Įdomus

Ar tiesa, kad karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas?

Ar tiesa, kad karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Taip, karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas vanduo. Tačiau ne visada tai atsitinka ir mokslas nėra tiksliai paaiškinęs kodėl tai gali atsitikti.

Pagrindiniai išvežamieji produktai: vandens temperatūra ir užšalimo laipsnis

  • Kartais karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas. Tai pastebėjęs studentas vadinamas Mpembos efektu.
  • Veiksniai, dėl kurių karštas vanduo gali greičiau užšalti, yra garuojantis aušinimas, mažesnė peršalimo galimybė, maža ištirpusių dujų koncentracija ir konvekcija.
  • Ar karštas ar šaltas vanduo greičiau užšąla, priklauso nuo konkrečių sąlygų.

„Mpemba“ efektas

Nors Aristotelis, Baconas ir Descartesas aprašė, kad karštas vanduo užšąla greičiau nei šaltas vanduo, minčiai daugiausia priešinosi iki septintojo dešimtmečio, kai vidurinės mokyklos moksleivis, vardu Mpemba, pastebėjo, kad karštų ledų mišinys, įdedant į šaldiklį, užšaltų prieš ledus. mišinio, kuris prieš dedant į šaldiklį buvo atvėsintas iki kambario temperatūros. Mpemba pakartojo savo eksperimentą su vandeniu, o ne su ledų mišiniu ir nustatė tą patį rezultatą: karštas vanduo užšalo greičiau nei vėsesnis vanduo. Kai Mpemba paprašė savo fizikos mokytojo paaiškinti pastebėjimus, mokytojas pasakė Mpembai, kad jo duomenys turi būti klaidingi, nes šis reiškinys buvo neįmanomas.

Mpemba pateikė tą patį klausimą kviestiniam fizikos profesoriui daktarui Osbornui. Šis profesorius atsakė, kad nežino, bet išbandys eksperimentą. Dr. Osborne'as turėjo laboratorinę techniką atlikti Mpembos testą. „Lab tech“ pranešė, kad jis dubliavo „Mpemba“ rezultatą: „Bet mes ir toliau kartosime eksperimentą, kol gausime tinkamą rezultatą“. (Hm ... taip ... tai būtų prastų mokslų pavyzdys.) Na, duomenys buvo duomenys, todėl, pakartojant eksperimentą, jis ir toliau davė tą patį rezultatą. 1969 m. Osbornas ir Mpemba paskelbė savo tyrimų rezultatus. Dabar reiškinys, kai karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas vanduo, kartais vadinamas „Mpemba“ efektu.

Kodėl karštas vanduo kartais užšąla greičiau nei šaltas vanduo

Nėra galutinio paaiškinimo, kodėl karštas vanduo gali užšalti greičiau nei šaltas vanduo. Priklausomai nuo sąlygų, naudojami įvairūs mechanizmai. Atrodo, kad pagrindiniai veiksniai yra šie:

  • Garinimas: Išgarins daugiau karšto vandens nei šaltas vanduo, taigi sumažės vandens, kuris liko užšaldyti, kiekis. Masiniai matavimai leidžia manyti, kad tai yra svarbus veiksnys atšaldant vandenį atviruose induose, nors ne tas mechanizmas, kuris paaiškina, kaip „Mpemba“ efektas atsiranda uždaruose induose.
  • Super aušinimas: Karštas vanduo paprastai turi mažiau aušinimo nei šaltas vanduo. Kai buvo super vėsintuvai, jis gali likti skystis, kol sutriks, net gerokai žemesnėje nei normali jo užšalimo temperatūra. Neatšaldytas vanduo greičiau kietėja, kai pasiekia vandens užšalimo tašką.
  • Konvekcija: Vanduo sukuria konvekcijos sroves, kai jis vėsta. Vandens tankis paprastai mažėja didėjant temperatūrai, todėl aušinimo vandens indas paprastai būna šiltesnis viršuje nei apačioje. Jei manome, kad vanduo praranda didžiąją dalį šilumos per savo paviršių (o tai gali būti netiesa, priklausomai nuo sąlygų), tada vanduo su karštesne viršuje prarastų šilumą ir užšaltų greičiau nei vanduo su aušintuvu.
  • Ištirpintos dujos: Karštas vanduo turi mažiau galimybių laikyti ištirpusias dujas nei šaltas vanduo, o tai gali turėti įtakos jo užšalimo greičiui.
  • Aplinkos poveikis: Dviejų vandens indų pradinės temperatūros skirtumas gali turėti įtakos aplinkai, kuri gali turėti įtakos aušinimo greičiui. Vienas iš pavyzdžių būtų šiltas vanduo, tirpinantis jau esantį šalčio sluoksnį, leidžiantis geriau vėsinti.

Išbandyk save

Dabar nesigilink į tai! Jei abejojate, ar karštas vanduo kartais užšąla greičiau nei šaltas, išbandykite jį patys. Atminkite, kad „Mpemba“ efektas nebus matomas visomis eksperimentinėmis sąlygomis, todėl gali tekti pažaisti su vandens mėginio dydžiu ir aušinimo vandeniu (arba pabandyti pasigaminti ledų šaldiklyje, jei sutiksite, kad tai yra efekto demonstravimas).

Šaltiniai

  • Burridge, Henry C .; Linden, Paul F. (2016). „Abejonių dėl„ Mpemba “efekto: karštas vanduo neatvėsta greičiau nei šaltas“. Mokslinės ataskaitos. 6: 37665. doi: 10.1038 / srep37665
  • Tao, Yunwenas; Zou, Wenli; Jia, Juntengas; Li, Wei; Kremeris, Dieteris (2017). „Skirtingi vandenilio jungimosi vandenyje būdai - kodėl šiltas vanduo užšąla greičiau nei šaltas?“. Cheminės teorijos ir skaičiavimo žurnalas. 13 (1): 55–76. doi: 10.1021 / acs.jctc.6b00735