MPEMBA ta'siri yoki nima uchun issiq suv sovuqdan tezroq muzlaydi? Siz suv haqida bilmagan narsalar.

MPEMBA effekti (MPEMBI paradoks) - ba'zi sharoitda issiq suv sovuqdan sovuqroq, ammo muzlash jarayonida sovuq suvning harorati boshlanishi kerakligini aytadigan paradoks. Bu paradoks eksperimental faktOddiy fikrlarga zid, shunga ko'ra, shunga ko'ra, bir xil sharoitda, ma'lum bir haroratga sovutish uchun ko'proq haroratni sovutish uchun ko'proq haroratni sovutish uchun ko'proq vaqt kerak bo'ladi.

Bu hodisa bir vaqtning o'zida Aristotel, Frensis Bekon va Rene Descart, faqat 1963 yilda, Tanzan maktab o'quvchisi Erassto MPembea sovuqdan tezroq muzqaymoqni muzlatib qo'yganligini aniqladi.

Tanzaniya Emasrabaning MagomiBabbaba o'rta maktabining talabasi sifatida amaliy ish oshpazda. U uy qurilishi muzqaymoq qilish kerak edi - sutni qaynatib oling, ichiga soling, ichiga soling, uni xona haroratiga sovutib oling va muzlatishda sovutgichga qo'ying. Aftidan, MPEMBBA, ayniqsa, og'ir talaba emas edi va vazifaning birinchi qismini bajarish bilan tasdiqlandi. U darsning oxirigacha vaqt yo'qligidan qo'rqib, muzlatgichni hali ham issiq sutga qo'ydi. Uning ajablanib, ushbu texnologiyaga muvofiq pishgan o'rtoqlari sutidan ham muzdan ham muzdek muzlab qoldi.

Shundan so'ng, MPEMBA nafaqat sut bilan, balki oddiy suv bilan ham tajriba o'tkazdi. Mkvava o'rta maktabining talabasi sifatida u "Mkvava" o'rta maktabining talabasi sifatida Dars Salalamaning universitet kollejining professori Dennis Osborne (talabalarni universitetlar sinfida fizikaga o'qitish uchun ma'ruza qilish uchun) professor Dennis Osborne savol berdi Shunday qilib, teng hajmli suvli idishlar, ulardan birida suv 35 ° C ga teng, ikkinchisida esa 100 ° C ga ega, keyin esa ikkinchi suv tezroq muzlatadi. Nima uchun? " Osborne ushbu masalaga qiziqdi va yaqinda 1969 yilda MPEMBA bilan birgalikda "Fizika ta'limi" jurnalida ularning tajribalari e'lon qilindi. O'shandan beri ushbu effekt topilgan mPEMBA ta'siri.

Hozirgacha hech kim bu g'alati ta'sirni qanday tushuntirishni bilmaydi. Olimlar hech qanday versiyaga ega emaslar, garchi ko'p bo'lsa ham. Bularning barchasi issiq va sovuq suvning xususiyatlari farq qiladi, ammo bu holatda hech qanday ahamiyatga ega emas: bu holatda qanday xususiyatlar, bug'lanish, muzni shakllantirish, konvektsiya, konvektsiya, konvektsiya yoki har xil suvda bo'shatilgan gazlarning ta'siri harorat.

MPEMBA ta'sirining paradikligi shundaki, tananing haroratiga qadar sovilayotgan vaqt atrofUshbu tana va atrof-muhitning haroratidagi farqga mutanosib bo'lishi kerak. Ushbu qonun hali ham Nyuton tomonidan tashkil etilgan va shu sababli amalda ko'p marotaba tasdiqlangan. Bunday ta'sirda, 35 ° C harorati bilan bir xil miqdordagi suvdan 100 ° C gacha haroratga ega suv 0 ° C harorati bilan suv.

Shunga qaramay, u paradoks emas, chunki MPEMBAning ta'siri aniq tushuntirish va taniqli fizika doirasida topish mumkin. MPEMBA ta'siri haqida bir nechta tushuntirishlar:

Bug'lanish

Issiq suv konteynerdan bug'lanadi, shu bilan uning hajmini kamaytiradi va bir xil haroratli suvning kichik hajmlari tezroq muzlatadi. Suv bilan 100 tagacha sovutish paytida 2 ta sovutish paytida 16% ni yo'qotadi.

Bug'lanishning ta'siri - ikki baravar ta'sir. Birinchidan, suvning massasi sovutish uchun zarur. Ikkinchidan, suv bosqichiga bug'lanishning bug'lanishining bug'lanishining bug 'fazasi kamaytirilishi tufayli kamayadi.

Harorat farqini harorat

Issiq suv va sovuq havo o'rtasidagi harorat farqsi ko'proq bo'lsa, shuning uchun issiqlik almashinuvi ko'proq qizg'in va issiq suv soviydi.

Supercouling

Suv 0 C dan yuqori sovutilganda, u har doim ham muzlatmaydi. Ba'zi shartlarda u muzlash nuqtasi ostidagi haroratda suyuqlikni davom ettirish, gipotermiyadan o'tishi mumkin. Ba'zi hollarda, suv, hatto haroratda ham suyuqlik bo'lib qolishi mumkin.

Ushbu ta'sirning sababi shundaki, birinchi muz kristallarini hosil qilishni boshlash uchun kristalli shakllanish markazlariga ehtiyoj bor. Agar ular suyuq suvda bo'lmasa, unda superkouling harorat pasayguncha davom etadi, shunda kristallar o'z-o'zidan hosil bo'ladi. Ular superkumli suyuqlik shaklida hosil qila boshlaganda, ular muzlash muz hosil bo'ladi.

Issiq suv juda ko'p sezgir bo'lib, uning isishi erigan gazlar va pufakchalarni yo'q qiladi, bu esa o'z navbatida muz kristallarini shakllantirish uchun markaz sifatida xizmat qilishi mumkin.

Nega superkregal issiq suv tezroq yopishadi? Quyidagilar haddan tashqari oshirilmagan sovuq suv holatida. Bunday holda, idish yuzasida muzning yupqa qatlami hosil bo'ladi. Bu muz qatlami suv va sovuq havo o'rtasida izolyator sifatida ishlaydi va keyingi bug'lanishning oldini oladi. Ushbu holatda muz kristallarini shakllantirish tezligi kamroq bo'ladi. Issiq suvda, superklyoloole, superkoulülate suvi muzning himoya qatlamiga ega emas. Shuning uchun u qizib ketishi tezroq qizdiradi.

Hipotermiya jarayoni tugashi va suv muzlash jarayoni tugasa, ko'proq issiqlik yo'qoladi va shuning uchun ko'proq muz hosil bo'ladi.

Ushbu ta'sirchi ko'plab tadqiqotchilar MUMB effekti holatida asosiy omilga superklycooll-ni ko'rib chiqmoqdalar.

Konvektsiya

Sovuq suv yuqoridan muzla boshlaydi, shu bilan issiqlik emissiyasi va konvektsiya jarayonlarini yomonlashtiradi, shuning uchun issiq suv quyish paytida issiq suv quyila boshlaydi.

Suv zichligi anomaliyasining bu ta'siri tushuntiriladi. Suv maksimal zichlikka ega, 4 s gacha sovutish suvi bo'lsa va uni quyi haroratda qo'ysa, suvning sirt qatlami tezroq muzlatadi. Chunki bu suv 4 s haroratda suvdan kamroq zichroq bo'lsa, u yupqa sovuq qatlamni hosil qiladi. Ushbu sharoitda muzning yupqa qatlami qisqa vaqt davomida suv yuzasida muz qatlami hosil bo'ladi, ammo muz qatlami bo'ladi, bu 4 haroratda 4 haroratda qoladigan quyuq qatlamlarni himoya qiladi. Shuning uchun keyingi sovutish jarayoni sekinroq bo'ladi.

Issiq suv bo'lsa, vaziyat butunlay boshqacha. Suvning sirt qatlami bug'lanish tufayli tezroq sovutadi va katta farqlar harorat. Bundan tashqari, sovuq suv qatlamlari issiq suv qatlamlaridan ko'ra zichroq, shuning uchun sovuq suv qatlami pastga tushadi, issiq suv qatlamini sirtga ko'taradi. Bunday suv aylanishining harorati tezda tez tomchi ta'minlaydi.

Ammo nega bu jarayon muvozanat nuqtasiga etib bormaydi? MPEMBAning ushbu nuqtai nazaridan ta'sirini tushuntirish uchun sovuq va issiq suv qatlamlari ajratilgan bo'lishi kerak, shunda suvning o'rtacha harorati 4 C dan pastroq tushadi.

Biroq, konvektsiya paytida sovuq va issiq suv qatlamlari bo'linganligi haqida taxminiy ma'lumotlar mavjud emas.

Erigan gazlar

Suv har doim eriydi - kislorod va karbonat angidridni o'z ichiga oladi. Ushbu gazlar suvni muzlatgichni kamaytirish qobiliyatiga ega. Suv isitilganda, bu gazlar suvdan chiqariladi, chunki ular quyida yuqori haroratda suvda ularning eruvchanligi. Shuning uchun, issiq suv soviganida, u erda isitilmaydigan sovuq suvga qaraganda har doim kamroq erigan gazlar bo'ladi. Shuning uchun, isitiladigan suvning muzlash nuqtasi yuqori va tezroq muzlaydi. Ba'zida bu omil MPEMB samarasini tushuntirishda asosiy narsa deb hisoblanadi, ammo bu haqiqatni tasdiqlovchi tajriba ma'lumotlari yo'q.

Issiqlik o'tkazuvchanligi

Ushbu mexanizm sovutish kamerasining muzlatgichiga kichik idishlarda qo'yiladigan muhim rol o'ynashi mumkin. Bunday sharoitda, issiq suv idishi muzlatgichning muzlatgichining muzlatgichidan muzlatib qo'yadi, shu bilan muzlatgich devor va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan issiqlik aloqalarini yaxshilash. Natijada, issiqlik sovuqdan sovuqdan ko'ra tezroq issiq suv bilan olib tashlanadi. O'z navbatida, sovuq suvli konteyner qordan pastga silkinmaydi.

Bularning barchasi (shuningdek, boshqalar) shartlari ko'plab tajribalarda o'rganildi, ammo bu savolga bir ma'nosiz javob berishdi - ulardan qaysi biri MPEMBE Effektining yuz foizini yuz foizini ta'minlaydi.

Masalan, 1995 yilda nemis fizikasi Devid Auwerch ushbu ta'sirda suv gipotermiya ta'sirini o'rgangan. U qizg'in holatiga yetib, sovuqdan yuqori haroratda muzlatib qo'ygan issiq suvni ko'rdi, bu esa uni tezroq qiladi. Lekin sovuq suv Ajoyib holatni issiqdan tezroq, shu bilan oldingi kechikish uchun kompensatsiya qilingan.

Bundan tashqari, AUERBRAS natijalari avvalroq olingan ma'lumotlarga zid ravishda, issiq suv kristallanish markazlari kichikroq bo'lganligi sababli ko'proq haddan tashqari oshirib yuborish qobiliyatiga ega. Suv undan isitilganda, unda esiilgan gazlar olib tashlanadi va uning qaynab turganida ba'zi tuzlar cho'kmoqda.

Siz shunga o'xshash narsani aytishingiz mumkin - ushbu amalning takrorlanishi tajriba o'tkaziladigan shartlarga bog'liq. Aynan, chunki u har doim ham takrorlanmaydi.

O. V. Mein

Adabiymanba:

"Issiq suv sovuq suvga qaraganda tezroq muzlaydi. Nima uchun ha, havaskor olim, ilmiy amerikalik vol. 237, Yo'q 3, 246-257 pP; 1977 yil sentyabr.

"Issiq va sovuq suvning muzlashi", g.S. Amerika fizikasi sohasidagi Kell, Vol. 37, Yo'q 5, 564-565; 1969 yil may.

"Supercouling va MPEMBA effekt", Devid Auerkax, Amerika fizikasi jurnalida, Vol. 63, Yo'q 10, 882-885; 1995 yil oktyabr.

"MPEMBA ta'siri: issiq va sovuq suvning muzlash vaqti", Charlz A. Ritsar, Amerika fizikasi jurnalida, jild. 64, Yo'q 5, p 524; 1996 yil may.

Ko'rinib turibdiki, sovuq suv issiqdan muzlaydi, chunki issiq suvning teng sharoitida salqinlash uchun ko'p vaqt kerak bo'ladi va keyinchalik muzlatib qo'ying. Biroq, ming yillik kuzatishlar, shuningdek, zamonaviy tajribalar, buning teskari haqiqat ekanligini ko'rsatdi: muayyan sharoitlarda issiq suv sovuqdan muzlaydi. Ilmiy kanal Sciencium bu hodisani tushuntiradi:

Yuqoridagi videoda, issiq suv yo'qolgan sovuqqa qaraganda, 1963 yilda maktab loyihasining bir qismi sifatida muzqaymoq bo'lgan Skrajning ta'siri deb nomlanadigan sovuqdan tezroq muzlatganda. Talabalar qaynatishga qaymoq va shakar aralashmasini olib, sovutish uchun olib ketishlari kerak edi, keyin muzlatgichga qo'yishdi.

Buning o'rniga, Evast xalqi sovutguncha, uning aralashmasini darhol kutmasdan turib, qizdiring. Natijada, 1,5 soatdan keyin uning aralashmasi allaqachon muzlatilgan va boshqa talabalarning aralashmalari - yo'q edi. Fenomen, MPEMBA Fenomen, professor Denis Fizika bilan bir qatorda, 1969 yilda ularda iliq suv sovuq suvga qaraganda tezroq muzlaydi. Bu birinchi tengdoshli ko'rib chiqilgan tadqiqot edi, ammo fenomenning o'zi miloddan avvalgi IV asrdagi IV asrdagi Aristotelning pablarida eslatib o'tilgan. e. Frensis Bekon va Dekart shuningdek, ushbu hodisani o'z izlanishlarida nishonladilar.

Videolar nima bo'lganini tushuntirish uchun bir nechta variantlarni keltiradi:

1. Sovuq - bu dielektrikdir, shuning uchun sovuq suv muzni eritib, muzni erigan iliq stakandan yaxshiroq qizdiradi
2. Sovuq suvda iliqlikdan ko'ra ko'proq erigan gazni ko'proq erigan va tadqiqotchilar bu sovutish stavkasida rol o'ynashi mumkinligini ta'kidlaydilar, ammo bu qanday qilib aniq emas
3. Issiq suv bug'lanish tufayli ko'proq suv molekulalarini yo'qotadi, shuning uchun muzlatish uchun kamroq
4. Konvozoz oqimlarining ko'payishi sababli iliq suvni tezroq sovutishi mumkin. Ushbu oqimlar ro'y beradi, chunki birinchi navbatda, stakan ichidagi suv er yuzasida va yon tomonlarida suvda sovutib, sovuq suvni cho'ktirishga majbur qiladi. Issiq stakanlarda konvektiv oqimlar faolroq, bu sovutish stavkasiga ta'sir qilishi mumkin.

Biroq, 2016 yilda diqqat bilan boshqariladigan tadqiqotlar o'tkazildi, bu esa aksini ko'rsatdi: issiq suv ancha sekin sovuq edi. Shu bilan birga, olimlar termojuftning joylashgan joyining o'zgarishi - qurilma harorat farqlarini aniqlash faqat santimetr MPEMB effektining ko'rinishi yuzaga keladi. Boshqa shunga o'xshash ishlarni o'rganish shuni ko'rsatdiki, agar ushbu effekt kuzatilgan bo'lsa, terimetrning tarkibida termojuftni almashtirish bor edi.

Suv yorug'likdagi eng ajoyib suyuqliklardan biri bo'lib, g'ayrioddiy xususiyatlar o'ziga xosdir. Masalan, muz suyuqlikning qattiq shartidir, ma'lum bir vaznga ega, bu er yuzidagi hayotning paydo bo'lishini va rivojlanishiga sabab bo'lgan suvning o'ziga xosligidan past. Bundan tashqari, yaqin texnikada va ilmiy dunyo Munozaralar davom etmoqda, qanday suv tezroq muzlaydi - issiq yoki sovuq. Ba'zi shartlarda tezkor suyuqlikni tezda muzlab qolishni isbotlaydigan va uning qarorini ilmiy jihatdan oqlaydi, bu esa Britaniya Qirollik kimyolari jamiyatidan 1000 funtgacha mukofot oladi.

Savol tarixi

Issiq suv uchun bir nechta shart-sharoitlarni qo'llashda muzlash tezligi sovuqdan oldinda, o'rta asrlarda sezilgan. Ushbu hodisaning izohi Frenis Bekon (Frensis Bekon) va Rene Dekartga juda ko'p harakat qildi. Biroq, mumtoz issiqlik muhandisligi nuqtai nazaridan, ushbu paradoksni tushuntirishning iloji yo'q va ular bu haqda uyatchanlikka harakat qilishdi. Tanzaniyalik maktab o'quvchisi Evasto MPEMBA bilan yuz bergan qiziq narsa, nizolarning davomi bo'lgan. Oshpazlar maktabida bir kun oshpazlik darsida, tashqi tomondan chalg'itadigan bola muzqaymoqni o'z vaqtida sovutish uchun vaqt topolmadi va muzlatgichda muzlatgichda shakar eritmasini sovutish uchun vaqt yo'q edi. Sannabable-da, mahsulot pishirishning haroratiga rioya qiladigan joyiga nisbatan tezroq sovutib ketdi.

Bola fenomenning mohiyatini tushunishga harakat qilib, tafsilotlarga kirmasdan, fizika o'qituvchisi, oshpazlik tajribalarini masxara qildi. Biroq, Evastni sabr bilan va uning tajribalari endi sutda emas, balki suvda davom ettirdi. Uning aminligicha, ba'zi hollarda issiq suvning muzlashi sovuqdan ko'ra tezroq uchraydi.

Dars Salom universitetiga kirish, Erasto Mpam professor Denis Osborne (Dennis G. Osborne) ma'ruzasiga tashrif buyurdi. Uning tugashi bilan talaba olimni haroratiga qarab muzlash tezligi to'g'risida hayratda qoldirdi. D.G. Osborn savolning o'zidan qichqirdi va har qanday ikki xonaning sovuq suvi tezroq muzlatib qo'yadi degan savol bilan gapirdi. Biroq, yigitning tabiiylik hissi o'zini his qildi. U professor bilan birga, laboratoriyada eksperimental chekni o'tkazish uchun taklif qilib, professor bilan ta'minladi. Erasto muzlatgichda ikkita konteynerni, ularning harorati 95 ° F (35 ° C) va ikkinchisida esa - 212 ° F (100 ° C) ni o'rnatdi. Ikkinchi idishni tezroq muzlatib qo'yganda, professorlar va "muxlislar" ning hayratlanarli tomoni qanday edi. O'shandan beri bu hodisa "MPems paradoks" nomini oldi.

Biroq, MPEMBA-ning paradoksini sharhlaydigan nozik taxminiy faroteza yo'q. Nimani aniq bilmaydi tashqi omillar, kimyoviy tarkibi Suv, eriydigan gazlar va minerallarning mavjudligi turli haroratlarda suyuqliklarning muzlatgichli kursiga ta'sir qiladi. "MPEMBE Effece" ning afsonaviy qonunlaridagi masalani, I. Nyuton tomonidan ochilgan qonunlardan farqli o'laroq, suvni sovutish paytida va atrof-muhitga mutlaqo mutanosibdir. Agar boshqa barcha suyuqliklar ushbu Qonunda mutlaqo bo'ysunsa, ba'zi hollarda suv istisno hisoblanadi.

Nega issiq suv muzlatilgant.

Bir nechta versiyalar mavjud, nega issiq suv sovuqdan tezroq muzlaydi. Asosiylari hisobga olingan:

• issiq suv tezroq bug'lanadi, uning hajmi pasayadi va suyuqlik salqinligi tezroq soviydi - suv sovishi tezroq soviydi, suvni sovutishda esa, atmosfera bosimi 15% ga etadi;
• suyuq va atrof-muhit o'rtasida issiqlik almashinuvining intensivligi yuqori, harorat farqlanishi qanchalik yuqori bo'lsa, shunda qaynab turgan suvning issiqlik yo'qolishi tezroq;
• issiq suvning yuzasida qizib ketganida, qichqiriq shakllanadi, bu suyuqlikni to'liq muzlatishning oldini oladi, bu esa suyuqlikni to'liq muzlatish va uning bug'lanishi oldini oladi;
• yuqori suv haroratida konvektsiya aralashmasi, muzlatishning kamayish vaqti yuzaga keladi;
• suvda erigan gazlar muzlatgichni kamaytiradi, bu billur shakllanishiga energiyani tanlab, - issiq suvda xo'rozlar yo'q.

Ushbu shartlarning barchasi bir necha bor eksperimental tekshiruvga duchor bo'lgan. Xususan, nemis olimi Devid Aeverxax (Dovud Auerkax) issiq suvning kristallanishi sovuqdan biroz balandroq, bu esa birinchi marta muzlatib qo'yishga imkon beradi. Ammo keyinchalik uning tajribalari tanqid qilindi va ko'plab olimlar "MPMBE ta'sir qilishi" ni tezroq muzlatishi haqida "MPMBE ta'sir qilishi", faqat muayyan sharoitlarda, qidiruv va aniq narsalarni jalb qilish mumkinligiga ishonishadi joriy vaqt.

Maktabdagi eng sevimli narsalarimdan biri kimyo edi. Bir marta, kimyo o'qituvchi bizga juda g'alati va jiddiy vazifani berdi. U bizga kimyo nuqtai nazaridan javob berishimiz kerak bo'lgan savollar ro'yxati. Bizga bir necha kun davomida ushbu vazifani bajarish uchun berildi va kutubxonalar va boshqa mavjud ma'lumotlar manbalarini ishlatishga imkon berdi. Ushbu savollardan biri suvni muzlatishning haroratiga tegishli. Qanday savol qanday aniqlanganini aniq eslay olmayman, lekin agar siz bir xil o'lchamdagi ikkita yog'och chelakni, yana bir xil harorat bilan (haroratli harorat bilan) bir oz sovuq (harorat bilan) Harorat, ular tezroq muzlatib qo'yadilar? Albatta, javob darhol taklif qildi - sovuq suv bilan bir chelak, lekin bu bizga juda sodda tuyuldi. Ammo bu to'liq javob berish uchun etarli emas edi, biz buni kimyoviy nuqtai nazardan isbotlashimiz kerak edi. Barcha mulohazalar va tadqiqotlarga qaramay, men mantiqiy xulosa chiqara olmadim. Shu kuni men ushbu darsni o'tkazib yuborishga qaror qildim, shuning uchun men bu jumboqning qarorini hech bilmaganman.

Yillar o'tdi va men ko'p maishiy afsonalarni qaynoq nuqtai nazarni o'rgandim va bitta afsona o'qildi: "Issiq suv tezroq muzlatadi." Men ko'plab veb-saytlarni ko'rib chiqdim, ammo ma'lumot juda ziddiyatli edi. Va bular fan nuqtai nazaridan asossiz fikrlar edi. Va men o'z tajribangizni o'tkazishga qaror qildim. Men yog'och chelak topa olmadim, muzlatgich, pechka, pechka, ozgina suv va raqamli termometrdan foydalanganman. Keyinchalik tajribam natijalari haqida aytib beraman. Dastlab, men siz bilan suv haqida qiziqarli dalillar bilan o'rtoqlashaman:

Issiq suv tezroq sovuqni muzlaydi. Aksariyat ekspertlarning ta'kidlashicha, sovuq suv issiqdan tezroq muzlatadi. Ammo bitta kulgili hodisalar (xotira effekti deb nomlangan), tushunarsiz sabablar uchun buning aksini isbotlaydi: issiq suv sovuqdan muzlaydi. Bir nechta tushuntirishlardan biri bu bug'lanish jarayoni: agar issiq suv sovuq muhitga joylashtirilgan bo'lsa, suv bug'lanmayapti (qolgan suv tezroq muzlatadi). Kimyo qonunlariga ko'ra, bu men umuman afsona emas va eng katta o'qituvchi bizdan eshitishni xohladi.

Qaynatilgan suv tezroq suv suvini muzlatadi. Oldingi tushuntirishga qaramay, ba'zi ekspertlar qaynilgan suv qaynatilgan suv qaynatilgan suv qaynab turgan suvni muzlatib qo'yishi kerak, chunki qaynab turgani sababli kislorod miqdori kamayadi.

Sovuq suv issiq suvdan tezroq qaynatiladi. Agar issiq suv tezroq muzlasa, unda sovuq suv tez qaynatiladi! Bu qarama-qarshi umumiy ma'noda Va olimlar bu shunchaki bo'lolmaydi, deb ta'kidlashadi. Krandan issiq suv sovuqdan ko'ra tezroq yutib yuborishi kerak. Ammo qaynab turgan issiq suvdan foydalanish, energiyani tejashga qodir emassiz. Ehtimol siz gaz yoki yorug'likni sarflaysiz, ammo suv isitgichi sovuq suvni isitish uchun zarur bo'lgan bir xil miqdordagi energiyadan foydalanadi. (Dan quyosh energiyasi Vaziyat biroz boshqacha). Suv isitgich tomonidan suv isitgichining isitilishi natijasida paydo bo'lishi mumkin, shuning uchun suv uzoqroq qizdiradi.

Agar siz suvga tuz qo'shsangiz, u tezroq qaynatiladi. Tuz qaynash nuqtasini oshiradi (va shunga o'xshash haroratni kamaytiradi - shuning uchun ba'zi do'konlar muzqaymoq muzqaymoqqa ozgina tosh tuzi) qo'shiladi). Ammo bu holda, siz boshqa savolga qiziqasiz: suv qancha vaqtni qayvatiradi va qaynash nuqtasi 100 ° C dan yuqori bo'ladimi yoki yo'qmi. Ular yozgan bo'lishiga qaramay oshxona kitoblariOlimlar qaynab turgan suvga qo'shadigan tuz miqdori vaqt yoki qaynash nuqtasiga ta'sir qilish uchun etarli emas deb ta'kidlashadi.

Ammo men bilan nima bo'ldi:

Sovuq suv: Men uchta shisha stakan stakanni ishlatdim: xona harorati (72 ° F / 22 ° C / 46 ° C / 46 ° C), va qaynatilgan ( 212 ° F / 100 ° C). Hamma uchta stakan men muzlatgichga --18 ° C. Va men suv darhol muzga aylanmasligini bilardim, men "yog'och suzish" ga muvofiq muzlash darajasini aniqladim. Stakanning o'rtasiga tayoqchaning markaziga joylashtirganda, endi suv muzlatilgan deb o'ylagan edim. Ko'zoynak men har besh daqiqada tekshirib ko'rdim. Va mening natijalarim nima? 50 daqiqada birinchi shisha muzlatilgan suv. Issiq suv 80 daqiqada muzlatilgan. Qaynatilgan - 95 daqiqadan so'ng. Xulosalarim: Muzlatgichdagi sharoit va men ishlatgan suvni hisobga oldim, men Memba effektiga ko'paytira olmadim.

Men ham ilgari bunday tajribani o'tkazishga harakat qildim qaynatilgan suvXona haroratiga eng yaxshi. 60 daqiqadan keyin muzlatilgan - sovuq suvni muzlatishdan ko'ra ko'proq vaqt kerak bo'ldi.

Qaynatilgan suv: Men xona haroratida bir litr suvni oldim va uni yoqib yubordim. U 6 daqiqada qaynatiladi. Keyin men uni yana xona haroratiga sovutdim va unga qo'shiladi. Xuddi shu olov bilan issiq suv 4 soatdan 30 minut ichida qaynatiladi. Xulosa: Kutilganidek, issiq suv ancha tez qaynatiladi.

Qaynatilgan suv (tuz bilan): men 1 litr suvda ikkita katta qoshiq qo'shdim. U 6-daqiqadan so'ng qaynatiladi va termometr 102 ° C haroratiga yetdi. Shubhasiz, tuz qaynab turgan nuqtaga ta'sir qiladi, ammo unchalik ko'p emas. Xulosa: Suvdagi tuz harorat va qaynash vaqtiga sukut saqlamaydi. Men o'z oshxonam laboratoriya deb atash qiyin, va ehtimol mening xulosalarim haqiqatga ziddir. Mening muzlatgichim notekis muzlatgichli mahsulotlar bo'lishi mumkin. Mening shisha ko'zoynaklarim noto'g'ri shakl va boshqa bo'lishi mumkin. Laboratoriyada nima bo'lgan bo'lsa ham sodir bo'ldi biz gaplashyapmiz Oshxonada muzlash yoki qaynoq suv haqida eng muhimi, eng muhim narsa.

suv suvi haqidagi ko'ngilochar faktlar bilan ma'lumot
Bu ta'sir forumda ushbu ta'sir ko'rsatganligi sababli (issiq suvni muzlatishning ta'siri sovuqdan ko'ra tezroq) "Aristotel-MPEMBA effekti" deb nomlanadi.

Ular. Tezroq muzlatilgan suv (xom »emas, balki qaynatilgan suv (sovutilgan)

MPEMBA ta'siri yoki nima uchun issiq suv sovuqdan tezroq muzlaydi? Mpemba (MPEMBI paradoksining) ta'siri ba'zi sharoitlarda issiq suv sovuqdan tezroq muzlab qoladi, ammo muzlash jarayonida sovuq suvning harorati o'tishi kerak. Ushbu paradoks odatdagi g'oyalarga zid bo'lgan tajriba haqiqati shundaki, shunga ko'ra, bir xil sharoitda, ma'lum bir haroratga sovutish uchun ko'proq haroratni sovutish uchun ko'proq haroratni sovutish uchun ko'proq vaqt kerak bo'ladi. Bu hodisa bir vaqtning o'zida Aristotel, Frensis Bekon va Rene Descart, faqat 1963 yilda, Tanzan maktab o'quvchisi Erassto MPembea sovuqdan tezroq muzqaymoqni muzlatib qo'yganligini aniqladi. Tanzaniyada MaastoBabbaba o'rta maktabining talabasi sifatida Erasto MPEMEEA KOBERTAZADA Amaliy ishlar qildi. U uy qurilishi muzqaymoq qilish kerak edi - sutni qaynatib oling, ichiga soling, ichiga soling, uni xona haroratiga sovutib oling va muzlatishda sovutgichga qo'ying. Aftidan, MPEMBBA, ayniqsa, og'ir talaba emas edi va vazifaning birinchi qismini bajarish bilan tasdiqlandi. U darsning oxirigacha vaqt yo'qligidan qo'rqib, muzlatgichni hali ham issiq sutga qo'ydi. Uning ajablanib, ushbu texnologiyaga muvofiq pishgan o'rtoqlari sutidan ham muzdan ham muzdek muzlab qoldi. Shundan so'ng, MPEMBA nafaqat sut bilan, balki oddiy suv bilan ham tajriba o'tkazdi. Mkvava o'rta maktabining talabasi sifatida u "Mkvava" o'rta maktabining talabasi sifatida Dars Salalamaning universitet kollejining professori Dennis Osborne (talabalarni universitetlar sinfida fizikaga o'qitish uchun ma'ruza qilish uchun) professor Dennis Osborne savol berdi Shunday qilib, teng hajmli suvli idishlar, ulardan birida suv 35 ° C ga teng, ikkinchisida esa 100 ° C ga ega, keyin esa ikkinchi suv tezroq muzlatadi. Nima uchun? " Osborne ushbu masalaga qiziqdi va yaqinda 1969 yilda MPEMBA bilan birgalikda "Fizika ta'limi" jurnalida ularning tajribalari e'lon qilindi. O'shandan beri, ular tomonidan topilgan ta'sir firibgarning ta'siri deb nomlanadi. Hozirgacha hech kim bu g'alati ta'sirni qanday tushuntirishni bilmaydi. Olimlar hech qanday versiyaga ega emaslar, garchi ko'p bo'lsa ham. Bularning barchasi issiq va sovuq suvning xususiyatlari farq qiladi, ammo bu holatda hech qanday ahamiyatga ega emas: bu holatda qanday xususiyatlar, bug'lanish, muzni shakllantirish, konvektsiya, konvektsiya, konvektsiya yoki har xil suvda bo'shatilgan gazlarning ta'siri harorat. MPEMBA ta'sirining afsonasi shundaki, tananing atrof-muhit harorati va atrof-muhitning haroratidagi farqga mutanosib bo'lishi kerak. Ushbu qonun hali ham Nyuton tomonidan tashkil etilgan va shu sababli amalda ko'p marotaba tasdiqlangan. Bunday ta'sirda, 35 ° C harorati bilan bir xil miqdordagi suvdan 100 ° C gacha haroratga ega suv 0 ° C harorati bilan suv. Shunga qaramay, u paradoks emas, chunki MPEMBAning ta'siri aniq tushuntirish va taniqli fizika doirasida topish mumkin. MPEMBA ta'sirining bir nechta izohlari: issiq suvning bug'lanishi konteynerdan bug'lanadi, shu bilan uning hajmini pasaytiradi va bir xil haroratli suvning kichik hajmi tezroq muzlatadi. 100 tagacha suv bilan ta'minlash 0 C. effekti effekti - effekti ikki baravar ta'sir qiladi. Birinchidan, suvning massasi sovutish uchun zarur. Ikkinchidan, suv bosqichiga bug'lanishning bug'lanishining bug'lanishining bug 'fazasi kamaytirilishi tufayli kamayadi. Issiq suv va sovuq havoning harorat farqlanishi ko'proq bo'lsa, unda issiqlik almashinuvi ko'proq intensiv va issiq suv soviganidan ko'ra tezroq intensiv va issiq suv yanada tezroq bo'ladi. Suv 0 C dan yuqori soviganida, u har doim muzlatgichni anglatmaydi. Ba'zi shartlarda u muzlash nuqtasi ostidagi haroratda suyuqlikni davom ettirish, gipotermiyadan o'tishi mumkin. Ba'zi hollarda, suv suyuq qolishi mumkin - 20 haroratda ham, birinchi muz kristallarini hosil qilishni boshlash uchun bu kristalli shakllanish markazlariga ehtiyoj seziladi. Agar ular suyuq suvda bo'lmasa, unda superkouling harorat pasayguncha davom etadi, shunda kristallar o'z-o'zidan hosil bo'ladi. Ular superkumli suyuqlik shaklida hosil qila boshlaganda, ular muzlash muz hosil bo'ladi. Issiq suv juda ko'p sezgir bo'lib, uning isishi erigan gazlar va pufakchalarni yo'q qiladi, bu esa o'z navbatida muz kristallarini shakllantirish uchun markaz sifatida xizmat qilishi mumkin. Nega superkregal issiq suv tezroq yopishadi? Quyidagilar haddan tashqari oshirilmagan sovuq suv holatida. Bunday holda, idish yuzasida muzning yupqa qatlami hosil bo'ladi. Bu muz qatlami suv va sovuq havo o'rtasida izolyator sifatida ishlaydi va keyingi bug'lanishning oldini oladi. Ushbu holatda muz kristallarini shakllantirish tezligi kamroq bo'ladi. Issiq suvda, superklyoloole, superkoulülate suvi muzning himoya qatlamiga ega emas. Shuning uchun u qizib ketishi tezroq qizdiradi. Hipotermiya jarayoni tugashi va suv muzlash jarayoni tugasa, ko'proq issiqlik yo'qoladi va shuning uchun ko'proq muz hosil bo'ladi. Ushbu ta'sirchi ko'plab tadqiqotchilar MUMB effekti holatida asosiy omilga superklycooll-ni ko'rib chiqmoqdalar. Konvektsiya sovuq suv yuqoridan muzlatib qo'ya boshlaydi va shu sababli issiqlik chiqindilari va konvektsiya jarayonlarini yomonlashtiradi va shuning uchun issiq suv quying, issiq suv quymadan boshlanadi. Suv zichligi anomaliyasining bu ta'siri tushuntiriladi. Suv maksimal zichlikka ega, 4 s gacha sovutish suvi bo'lsa va uni quyi haroratda qo'ysa, suvning sirt qatlami tezroq muzlatadi. Chunki bu suv 4 s haroratda suvdan kamroq zichroq bo'lsa, u yupqa sovuq qatlamni hosil qiladi. Ushbu sharoitda muzning yupqa qatlami qisqa vaqt davomida suv yuzasida muz qatlami hosil bo'ladi, ammo muz qatlami bo'ladi, bu 4 haroratda 4 haroratda qoladigan quyuq qatlamlarni himoya qiladi. Shuning uchun keyingi sovutish jarayoni sekinroq bo'ladi. Issiq suv bo'lsa, vaziyat butunlay boshqacha. Suvning sirt qatlami bug'lanish va undan yuqori farqlanishi tufayli tezroq sovutadi. Bundan tashqari, sovuq suv qatlamlari issiq suv qatlamlaridan ko'ra zichroq, shuning uchun sovuq suv qatlami pastga tushadi, issiq suv qatlamini sirtga ko'taradi. Bunday suv aylanishining harorati tezda tez tomchi ta'minlaydi. Ammo nega bu jarayon muvozanat nuqtasiga etib bormaydi? Konvektsiya nuqtai nazaridan harakatning ta'sirini tushuntirish uchun sovuq va issiq suv qatlamlari ajratilganligini va konvektsiya jarayoni o'rtacha 4 C dan pastroqda davom etmoqda Konvektsiya paytida sovuq va issiq suv qatlamlari bo'linganligi haqida taxminlar haqida ma'lumot yo'q. Suvda suvda eritilgan suv har doim bu erda erigan gazni o'z ichiga oladi - kislorod va karbonat angidrid. Ushbu gazlar suvni muzlatgichni kamaytirish qobiliyatiga ega. Suv isitilganda, bu gazlar suvdan chiqariladi, chunki ular quyida yuqori haroratda suvda ularning eruvchanligi. Shuning uchun, issiq suv soviganida, u erda isitilmaydigan sovuq suvga qaraganda har doim kamroq erigan gazlar bo'ladi. Shuning uchun, isitiladigan suvning muzlash nuqtasi yuqori va tezroq muzlaydi. Ba'zida bu omil MPEMB samarasini tushuntirishda asosiy narsa deb hisoblanadi, ammo bu haqiqatni tasdiqlovchi tajriba ma'lumotlari yo'q. Issiqlik o'tkazuvchanligi Ushbu mexanizm muzlatgichning muzlatgichiga kichik idishlarda joylashtirilgan joyda muhim rol o'ynashi mumkin. Bunday sharoitda, issiq suv idishi muzlatgichning muzlatgichining muzlatgichidan muzlatib qo'yadi, shu bilan muzlatgich devor va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan issiqlik aloqalarini yaxshilash. Natijada, issiqlik sovuqdan sovuqdan ko'ra tezroq issiq suv bilan olib tashlanadi. O'z navbatida, sovuq suvli konteyner qordan pastga silkinmaydi. Bularning barchasi (shuningdek, boshqalar) shartlari ko'plab tajribalarda o'rganildi, ammo bu savolga bir ma'nosiz javob berishdi - ulardan qaysi biri MPEMBE Effektining yuz foizini yuz foizini ta'minlaydi. Masalan, 1995 yilda nemis fizikasi Devid Auwerch ushbu ta'sirda suv gipotermiya ta'sirini o'rgangan. U qizg'in holatiga yetib, sovuqdan yuqori haroratda muzlatib qo'ygan issiq suvni ko'rdi, bu esa uni tezroq qiladi. Ammo sovuq suv qizg'in holatga tushadi, shu bilan avvalgilar uchun kompensatsiya oladi. Bundan tashqari, AUERBRAS natijalari avvalroq olingan ma'lumotlarga zid ravishda, issiq suv kristallanish markazlari kichikroq bo'lganligi sababli ko'proq haddan tashqari oshirib yuborish qobiliyatiga ega. Suv undan isitilganda, unda esiilgan gazlar olib tashlanadi va uning qaynab turganida ba'zi tuzlar cho'kmoqda. Siz shunga o'xshash narsani aytishingiz mumkin - ushbu amalning takrorlanishi tajriba o'tkaziladigan shartlarga bog'liq. Aynan, chunki u har doim ham takrorlanmaydi. O. V. Mein