renunță rapid la energia lor (rece). ) de particule de pe cealaltă parte a graniței. Deoarece volumul particulelor reci exterioare este mai mare, particulele rapide, renunțând la energia lor termică, nu pot încălzi în mod semnificativ particulele reci exterioare. Prin urmare, procesul de răcire a apei calde are loc relativ rapid. Apa semiîncălzită, pe de altă parte, are o conductivitate termică mult mai mică, iar lățimea limitei dintre particulele semiîncălzite și cele reci este mult mai mare. Deplasarea spre centrul unei limite atât de largi are loc mult mai lent decât în ​​cazul unui vas fierbinte. Ca rezultat, un vas fierbinte se răcește mai repede decât unul cald. Cred că este necesar să urmărim dinamica procesului de răcire a apei la diferite temperaturi prin plasarea mai multor senzori de temperatură de la mijloc până la marginea vasului.

Max , 19.11.2016 05:07

S-a verificat: la Yamal, pe ger, o conducta cu apa calda ingheata si trebuie incalzita, dar nu rece!

Artem, 09.12.2016 01:25

Este greu, dar cred că apa rece este mai densă decât apa fierbinte, chiar mai bună decât apa fiartă, și atunci are loc o accelerare la răcire, adică. apa caldă ajunge la temperatura rece și o depășește, iar dacă țineți cont de faptul că apa caldă îngheață de jos și nu de sus, așa cum este scris mai sus, acest lucru accelerează foarte mult procesul!

Alexandru Sergheev, 21.08.2017 10:52

Nu există un astfel de efect. Vai. În 2016, un articol detaliat pe această temă a fost publicat în Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect Din el este clar că dacă experimentele sunt efectuate cu atenție (dacă probele de apă caldă și rece sunt la fel în toate, cu excepția temperaturii), efectul nu este observat.

Headlab, 22.08.2017 05:31

Victor , 27.10.2017 03:52

"Chiar este." - daca scoala nu a inteles ce este capacitatea termica si legea conservarii energiei. Este ușor de verificat - pentru asta ai nevoie de: o dorință, un cap, mâini, apă, un frigider și un ceas cu alarmă. Iar patinoarele, după cum scriu experții, sunt înghețate (umplute) cu apă rece, iar cu apă caldă nivelează gheața tăiată. Și iarna trebuie să turnați lichid antigel în rezervorul spălării, nu apă. Apa va îngheța oricum, iar apa rece va îngheța mai repede.

Irina , 23.01.2018 10:58

Oamenii de știință din întreaga lume se luptă cu acest paradox încă de pe vremea lui Aristotel, iar Viktor, Zavlab și Sergeev s-au dovedit a fi cei mai deștepți.

Denis , 02.01.2018 08:51

Totul este corect în articol. Dar motivul este oarecum diferit. În procesul de fierbere, aerul dizolvat în el este evaporat din apă, prin urmare, pe măsură ce apa clocotită se răcește, ca urmare, densitatea acesteia va fi mai mică decât cea a apei brute de aceeași temperatură. Nu există alte motive pentru o conductivitate termică diferită, cu excepția densității diferite.

Headlab, 03.01.2018 08:58 | sef de laborator

Irina :), „oamenii de știință din întreaga lume” nu luptă cu acest „paradox”, pentru oamenii de știință adevărați acest „paradox” pur și simplu nu există - acest lucru este ușor de verificat în condiții bine reproductibile. „Paradoxul” a apărut datorită experimentelor ireproductibile ale băiatului african Mpemba și a fost umflat de „oameni de știință” similari :)

Apa este unul dintre cele mai uimitoare lichide din lume, care are proprietăți neobișnuite. De exemplu, gheața - o stare solidă a lichidului, are o greutate specifică mai mică decât apa însăși, ceea ce a făcut posibilă apariția și dezvoltarea vieții pe Pământ în multe feluri. În plus, în lumea aproape științifică, și într-adevăr în lumea științifică, există discuții despre care apa îngheață mai repede - caldă sau rece. Cine dovedește înghețarea mai rapidă a unui lichid fierbinte în anumite condiții și își justifică științific decizia va primi un premiu de 1.000 de lire sterline de la Societatea Regală Britanică de Chimiști.

fundal

Faptul că, în mai multe condiții, apa caldă este înaintea apei rece în ceea ce privește rata de îngheț, a fost observat încă din Evul Mediu. Francis Bacon și René Descartes au depus mult efort în explicarea acestui fenomen. Cu toate acestea, din punctul de vedere al ingineriei termice clasice, acest paradox nu poate fi explicat și au încercat să-l tacă cu timiditate. Impulsul pentru continuarea disputei a fost o poveste oarecum curioasă care i s-a întâmplat școlarului tanzanian Erasto Mpemba (Erasto Mpemba) în 1963. Odată, în timpul unei lecții de preparare a deserturilor la o școală de gătit, un băiat, distras de alte lucruri, nu a avut timp să răcească la timp amestecul de înghețată și să pună o soluție de zahăr în lapte fierbinte în congelator. Spre surprinderea lui, produsul s-a răcit ceva mai repede decât colegii săi practicanți care au respectat regimul de temperatură pentru prepararea înghețatei.

Încercând să înțeleagă esența fenomenului, băiatul a apelat la un profesor de fizică, care, fără a intra în detalii, și-a ridiculizat experimentele culinare. Erasto s-a remarcat însă printr-o perseverență de invidiat și și-a continuat experimentele nu pe lapte, ci pe apă. S-a asigurat că în unele cazuri apa fierbinte îngheață mai repede decât apa rece.

Intrând la Universitatea din Dar es Salaam, Erasto Mpembe a participat la o prelegere susținută de profesorul Dennis G. Osborne. După absolvire, studentul l-a nedumerit pe om de știință cu problema ratei de îngheț a apei în funcție de temperatura acesteia. D.G. Osborne a ridiculizat chiar formularea întrebării, afirmând cu aplomb că orice învins știe că apa rece va îngheța mai repede. Totuși, tenacitatea firească a tânărului s-a făcut simțită. A făcut un pariu cu profesorul, oferindu-se să facă un test experimental aici, în laborator. Erasto a pus două recipiente cu apă în congelator, unul la 95°F (35°C) și celălalt la 212°F (100°C). Care a fost surpriza profesorului și a „fanilor” din jur când apa din al doilea recipient a înghețat mai repede. De atunci, acest fenomen a fost numit „Paradoxul Mpemba”.

Cu toate acestea, până în prezent nu există o ipoteză teoretică coerentă care să explice „Paradoxul Mpemba”. Nu este clar ce factori externi, compoziția chimică a apei, prezența gazelor dizolvate și a mineralelor în ea, afectează viteza de înghețare a lichidelor la diferite temperaturi. Paradoxul „Efectului Mpemba” este că acesta contrazice una dintre legile descoperite de I. Newton, care afirmă că timpul de răcire al apei este direct proporțional cu diferența de temperatură dintre lichid și mediu. Și dacă toate celelalte lichide sunt complet supuse acestei legi, atunci apa în unele cazuri este o excepție.

De ce apa fierbinte îngheață mai repede?t

Există mai multe versiuni ale motivului pentru care apa caldă îngheață mai repede decât apa rece. Principalele sunt:

• apa fierbinte se evaporă mai repede, în timp ce volumul ei scade, iar un volum mai mic de lichid se răcește mai repede - când apa este răcită de la + 100 ° С la 0 ° С, pierderile de volum la presiunea atmosferică ajung la 15%;
• intensitatea schimbului de căldură dintre lichid și mediu este cu atât mai mare, cu atât diferența de temperatură este mai mare, astfel încât pierderea de căldură a apei clocotite trece mai repede;
• când apa fierbinte se răcește, pe suprafața ei se formează o crustă de gheață, care împiedică înghețarea și evaporarea completă a lichidului;
• la o temperatură ridicată a apei are loc amestecarea ei prin convecție, reducând timpul de înghețare;
• gazele dizolvate în apă scad punctul de îngheț, luând energie pentru formarea cristalelor - nu există gaze dizolvate în apa fierbinte.

Toate aceste condiții au fost supuse verificărilor experimentale repetate. În special, omul de știință german David Auerbach a descoperit că temperatura de cristalizare a apei calde este puțin mai mare decât cea a apei rece, ceea ce face posibilă înghețarea primei mai rapid. Cu toate acestea, ulterior experimentele sale au fost criticate și mulți oameni de știință sunt convinși că „Efectul Mpemba” despre care apa îngheață mai repede - caldă sau rece, nu poate fi reprodus decât în ​​anumite condiții, pe care nimeni nu le-a căutat și concretizat până acum.

Pare clar că apa rece îngheață mai repede decât apa caldă, deoarece în condiții egale apa fierbinte durează mai mult să se răcească și ulterior îngheață. Cu toate acestea, mii de ani de observații, precum și experimente moderne, au arătat că și contrariul este adevărat: în anumite condiții, apa caldă îngheață mai repede decât apa rece. Canalul de știință Sciencium explică acest fenomen:

După cum se explică în videoclipul de mai sus, fenomenul în care apa caldă îngheață mai repede decât apa rece este cunoscut sub numele de efectul Mpemba, numit după Erasto Mpemba, un elev din Tanzania care a făcut înghețată ca parte a unui proiect școlar în 1963. Elevii au trebuit să aducă la fiert amestecul de smântână și zahăr, să-l lase să se răcească, apoi să-l pună la congelator.

În schimb, Erasto și-a pus amestecul deodată, fierbinte, fără să aștepte să se răcească. Drept urmare, după 1,5 ore, amestecul lui era deja înghețat, dar amestecurile altor studenți nu. Intrigat de fenomen, Mpemba a început să studieze problema cu profesorul de fizică Denis Osborne, iar în 1969 au publicat o lucrare care spunea că apa caldă îngheață mai repede decât apa rece. Acesta a fost primul studiu de acest fel, evaluat de colegi, dar fenomenul în sine este menționat în lucrările lui Aristotel datând din secolul al IV-lea î.Hr. e. Francis Bacon și Descartes au remarcat și ei acest fenomen în studiile lor.

Videoclipul prezintă mai multe opțiuni pentru a explica ce se întâmplă:

1. Înghețul este un dielectric și, prin urmare, apa rece înghețată stochează căldura mai bine decât sticla caldă, care topește gheața în contact cu ea.
2. Apa rece are mai multe gaze dizolvate decât apa caldă, iar cercetătorii speculează că acest lucru ar putea juca un rol în viteza de răcire, deși nu este încă clar cum.
3. Apa fierbinte pierde mai multe molecule de apă prin evaporare, lăsând mai puține să înghețe
4. Apa caldă se poate răci mai repede din cauza curenților convectivi crescuti. Acești curenți apar deoarece apa din sticlă se răcește mai întâi la suprafață și laturi, provocând scufundarea apei rece și creșterea apei fierbinți. Într-un pahar cald, curenții convectivi sunt mai activi, ceea ce poate afecta viteza de răcire.

Totuși, în 2016, a fost realizat un studiu atent controlat, care a arătat contrariul: apa caldă a înghețat mult mai lent decât apa rece. În același timp, oamenii de știință au observat că schimbarea locației unui termocuplu - un dispozitiv care determină diferențele de temperatură - cu doar un centimetru duce la apariția efectului Mpemba. Examinarea altor lucrări similare a arătat că, în toate cazurile în care a fost observat acest efect, a existat o deplasare a termocuplului într-un centimetru.

21.11.2017 11.10.2018 Alexandru Firtsev

« Care apă îngheață mai repede rece sau fierbinte?„- încearcă să le pui o întrebare prietenilor tăi, cel mai probabil majoritatea dintre ei vor răspunde că apa rece îngheață mai repede – și vor face o greșeală.

De fapt, dacă puneți simultan două vase de aceeași formă și volum în congelator, dintre care unul va conține apă rece și celălalt fierbinte, atunci apa fierbinte va îngheța mai repede.

O astfel de afirmație poate părea absurdă și nerezonabilă. În mod logic, apa fierbinte trebuie mai întâi să se răcească la temperatura rece, iar apa rece ar trebui să se transforme deja în gheață în acest moment.

Deci, de ce apa fierbinte depășește apa rece în drum spre îngheț? Să încercăm să ne dăm seama.

Istoria observațiilor și cercetărilor

Oamenii au observat efectul paradoxal din cele mai vechi timpuri, dar nimeni nu i-a acordat prea multă importanță. Deci inconsecvențele în rata de înghețare a apei reci și calde au fost remarcate în notele lor de către Arestotel, precum și de Rene Descartes și Francis Bacon. Un fenomen neobișnuit s-a manifestat adesea în viața de zi cu zi.

Multă vreme, fenomenul nu a fost studiat în niciun fel și nu a trezit prea mult interes în rândul oamenilor de știință.

Studiul efectului neobișnuit a început în 1963, când un student curios din Tanzania, Erasto Mpemba, a observat că laptele fierbinte pentru înghețată îngheață mai repede decât laptele rece. În speranța de a obține o explicație a motivelor efectului neobișnuit, tânărul și-a întrebat profesorul de fizică de la școală. Totuși, profesorul a râs doar de el.

Mai târziu, Mpemba a repetat experimentul, dar în experimentul său nu a mai folosit lapte, ci apă, iar efectul paradoxal s-a repetat din nou.

Șase ani mai târziu, în 1969, Mpemba i-a adresat această întrebare profesorului de fizică Dennis Osborne, care a venit la școala sa. Profesorul a fost interesat de observarea tânărului, drept urmare, a fost efectuat un experiment care a confirmat prezența efectului, dar motivele acestui fenomen nu au fost stabilite.

De atunci, fenomenul a fost numit Efectul Mpemba.

De-a lungul istoriei observațiilor științifice au fost înaintate numeroase ipoteze despre cauzele fenomenului.

Așa că în 2012, Societatea Regală Britanică de Chimie avea să anunțe un concurs de ipoteze pentru a explica efectul Mpemba. La competiție au participat oameni de știință din întreaga lume, în total au fost înregistrate 22.000 de lucrări științifice. În ciuda unui număr atât de impresionant de articole, niciunul dintre ele nu a clarificat paradoxul Mpemba.

Cea mai comună a fost versiunea conform căreia, apa caldă îngheață mai repede, deoarece pur și simplu se evaporă mai repede, volumul ei devine mai mic, iar pe măsură ce volumul scade, viteza de răcire crește. Cea mai comună versiune a fost în cele din urmă respinsă, deoarece a fost efectuat un experiment în care evaporarea a fost exclusă, dar efectul a fost totuși confirmat.

Alți oameni de știință credeau că motivul efectului Mpemba este evaporarea gazelor dizolvate în apă. În opinia lor, în timpul procesului de încălzire, gazele dizolvate în apă se evaporă, datorită cărora capătă o densitate mai mare decât apa rece. După cum se știe, o creștere a densității duce la o modificare a proprietăților fizice ale apei (o creștere a conductibilității termice) și, prin urmare, la o creștere a vitezei de răcire.

În plus, au fost înaintate o serie de ipoteze care descriu viteza de circulație a apei în funcție de temperatură. În multe studii s-a încercat stabilirea relației dintre materialul recipientelor în care se afla lichidul. Multe teorii păreau foarte plauzibile, dar nu au putut fi confirmate științific din cauza lipsei datelor inițiale, a contradicțiilor din alte experimente sau datorită faptului că factorii identificați pur și simplu nu erau comparabili cu viteza de răcire a apei. Unii oameni de știință în lucrările lor au pus sub semnul întrebării existența efectului.

În 2013, cercetătorii de la Universitatea Tehnologică Nanyang din Singapore au susținut că au rezolvat misterul efectului Mpemba. Potrivit studiului lor, motivul fenomenului constă în faptul că cantitatea de energie stocată în legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă rece și cea caldă diferă semnificativ.

Metodele de simulare pe calculator au arătat următoarele rezultate: cu cât temperatura apei este mai mare, cu atât distanța dintre molecule este mai mare datorită faptului că forțele de respingere cresc. În consecință, legăturile de hidrogen ale moleculelor sunt întinse, stocând mai multă energie. Când sunt răcite, moleculele încep să se apropie unele de altele, eliberând energie din legăturile de hidrogen. În acest caz, eliberarea de energie este însoțită de o scădere a temperaturii.

În octombrie 2017, fizicienii spanioli, în cursul unui alt studiu, au descoperit că eliminarea materiei din echilibru (încălzirea puternică înainte de răcirea puternică) joacă un rol important în formarea efectului. Ei au determinat condițiile în care probabilitatea efectului este maximă. În plus, oamenii de știință din Spania au confirmat existența efectului invers Mpemba. Ei au descoperit că, atunci când este încălzită, o probă mai rece poate atinge o temperatură ridicată mai repede decât una caldă.

În ciuda informațiilor exhaustive și a numeroaselor experimente, oamenii de știință intenționează să continue să studieze efectul.

Efectul Mpemba în viața reală

Te-ai întrebat vreodată de ce iarna patinoarul este umplut cu apă caldă și nu rece? După cum ați înțeles deja, ei fac acest lucru deoarece un patinoar umplut cu apă fierbinte va îngheța mai repede decât dacă ar fi umplut cu apă rece. Din același motiv, toboganele din orașele de gheață de iarnă sunt turnate cu apă fierbinte.

Astfel, cunoașterea despre existența fenomenului permite oamenilor să economisească timp atunci când pregătesc site-uri pentru sporturile de iarnă.

În plus, efectul Mpemba este uneori folosit în industrie - pentru a reduce timpul de înghețare a produselor, substanțelor și materialelor care conțin apă.