ในปี 1963 นักเรียนจากแทนซาเนียชื่อ Erasto Mpemba ถามคำถามโง่ ๆ กับครูของเขา - ทำไมไอศกรีมอุ่น ๆ ถึงแช่แข็งเร็วกว่าไอศกรีมเย็น ๆ

ในฐานะนักเรียนของ Magambinskaya มัธยมในแทนซาเนีย Erasto Mpemba did ฝึกงานในธุรกิจทำอาหาร เขาต้องทำไอศกรีมโฮมเมด - ต้มนม ละลายน้ำตาล พักไว้ให้เย็น อุณหภูมิห้องแล้วนำไปแช่เย็นให้แข็ง เห็นได้ชัดว่า Mpemba ไม่ใช่นักเรียนที่ขยันเป็นพิเศษ และเขาล่าช้าในการทำส่วนแรกของงานที่ได้รับมอบหมาย ด้วยกลัวว่าเขาจะไม่ทันเรียนจบ เขาจึงเอานมร้อนใส่ตู้เย็น ที่ทำให้เขาประหลาดใจ มันแข็งตัวเร็วกว่านมของสหายของเขา ซึ่งเตรียมตามเทคโนโลยีที่กำหนด

เขาหันไปหาครูฟิสิกส์เพื่อชี้แจง แต่เขาแค่หัวเราะเยาะนักเรียนโดยกล่าวว่า: "นี่ไม่ใช่ฟิสิกส์ของโลก แต่เป็นฟิสิกส์ของ Mpemba" หลังจากนั้น Mpemba ไม่เพียงทดลองกับนมเท่านั้น แต่ยังทดลองกับน้ำธรรมดาด้วย

ไม่ว่าในกรณีใดในฐานะนักเรียนของโรงเรียนมัธยม Mkvavskaya อยู่แล้วเขาถามศาสตราจารย์เดนนิสออสบอร์นจากวิทยาลัยมหาวิทยาลัยในดาร์เอสซาลาม (ได้รับเชิญจากอาจารย์ใหญ่ให้บรรยายวิชาฟิสิกส์แก่นักเรียน) โดยเฉพาะเกี่ยวกับน้ำ: “ถ้าเราเอาสองตัวเหมือนกัน ภาชนะที่มีปริมาณน้ำเท่ากันเพื่อให้หนึ่งในนั้นน้ำมีอุณหภูมิ 35 ° C และในอีก - 100 ° C และใส่ในช่องแช่แข็งจากนั้นในวินาทีที่น้ำจะหยุดเร็วขึ้น ทำไม?" ออสบอร์นเริ่มให้ความสนใจในประเด็นนี้ และในไม่ช้าในปี พ.ศ. 2512 เขาและ Mpemba ได้ตีพิมพ์ผลการทดลองของพวกเขาในวารสาร "Physics Education" ตั้งแต่นั้นมา เอฟเฟกต์ที่พวกเขาค้นพบเรียกว่าเอฟเฟกต์ Mpemba

คุณอยากรู้หรือไม่ว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น? เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้อธิบายปรากฏการณ์นี้ ...

Mpemba Effect (Mpemba Paradox) เป็นความขัดแย้งที่ระบุว่า น้ำร้อนภายใต้เงื่อนไขบางประการ น้ำแข็งจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น แม้ว่าในขณะเดียวกันจะต้องผ่านอุณหภูมิของน้ำเย็นในระหว่างการแช่แข็งก็ตาม ความขัดแย้งนี้เป็นข้อเท็จจริงจากการทดลองซึ่งขัดแย้งกับแนวคิดทั่วไป ซึ่งภายใต้สภาวะเดียวกัน วัตถุที่มีความร้อนมากกว่าเพื่อทำให้เย็นลงถึงอุณหภูมิหนึ่งจะใช้เวลานานกว่าวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าในการทำให้เย็นตัวถึงอุณหภูมิเดียวกัน

ปรากฏการณ์นี้สังเกตเห็นได้ในขณะนั้นโดยอริสโตเติล ฟรานซิส เบคอน และเรเน เดส์การตส์ จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครรู้ว่าจะอธิบายเอฟเฟกต์แปลก ๆ นี้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ไม่มีรุ่นเดียวถึงแม้ว่าจะมีมากมาย มันเป็นเรื่องของความแตกต่างในคุณสมบัติของน้ำร้อนและน้ำเย็น แต่ยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติใดมีบทบาทในกรณีนี้: ความแตกต่างในการทำความเย็นยิ่งยวด การระเหยกลายเป็นน้ำแข็ง การพาความร้อน หรือผลกระทบของก๊าซเหลวต่อน้ำที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกัน ความขัดแย้งของเอฟเฟกต์ Mpemba คือช่วงเวลาที่ร่างกายเย็นลงจนถึงอุณหภูมิ สิ่งแวดล้อมควรเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายนี้กับสิ่งแวดล้อม กฎข้อนี้ก่อตั้งโดยนิวตันและตั้งแต่นั้นมาก็ได้รับการยืนยันหลายครั้งในทางปฏิบัติ ในลักษณะนี้ น้ำที่มีอุณหภูมิ 100 ° C จะเย็นตัวลงที่อุณหภูมิ 0 ° C เร็วกว่าน้ำปริมาณเท่ากันที่มีอุณหภูมิ 35 ° C

ตั้งแต่นั้นมา มีการแสดงรูปแบบต่างๆ กัน ซึ่งหนึ่งในนั้นมีเสียงดังนี้: น้ำร้อนบางส่วนในตอนแรกก็ระเหยง่าย จากนั้นเมื่อมีปริมาณน้อย น้ำก็จะแข็งตัวเร็วขึ้น รุ่นนี้ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากความเรียบง่าย แต่นักวิทยาศาสตร์ไม่พอใจอย่างเต็มที่

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยางในสิงคโปร์ นำโดยนักเคมีสี จาง กล่าวว่าพวกเขาได้ไขปริศนาเก่าแก่ว่าทำไมน้ำอุ่นถึงแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น ตามที่ผู้เชี่ยวชาญชาวจีนได้ค้นพบ ความลับอยู่ที่ปริมาณพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำ

อย่างที่คุณทราบ โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสองอะตอมที่ยึดเข้าด้วยกันโดยพันธะโควาเลนต์ ซึ่งในระดับอนุภาคดูเหมือนการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน อื่น รู้ความจริงประกอบด้วยความจริงที่ว่าอะตอมของไฮโดรเจนถูกดึงดูดไปยังอะตอมออกซิเจนจากโมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียง - ในกรณีนี้พันธะไฮโดรเจนจะเกิดขึ้น

ในเวลาเดียวกัน โดยทั่วไปโมเลกุลของน้ำจะถูกผลักออกจากกัน นักวิทยาศาสตร์จากสิงคโปร์สังเกตว่ายิ่งน้ำอุ่นยิ่งมีระยะห่างระหว่างโมเลกุลของเหลวมากขึ้นเนื่องจากแรงผลักที่เพิ่มขึ้น เป็นผลให้พันธะไฮโดรเจนยืดออกและเก็บพลังงานได้มากขึ้น พลังงานนี้จะถูกปล่อยออกมาเมื่อน้ำเย็นลง - โมเลกุลจะเคลื่อนที่เข้าใกล้กันมากขึ้น และการปล่อยพลังงานอย่างที่คุณทราบนั้นหมายถึงความเย็น

นี่คือสมมติฐานบางส่วนที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งขึ้น:

การระเหย

น้ำร้อนจะระเหยเร็วขึ้นจากภาชนะ ส่งผลให้ปริมาตรลดลง และปริมาณน้ำที่มีอุณหภูมิเท่ากันจะแข็งตัวเร็วขึ้น น้ำร้อนถึง 100 ° C สูญเสียมวล 16% เมื่อเย็นลงถึง 0 ° C เอฟเฟกต์การระเหย - เอฟเฟกต์สองเท่า ขั้นแรก ปริมาณน้ำที่จำเป็นสำหรับการทำความเย็นจะลดลง และประการที่สองเนื่องจากการระเหยทำให้อุณหภูมิลดลง

ความแตกต่างของอุณหภูมิ

เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่าง น้ำร้อนและอากาศเย็นมากขึ้น - ดังนั้นการแลกเปลี่ยนความร้อนในกรณีนี้จึงรุนแรงขึ้นและน้ำร้อนจะเย็นลงเร็วขึ้น

อุณหภูมิต่ำกว่าปกติ
เมื่อน้ำเย็นลงต่ำกว่า 0 ° C จะไม่กลายเป็นน้ำแข็งตลอดเวลา ภายใต้สภาวะบางอย่าง อุณหภูมิอาจลดลง โดยยังคงเป็นของเหลวต่อไปที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ในบางกรณี น้ำยังคงเป็นของเหลวได้แม้ที่อุณหภูมิ –20 ° C สาเหตุของผลกระทบนี้คือเพื่อให้ผลึกน้ำแข็งก้อนแรกเริ่มก่อตัวขึ้น จำเป็นต้องมีศูนย์กลางของการก่อตัวของผลึก หากไม่มีอยู่ในน้ำที่เป็นของเหลว อุณหภูมิจะคงอยู่ต่อไปจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงมากจนคริสตัลเริ่มก่อตัวขึ้นเองตามธรรมชาติ เมื่อพวกเขาเริ่มก่อตัวในของเหลวที่เย็นจัด พวกมันจะเริ่มเติบโตเร็วขึ้น ก่อตัวเป็นโคลนน้ำแข็ง ซึ่งเมื่อกลายเป็นน้ำแข็งแล้วจะกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำร้อนไวต่ออุณหภูมิมากที่สุดเนื่องจากความร้อนจะขจัดก๊าซและฟองอากาศที่ละลายน้ำออก ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางสำหรับการก่อตัวของผลึกน้ำแข็ง ทำไมอุณหภูมิต่ำกว่าปกติทำให้น้ำร้อนกลายเป็นน้ำแข็งเร็วขึ้น? ในกรณีที่ น้ำเย็นซึ่งไม่ซุปเปอร์คูล จะเกิดสิ่งต่อไปนี้บนพื้นผิว ชั้นบางน้ำแข็งซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างน้ำกับอากาศเย็นจึงป้องกันการระเหยออกไปอีก อัตราการก่อตัวของผลึกน้ำแข็งในกรณีนี้จะช้าลง ในกรณีของน้ำร้อนที่มี supercooling น้ำ supercooled จะไม่มีชั้นผิวน้ำแข็งป้องกัน ดังนั้นจึงสูญเสียความร้อนเร็วกว่ามากเมื่อเปิดฝา เมื่อกระบวนการลดอุณหภูมิร่างกายสิ้นสุดลงและน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ความร้อนจะสูญเสียไปมากและก่อตัวขึ้น น้ำแข็งมากขึ้น... นักวิจัยหลายคนเกี่ยวกับผลกระทบนี้ถือว่าภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าปกติเป็นปัจจัยหลักในกรณีของผลกระทบ Mpemba
การพาความร้อน

น้ำเย็นเริ่มแข็งตัวจากด้านบน ส่งผลให้กระบวนการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนแย่ลง และด้วยเหตุนี้จึงสูญเสียความร้อน ในขณะที่น้ำร้อนเริ่มแข็งตัวจากด้านล่าง ผลกระทบนี้อธิบายได้จากความผิดปกติของความหนาแน่นของน้ำ น้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 4 ° C หากคุณทำให้น้ำเย็นลงถึง 4 ° C และวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า ชั้นผิวของน้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้น เนื่องจากน้ำนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่อุณหภูมิ 4 ° C จึงยังคงอยู่บนพื้นผิวทำให้เกิดชั้นเย็นบางๆ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ชั้นน้ำแข็งบางๆ จะก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำในช่วงเวลาสั้นๆ แต่ชั้นน้ำแข็งนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันน้ำชั้นล่าง ซึ่งจะยังคงอยู่ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส ดังนั้นกระบวนการทำความเย็นต่อไปจะช้าลง ในกรณีของน้ำร้อน สถานการณ์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ชั้นผิวของน้ำจะเย็นลงเร็วขึ้นเนื่องจากการระเหยและความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้น นอกจากนี้ ชั้นน้ำเย็นจะหนาแน่นกว่าชั้นน้ำร้อน ดังนั้น ชั้นน้ำเย็นจะจมลงทำให้ชั้นสูงขึ้น น้ำอุ่นไปที่พื้นผิว การไหลเวียนของน้ำทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว แต่ทำไมกระบวนการนี้ถึงไม่ถึงจุดสมดุล? เพื่ออธิบายผลกระทบของ Mpemba ในแง่ของการพาความร้อน ควรสันนิษฐานว่าชั้นน้ำเย็นและร้อนแยกออกจากกัน และกระบวนการพาความร้อนจะดำเนินต่อไปหลังจากอุณหภูมิของน้ำเฉลี่ยลดลงต่ำกว่า 4 ° C อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อมูลการทดลองใดที่จะสนับสนุนสมมติฐานนี้ว่าชั้นน้ำเย็นและร้อนแยกจากกันด้วยการพาความร้อน

ก๊าซที่ละลายในน้ำ

น้ำมักจะมีก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้น - ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเหล่านี้มีความสามารถในการลดจุดเยือกแข็งของน้ำ เมื่อน้ำร้อนขึ้น ก๊าซเหล่านี้จะถูกปล่อยออกจากน้ำเนื่องจากความสามารถในการละลายในน้ำที่ อุณหภูมิสูงด้านล่าง. ดังนั้น เมื่อระบายความร้อนด้วยน้ำร้อน จะมีก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้นน้อยกว่าในน้ำเย็นที่ไม่ผ่านความร้อนเสมอ ดังนั้นจุดเยือกแข็งของน้ำอุ่นจึงสูงขึ้นและแข็งตัวเร็วขึ้น ปัจจัยนี้บางครั้งถือเป็นปัจจัยหลักในการอธิบายผลกระทบของ Mpemba แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลการทดลองยืนยันข้อเท็จจริงนี้

การนำความร้อน

กลไกนี้สามารถมีบทบาทสำคัญเมื่อใส่น้ำในช่องแช่เย็นในภาชนะขนาดเล็ก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ จะสังเกตเห็นว่าภาชนะที่มีน้ำร้อนละลายน้ำแข็งอยู่ข้างใต้ ตู้แช่จึงปรับปรุงการสัมผัสความร้อนกับผนังช่องแช่แข็งและการนำความร้อน เป็นผลให้ความร้อนจะถูกลบออกจากภาชนะที่มีน้ำร้อนเร็วกว่าจากน้ำเย็น ในทางกลับกันภาชนะที่มีน้ำเย็นจะไม่ละลายหิมะข้างใต้ เงื่อนไขทั้งหมดเหล่านี้ (และอื่น ๆ ) ได้รับการศึกษาในการทดลองจำนวนมาก แต่ยังไม่ได้รับคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถาม - ซึ่งให้การทำซ้ำ 100 เปอร์เซ็นต์ของเอฟเฟกต์ Mpemba - ไม่ได้รับ ตัวอย่างเช่น ในปี 1995 David Auerbach นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันได้ศึกษาผลกระทบของการระบายความร้อนด้วยน้ำมากเกินไปต่อผลกระทบนี้ เขาพบว่าน้ำร้อนที่ถึงสถานะ supercooled จะแข็งตัวที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำเย็น ซึ่งหมายความว่าเร็วกว่าอย่างหลัง แต่ น้ำเย็นถึงสภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าร้อน ซึ่งจะช่วยชดเชยความล่าช้าก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ ผลลัพธ์ของ Auerbach ยังขัดแย้งกับการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าน้ำร้อนสามารถทำให้เกิดอุณหภูมิต่ำกว่าปกติได้เนื่องจากศูนย์การตกผลึกน้อยลง เมื่อน้ำร้อนขึ้น ก๊าซที่ละลายในนั้นจะถูกลบออกจากมัน และเมื่อต้มแล้ว เกลือบางชนิดที่ละลายในนั้นก็จะตกตะกอน จนถึงตอนนี้ มีเพียงสิ่งเดียวเท่านั้นที่สามารถยืนยันได้ - การสร้างเอฟเฟกต์นี้โดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ทำการทดลอง อย่างแม่นยำเพราะไม่ได้ทำซ้ำเสมอ

แต่อย่างที่พวกเขาพูด เหตุผลที่เป็นไปได้มากที่สุด

ตามที่นักเคมีเขียนไว้ในบทความของพวกเขา ซึ่งสามารถพบได้ในเว็บไซต์เตรียมพิมพ์ arXiv.org พันธะไฮโดรเจนจะตึงในน้ำร้อนมากกว่าในน้ำเย็น ดังนั้น ปรากฎว่าพลังงานสะสมอยู่ในพันธะไฮโดรเจนของน้ำร้อนมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าพลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมามากขึ้นเมื่อถูกทำให้เย็นลง อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์... ด้วยเหตุนี้การแข็งตัวจึงเร็วขึ้น

จนถึงปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ได้ไขปริศนานี้ตามทฤษฎีเท่านั้น เมื่อพวกเขานำเสนอหลักฐานที่น่าเชื่อเกี่ยวกับรุ่นของพวกเขา คำถามว่าเหตุใดน้ำร้อนจึงแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็นจึงถูกพิจารณาว่าปิด

นี่เป็นเรื่องจริง แม้ว่าจะฟังดูเหลือเชื่อเพราะในกระบวนการแช่แข็ง น้ำที่อุ่นไว้ล่วงหน้าจะต้องผ่านอุณหภูมิของน้ำเย็น ในขณะเดียวกัน เอฟเฟกต์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลาย ตัวอย่างเช่น ลูกกลิ้งและสไลด์ถูกน้ำท่วมด้วยน้ำร้อนมากกว่าน้ำเย็นในฤดูหนาว ผู้เชี่ยวชาญแนะนำให้ผู้ขับขี่เทน้ำเย็นไม่ร้อนลงในอ่างเก็บน้ำเครื่องซักผ้าในฤดูหนาว ความขัดแย้งเป็นที่รู้จักทั่วโลกในชื่อ "เอฟเฟกต์ Mpemba"

ปรากฏการณ์นี้ถูกกล่าวถึงในคราวเดียวโดยอริสโตเติล ฟรานซิส เบคอน และเรเน่ เดส์การตส์ แต่จนกระทั่งถึงปี 1963 อาจารย์ฟิสิกส์ก็ให้ความสนใจและพยายามตรวจสอบปรากฏการณ์นี้ ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อ Erasto Mpemba นักเรียนมัธยมปลายของแทนซาเนียสังเกตว่านมรสหวานที่เขาใช้ทำไอศกรีมจะแข็งตัวเร็วขึ้นหากอุ่นและแนะนำว่าน้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น เขาหันไปหาครูฟิสิกส์เพื่อชี้แจง แต่เขาแค่หัวเราะเยาะนักเรียนโดยกล่าวว่า: "นี่ไม่ใช่ฟิสิกส์ของโลก แต่เป็นฟิสิกส์ของ Mpemba"

โชคดีที่เดนนิส ออสบอร์น ศาสตราจารย์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยดาร์เอสซาลาม มาเยี่ยมโรงเรียนในวันหนึ่ง และ Mpemba ก็หันมาหาเขาด้วยคำถามเดียวกัน ศาสตราจารย์ไม่ค่อยสงสัย เขาบอกว่าเขาไม่สามารถตัดสินสิ่งที่เขาไม่เคยเห็น และเมื่อกลับถึงบ้าน เขาขอให้เจ้าหน้าที่ทำการทดลองที่เหมาะสม ดูเหมือนพวกเขาจะยืนยันคำพูดของเด็กชาย อย่างไรก็ตาม ในปี 1969 ออสบอร์นได้พูดคุยเกี่ยวกับการทำงานร่วมกับ Mpemba ในนิตยสาร "Eng. ฟิสิกส์การศึกษา". ในปีเดียวกันนั้นเอง George Kell แห่งสภาวิจัยแห่งชาติแคนาดาได้ตีพิมพ์บทความอธิบายปรากฏการณ์นี้ในภาษา Eng อเมริกันวารสารของฟิสิกส์».

มีหลายวิธีในการอธิบายความขัดแย้งนี้:

• น้ำร้อนจะระเหยเร็วขึ้น ซึ่งส่งผลให้ปริมาตรลดลง และปริมาณน้ำที่มีอุณหภูมิเท่ากันจะแข็งตัวเร็วขึ้น น้ำเย็นควรแช่แข็งเร็วขึ้นในภาชนะที่ปิดสนิท
• การปรากฏตัวของซับหิมะ ภาชนะทำน้ำร้อนละลายหิมะที่อยู่ด้านล่าง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการสัมผัสความร้อนกับพื้นผิวทำความเย็น น้ำเย็นไม่ละลายหิมะข้างใต้ หากไม่มีซับในหิมะ ภาชนะน้ำเย็นควรแข็งตัวเร็วขึ้น
• น้ำเย็นเริ่มแข็งตัวจากด้านบน ส่งผลให้กระบวนการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนแย่ลง ส่งผลให้สูญเสียความร้อน ในขณะที่น้ำร้อนเริ่มแข็งตัวจากด้านล่าง ด้วยการกวนน้ำเพิ่มเติมในภาชนะ น้ำเย็นควรแข็งตัวเร็วขึ้น
• การปรากฏตัวของศูนย์ตกผลึกในน้ำเย็น - สารที่ละลายในนั้น ด้วยศูนย์ดังกล่าวจำนวนเล็กน้อยในน้ำเย็น การเปลี่ยนแปลงของน้ำเป็นน้ำแข็งจึงเป็นเรื่องยากและแม้กระทั่งภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าปกติก็เป็นไปได้เมื่อยังคงอยู่ในสถานะของเหลวซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์

คำอธิบายอื่นถูกโพสต์เมื่อเร็ว ๆ นี้ ดร.โจนาธาน แคทซ์ แห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ได้ตรวจสอบปรากฏการณ์นี้และสรุปว่า บทบาทสำคัญสารที่ละลายในน้ำจะเล่นในนั้นซึ่งจะตกตะกอนเมื่อถูกความร้อน
ภายใต้การละลาย สาร dr Katz หมายถึงแคลเซียมและแมกนีเซียมไบคาร์บอเนตที่พบในน้ำกระด้าง เมื่อน้ำร้อนขึ้น สารเหล่านี้จะตกตะกอนและน้ำจะ "นิ่ม" น้ำที่ไม่เคยได้รับความร้อนมีสิ่งสกปรกเหล่านี้อยู่ "แข็ง" เมื่อมันแข็งตัวและเกิดผลึกน้ำแข็ง ความเข้มข้นของสิ่งสกปรกในน้ำจะเพิ่มขึ้น 50 เท่า ทำให้จุดเยือกแข็งของน้ำลดลง

คำอธิบายนี้ดูไม่น่าเชื่อถือสำหรับฉัน เนื่องจาก เราต้องไม่ลืมว่าผลที่พบในการทดลองกับไอศกรีมไม่ใช่ด้วยน้ำกระด้าง เป็นไปได้มากว่าสาเหตุของปรากฏการณ์นี้คืออุณหพลศาสตร์ไม่ใช่ทางเคมี

จนถึงตอนนี้ ยังไม่ได้รับคำอธิบายที่ชัดเจนเกี่ยวกับความขัดแย้งของ Mpemba ฉันต้องบอกว่านักวิทยาศาสตร์บางคนไม่คิดว่าความขัดแย้งนี้ควรค่าแก่ความสนใจ อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องที่น่าสนใจมากที่เด็กนักเรียนธรรมดาๆ ได้รับการยอมรับถึงผลกระทบทางกายภาพและได้รับความนิยมเนื่องจากความอยากรู้อยากเห็นและความอุตสาหะของเขา

เพิ่มในเดือนกุมภาพันธ์ 2014

บันทึกนี้เขียนขึ้นในปี 2011 ตั้งแต่นั้นมา การศึกษาใหม่เกี่ยวกับผลกระทบของ Mpemba และความพยายามครั้งใหม่ในการอธิบายก็ปรากฏขึ้น ดังนั้นในปี 2555 ราชสมาคมเคมีแห่งบริเตนใหญ่จึงประกาศการแข่งขันระดับนานาชาติเพื่อไขปริศนาทางวิทยาศาสตร์ "Mpemba Effect" ด้วยเงินรางวัล 1,000 ปอนด์ กำหนดเส้นตายกำหนดไว้ในวันที่ 30 กรกฎาคม 2555 ผู้ชนะคือ Nikola Bregovik จากห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยซาเกร็บ เขาตีพิมพ์ผลงานของเขา ซึ่งเขาได้วิเคราะห์ความพยายามครั้งก่อนที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้และได้ข้อสรุปว่าพวกเขาไม่เชื่อ แบบจำลองที่เขาเสนอขึ้นอยู่กับคุณสมบัติพื้นฐานของน้ำ ผู้สนใจสามารถหางานได้ที่ลิงค์ http://www.rsc.org/mpemba-competition/mpemba-winner.asp

การวิจัยไม่ได้จบเพียงแค่นั้น ในปี 2013 นักฟิสิกส์จากสิงคโปร์ได้พิสูจน์สาเหตุของปรากฏการณ์เมเปมบาในทางทฤษฎี สามารถดูผลงานได้ที่ http://arxiv.org/abs/1310.6514

บทความที่เกี่ยวข้องบนเว็บไซต์:

บทความส่วนอื่นๆ

ความคิดเห็น:

อเล็กซี่ มิชเนฟ. , 06.10.2012 04:14

ทำไมน้ำร้อนถึงระเหยเร็วขึ้น? นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์ในทางปฏิบัติแล้วว่าน้ำร้อนหนึ่งแก้วจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายปรากฏการณ์นี้ได้ด้วยเหตุผลที่พวกเขาไม่เข้าใจสาระสำคัญของปรากฏการณ์: ความร้อนและความเย็น! ความร้อนและความเย็นเป็นความรู้สึกทางกายภาพที่ทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคของสสาร ในรูปแบบของการกดทับของคลื่นแม่เหล็กที่เคลื่อนที่จากด้านข้างของอวกาศและจากศูนย์กลางของโลก ดังนั้น ยิ่งความต่างศักย์มากเท่าใด ค่านี้ แรงดันแม่เหล็กยิ่งการแลกเปลี่ยนพลังงานทำได้เร็วขึ้นโดยวิธีการเจาะทะลุของคลื่นบางคลื่นไปยังคลื่นอื่น นั่นคือโดยวิธีการแพร่กระจาย! ในการตอบสนองต่อบทความของฉัน ฝ่ายตรงข้ามคนหนึ่งเขียนว่า: 1) ".. น้ำร้อนระเหยเร็วขึ้น อันเป็นผลมาจากการที่มีน้อยกว่าจึงค้างเร็วขึ้น" คำถาม! พลังงานอะไรทำให้น้ำระเหยเร็วขึ้น? 2) ในบทความของฉัน เรากำลังพูดถึงแก้ว ไม่ใช่รางไม้ ซึ่งคู่ต่อสู้อ้างว่าเป็นข้อโต้แย้ง เกิดอะไรขึ้น! ฉันตอบคำถาม: "ทำไมน้ำถึงระเหยในธรรมชาติ" คลื่นแม่เหล็กซึ่งเคลื่อนที่จากจุดศูนย์กลางของโลกไปสู่อวกาศเสมอ เอาชนะแรงกดของคลื่นแม่เหล็กอัด (ซึ่งเคลื่อนที่จากอวกาศไปยังศูนย์กลางของโลกเสมอ) ในเวลาเดียวกัน พ่นอนุภาคน้ำตั้งแต่เคลื่อนเข้าสู่อวกาศ พวกมันเพิ่มขึ้นในปริมาณ นั่นคือพวกเขากำลังขยายตัว! ในกรณีของการเอาชนะคลื่นอัดแม่เหล็ก ไอน้ำเหล่านี้ถูกบีบอัด (ควบแน่น) และภายใต้อิทธิพลของแรงอัดแม่เหล็กเหล่านี้ น้ำในรูปของการตกตะกอนจะกลับสู่พื้น! ขอแสดงความนับถืออย่างสูง! อเล็กซี่ มิชเนฟ. 6 ตุลาคม 2555

อเล็กซี่ มิชเนฟ. , 06.10.2012 04:19

อุณหภูมิคืออะไร อุณหภูมิคือระดับความเค้นแม่เหล็กไฟฟ้าของคลื่นแม่เหล็กที่มีพลังงานอัดและพลังงานขยายตัว ในกรณีของสภาวะสมดุลของพลังงานเหล่านี้ อุณหภูมิของร่างกายหรือสารจะอยู่ในสภาวะคงที่ เมื่อสภาวะสมดุลของพลังงานเหล่านี้ถูกรบกวน ไปในทิศทางของพลังงานขยายตัว ร่างกายหรือสารจะเพิ่มปริมาตรของพื้นที่ ถ้าพลังงานของคลื่นแม่เหล็กเกินในทิศทางของการบีบอัด ร่างกายหรือสารจะลดลงในปริมาตรของพื้นที่ ระดับของความเค้นแม่เหล็กไฟฟ้าถูกกำหนดโดยระดับของการขยายตัวหรือการหดตัวของวัตถุอ้างอิง อเล็กซี่ มิชเนฟ.

มอยเซวา นาตาเลีย, 23.10.2012 11:36 | VNIIM

Alexey คุณกำลังพูดถึงบทความที่กำหนดมุมมองของคุณเกี่ยวกับแนวคิดเรื่องอุณหภูมิ แต่ไม่มีใครอ่าน ขอลิงค์หน่อยครับ โดยทั่วไป ความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับฟิสิกส์นั้นแปลกมาก ฉันไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับ "การขยายตัวทางแม่เหล็กไฟฟ้าของร่างกายอ้างอิง"

Yuri Kuznetsov 12/04/2555 12:32 น.

มีการเสนอสมมติฐานว่านี่คือเรโซแนนซ์ระหว่างโมเลกุลและแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุล ในน้ำเย็น โมเลกุลจะเคลื่อนที่และสั่นสะเทือนอย่างไม่เป็นระเบียบด้วยความถี่ที่ต่างกัน เมื่อน้ำร้อนขึ้นด้วยความถี่การสั่นสะเทือนที่เพิ่มขึ้นช่วงของมันจะแคบลง (ความแตกต่างของความถี่จากน้ำร้อนของเหลวถึงจุดระเหยลดลง) ความถี่การสั่นสะเทือนของโมเลกุลเข้าหากันซึ่งเป็นผลมาจากการสั่นพ้องระหว่าง โมเลกุล เมื่อเย็นตัวลง เสียงสะท้อนนี้จะได้รับการเก็บรักษาไว้เพียงบางส่วน แต่จะไม่หายไปในทันที ลองกดสายกีต้าร์ที่มีเสียงสะท้อนสองสาย ปล่อยเดี๋ยวนี้ - สตริงจะเริ่มสั่นอีกครั้ง เสียงสะท้อนจะทำให้การสั่นกลับคืนมา ในทำนองเดียวกัน โมเลกุลที่ทำให้เย็นลงภายนอกในน้ำเย็นจัดพยายามสูญเสียแอมพลิจูดและความถี่ของการสั่น แต่โมเลกุลที่ "อุ่น" ภายในเรือ "ดึง" การแกว่งกลับ ทำหน้าที่เป็นเครื่องสั่น และโมเลกุลภายนอก - เป็นตัวสะท้อน แรงดึงดูดเชิงปณิธาน * เกิดขึ้นระหว่างเครื่องสั่นและตัวสะท้อน เมื่อแรงขับของอนุภาคมีมากกว่าแรงที่เกิดจากพลังงานจลน์ของโมเลกุล (ซึ่งไม่เพียงแต่สั่นสะเทือน แต่ยังเคลื่อนที่เป็นเส้นตรง) การตกผลึกแบบเร่งก็เกิดขึ้น - "เอฟเฟกต์ Mpemba" การเชื่อมต่อของ Ponderomotive นั้นเปราะบางมาก ผลกระทบของ Mpemba ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่เกี่ยวข้องทั้งหมด: ปริมาตรของน้ำที่จะแช่แข็ง ลักษณะของความร้อน สภาวะแช่แข็ง อุณหภูมิ การพาความร้อน สภาวะการแลกเปลี่ยนความร้อน ความอิ่มตัวของก๊าซ การสั่นสะเทือน หน่วยทำความเย็น, การระบายอากาศ, สิ่งเจือปน, การระเหย ฯลฯ บางทีอาจมาจากแสง ... ดังนั้น เอฟเฟกต์จึงมีคำอธิบายมากมาย และบางครั้งก็ยากที่จะทำซ้ำ ด้วยเหตุผล "ก้อง" เหมือนกัน น้ำเดือดเดือดเร็วกว่าที่ไม่ได้ต้ม - การสั่นพ้องในบางครั้งหลังจากการเดือดยังคงความเข้มข้นของการสั่นสะเทือนของโมเลกุลของน้ำ (การสูญเสียพลังงานในระหว่างการทำความเย็นส่วนใหญ่เกิดจากการสูญเสียพลังงานจลน์ของการเคลื่อนที่เชิงเส้นของโมเลกุล) ด้วยความร้อนที่รุนแรง โมเลกุลของตัวสั่นจะเปลี่ยนบทบาทกับโมเลกุลเรโซเนเตอร์เมื่อเปรียบเทียบกับการแช่แข็ง - ความถี่ของการสั่นจะน้อยกว่าความถี่เรโซเนเตอร์ ซึ่งหมายความว่าไม่มีแรงดึงดูดเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุล แต่เป็นการผลัก ซึ่งเร่งการเปลี่ยนผ่านไปยังอีกโมเลกุลหนึ่ง สถานะของการรวมตัว(คู่).

วลาด 12/11/2555 03:42 น.

ทำลายสมองของฉัน ...

แอนตัน 02/04/2013 02:02

1. แรงดึงดูดเชิงสะสมนี้มากจนส่งผลต่อกระบวนการถ่ายเทความร้อนหรือไม่? 2. นี่หมายความว่าเมื่อร่างกายทั้งหมดถูกทำให้ร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด อนุภาคโครงสร้างของพวกมันจะเข้าสู่การสั่นพ้องหรือไม่? 3. เมื่อเย็นลงเสียงสะท้อนนี้จะหายไป? 4. นี่คือการเดาของคุณหรือไม่? ถ้ามีที่มาโปรดระบุ 5. ตามทฤษฎีนี้ รูปร่างของเรือจะมีบทบาทสำคัญ และหากมันบางและแบน ความแตกต่างของเวลาเยือกแข็งจะไม่มาก กล่าวคือ คุณสามารถตรวจสอบได้

Gudrat, 11.03.2013 10:12 | METAK

น้ำเย็นมีอะตอมของไนโตรเจนอยู่แล้ว และระยะห่างระหว่างโมเลกุลของน้ำนั้นใกล้กว่าในน้ำร้อน นั่นคือข้อสรุป: น้ำร้อนดูดซับอะตอมไนโตรเจนได้เร็วกว่าและในขณะเดียวกันก็แข็งตัวได้เร็วกว่าน้ำเย็น ซึ่งเปรียบได้กับเหล็กชุบแข็ง เนื่องจากน้ำร้อนกลายเป็นน้ำแข็งและเหล็กร้อนจะแข็งตัวด้วยการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว!

วลาดิเมียร์ 03/13/2013 06:50

หรืออาจเป็นดังนี้: ความหนาแน่นของน้ำร้อนและน้ำแข็งน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำเย็น ดังนั้นน้ำจึงไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนความหนาแน่นของมัน เสียเวลาไปสักระยะและกลายเป็นน้ำแข็ง

Alexey Mishnev 03/21/2013 11:50 น.

ก่อนจะพูดถึงเรโซแนนซ์ แรงดึงดูด และความสั่นสะเทือนของอนุภาค เราต้องเข้าใจและตอบคำถามก่อนว่า แรงอะไรที่ทำให้อนุภาคสั่นสะเทือน? เนื่องจากไม่มี พลังงานจลน์, ไม่สามารถบีบอัดได้. หากไม่มีการบีบอัด ก็จะไม่มีการขยายตัว หากไม่มีการขยายตัว ก็จะไม่มีพลังงานจลน์! เมื่อคุณเริ่มพูดถึงการสั่นพ้องของสายอักขระ ขั้นแรกคุณต้องพยายามทำให้สายอักขระเหล่านี้สั่น! เมื่อพูดถึงแรงดึงดูด ก่อนอื่นคุณต้องระบุแรงที่ทำให้ร่างกายเหล่านี้ดึงดูด! ฉันยืนยันว่าวัตถุทั้งหมดถูกบีบอัดด้วยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าของบรรยากาศและบีบอัดวัตถุสารและอนุภาคมูลฐานทั้งหมดด้วยแรง 1.33 กิโลกรัม ไม่ใช่ต่อ cm2 แต่ต่ออนุภาคมูลฐาน เนื่องจากความดันของบรรยากาศเลือกไม่ได้! อย่าสับสนกับปริมาณของแรง!

Dodik, 05/31/2013 02:59 น.

สำหรับฉันดูเหมือนว่าคุณจะลืมความจริงอย่างหนึ่ง - "วิทยาศาสตร์เริ่มต้นที่การวัดเริ่มต้น" อุณหภูมิของน้ำร้อน "ร้อน" คืออะไร? อุณหภูมิของน้ำ "เย็น" คืออะไร? บทความไม่ได้พูดอะไรเกี่ยวกับเรื่องนี้ จากนี้ไปเราสามารถสรุปได้ - บทความทั้งหมดเป็นเรื่องเหลวไหล!

กริกอรี, 06/04/2013 12:17

Dodik ก่อนที่จะเรียกบทความไร้สาระคุณต้องคิดที่จะเรียนรู้อย่างน้อยก็นิดหน่อย และไม่ใช่แค่การวัด

มิทรี 12.24.2013 10:57

โมเลกุลของน้ำร้อนจะเคลื่อนที่ได้เร็วกว่าในสภาพอากาศหนาวเย็น ด้วยเหตุนี้จึงมีการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมอย่างใกล้ชิด ดูเหมือนว่าพวกมันจะดูดซับความเย็นทั้งหมดและชะลอตัวลงอย่างรวดเร็ว

อีวาน, 01/10/2014 05:53

น่าแปลกใจที่บทความที่ไม่ระบุชื่อดังกล่าวปรากฏบนเว็บไซต์นี้ บทความนี้ไม่มีหลักวิทยาศาสตร์อย่างสมบูรณ์ ทั้งผู้เขียนและผู้แสดงความเห็นต่างแข่งขันกันเพื่อค้นหาคำอธิบายของปรากฏการณ์นี้ ไม่สนใจที่จะค้นหาว่าปรากฏการณ์นั้นถูกสังเกตหรือไม่ และหากสังเกตพบ จะต้องอยู่ภายใต้เงื่อนไขใด ยิ่งกว่านั้นไม่มีแม้แต่ข้อตกลงเกี่ยวกับสิ่งที่เราสังเกตจริงๆ! ดังนั้นผู้เขียนจึงยืนกรานว่าจำเป็นต้องอธิบายผลกระทบของการแช่แข็งไอศกรีมร้อนอย่างรวดเร็ว แม้ว่าจากข้อความทั้งหมด (และคำว่า "เอฟเฟกต์ถูกค้นพบในการทดลองไอศกรีม") ก็ตามที่เขาเองก็ไม่ได้ทำแบบนั้น การทดลอง จากตัวเลือกที่ระบุไว้ในบทความสำหรับ "คำอธิบาย" ของปรากฏการณ์ เป็นที่ชัดเจนว่ามีการอธิบายการทดลองที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เงื่อนไขต่างๆด้วยสารละลายน้ำต่างๆ ทั้งสาระสำคัญของคำอธิบายและอารมณ์เสริมในพวกเขาแนะนำว่ายังไม่ได้ดำเนินการตรวจสอบเบื้องต้นของแนวคิดที่แสดงออกมา มีคนบังเอิญได้ยินเรื่องราวที่น่าสงสัยและได้แสดงข้อสรุปที่เป็นการเก็งกำไรโดยไม่ได้ตั้งใจ ขออภัย แต่นี่ไม่ใช่ทางกายภาพ การวิจัยทางวิทยาศาสตร์และบทสนทนาในห้องสูบบุหรี่

อีวาน, 01/10/2014 06:10

เกี่ยวกับความคิดเห็นในบทความเกี่ยวกับการเติมลูกกลิ้งด้วยถังน้ำร้อนและน้ำเย็น ทุกอย่างเป็นเรื่องง่ายจากมุมมองของฟิสิกส์เบื้องต้น ลานสเก็ตเต็มไปด้วยน้ำร้อนเพียงเพราะน้ำแข็งค้างช้ากว่า ลูกกลิ้งจะต้องได้ระดับและเรียบ พยายามเติมน้ำเย็น - คุณจะได้รับการกระแทกและ "ก้อน", tk น้ำจะ _ แข็งตัวอย่างรวดเร็วโดยไม่มีเวลากระจายออกเป็นชั้นสม่ำเสมอ และอันที่ร้อนจะมีเวลากระจายออกเป็นชั้นที่เท่ากันและน้ำแข็งที่มีอยู่และเนินเขาหิมะจะละลาย เครื่องซักผ้าก็ไม่ยากเช่นกัน: การเทน้ำสะอาดลงในน้ำค้างแข็งไม่มีประโยชน์ - มันค้างบนกระจก (แม้ร้อน) และของเหลวร้อนที่ไม่ร้อนจัดอาจทำให้กระจกเย็นแตกได้ บวกกับเพิ่มจุดเยือกแข็งบนกระจกเนื่องจากการระเหยของแอลกอฮอล์อย่างรวดเร็วระหว่างทางไปยังแก้ว (ด้วยหลักการทำงาน) แสงจันทร์ยังคงทุกคนรู้จักกันไหม? - แอลกอฮอล์ระเหยเหลือน้ำ)

อีวาน, 01/10/2014 06:34

อันที่จริง เป็นเรื่องโง่ที่จะถามว่าทำไมการทดลองสองครั้งภายใต้เงื่อนไขที่ต่างกันจึงดำเนินไปอย่างต่างกัน หากการทดลองถูกตั้งค่าอย่างหมดจดแล้ว คุณต้องนำน้ำร้อนและน้ำเย็นมาผสมกัน องค์ประกอบทางเคมี- เราใช้น้ำเดือดที่เย็นไว้ล่วงหน้าจากกาต้มน้ำเดียวกัน เทลงในภาชนะที่เหมือนกัน (เช่น แก้วที่มีผนังบาง) เราไม่วางบนหิมะ แต่บนฐานที่แห้งและเรียบเดียวกัน ตัวอย่างเช่น โต๊ะไม้... และไม่ใช่ในไมโครฟรีเซอร์ แต่ในเทอร์โมสตัทที่มีปริมาตรเพียงพอ - ฉันทำการทดลองเมื่อสองสามปีก่อนที่กระท่อมฤดูร้อน เมื่อข้างนอกมีอากาศหนาวจัดคงที่ที่อุณหภูมิ -25 องศาเซลเซียส น้ำตกผลึกที่อุณหภูมิหนึ่งหลังจากปล่อยความร้อนจากการตกผลึก สมมติฐานลดลงจากข้อความที่ว่าน้ำร้อนจะเย็นตัวลงเร็วขึ้น (ตามหลักฟิสิกส์คลาสสิก อัตราการแลกเปลี่ยนความร้อนจะเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิ) แต่ยังคงอัตราการเย็นตัวที่เพิ่มขึ้นแม้ว่าอุณหภูมิจะเท่ากับอุณหภูมิของ น้ำเย็น. คำถามคือ ความแตกต่างระหว่างน้ำเย็นกับ +20C ภายนอกกับน้ำที่เย็นลงถึง +20C ต่อชั่วโมงก่อนหน้านี้ แต่ในห้องต่างกันอย่างไร ฟิสิกส์คลาสสิก (อย่างไรก็ตาม ไม่ได้อิงจากการพูดคุยในห้องสูบบุหรี่ แต่จากการทดลองหลายแสนล้านครั้ง) กล่าวว่า: ใช่ ไม่มีอะไร ไดนามิกการระบายความร้อนเพิ่มเติมจะเหมือนเดิม (เฉพาะจุด +20 น้ำเดือดเท่านั้นที่จะไปถึง ภายหลัง). และการทดลองแสดงให้เห็นเช่นเดียวกัน: เมื่อมีเปลือกแข็งของน้ำแข็งในแก้วที่มีน้ำเย็นเริ่มแรกอยู่แล้ว น้ำร้อนไม่ได้คิดที่จะแช่แข็งด้วยซ้ำ ป.ล. ถึงความคิดเห็นของ Yuri Kuznetsov การปรากฏตัวของผลกระทบบางอย่างสามารถพิจารณาได้เมื่อมีการอธิบายเงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นและมีการทำซ้ำอย่างเสถียร และเมื่อเรามี ยังไม่ชัดเจนว่าการทดลองใดโดยไม่รู้ว่าเงื่อนไขใด การสร้างทฤษฎีคำอธิบายนั้นยังเร็วเกินไป และสิ่งนี้ไม่ได้ให้อะไรจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ ป.ล. เป็นไปไม่ได้ที่จะอ่านความคิดเห็นของ Alexei Mishnev โดยปราศจากน้ำตา - บุคคลอาศัยอยู่ในโลกสมมุติบางประเภทที่ไม่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์และการทดลองจริง

กริกอรี่ 01/13/2014 10:58

อีวาน ตามความเข้าใจของฉัน คุณหักล้างเอฟเฟกต์ Mpemba หรือไม่ มันไม่มีอยู่จริงอย่างที่การทดลองของคุณแสดงใช่หรือไม่ เหตุใดจึงมีชื่อเสียงในด้านฟิสิกส์ และหลายคนพยายามอธิบายเรื่องนี้

Ivan, 02/14/2014 01:51 น.

สวัสดีตอนบ่าย กริกอรี! ผลของการทดลองหลอกมีอยู่ แต่อย่างที่คุณทราบ นี่ไม่ใช่เหตุผลที่จะมองหารูปแบบใหม่ๆ ทางฟิสิกส์ แต่เป็นเหตุผลในการปรับปรุงทักษะของผู้ทดลอง ดังที่ฉันได้กล่าวไปแล้วในความคิดเห็น ในความพยายามทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นเพื่ออธิบาย "ผลกระทบเมมบ้า" นักวิจัยไม่สามารถกำหนดได้ชัดเจนว่าอะไรกันแน่และภายใต้เงื่อนไขใดที่พวกเขากำลังวัด และคุณต้องการที่จะบอกว่าพวกนี้เป็นนักฟิสิกส์ทดลอง? อย่าทำให้ฉันหัวเราะ. ผลกระทบไม่เป็นที่รู้จักในฟิสิกส์ แต่ในการอภิปรายทางวิทยาศาสตร์หลอกในฟอรัมและบล็อกต่างๆ ซึ่งขณะนี้มีทะเล เป็นผลทางกายภาพที่แท้จริง (ในแง่ที่เป็นผลจากกฎทางกายภาพใหม่บางอย่าง และไม่ใช่เป็นผลจากการตีความผิดหรือเพียงแค่ตำนาน) ผู้คนที่อยู่ห่างไกลจากฟิสิกส์รับรู้ ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะพูดถึงผลของการทดลองต่างๆ ที่ดำเนินการภายใต้สภาวะที่ต่างกันโดยสิ้นเชิงว่าเป็นผลกระทบทางกายภาพเพียงครั้งเดียว

พาเวล, 02/18/2014 09:59

อืมพวก ... บทความสำหรับ "ข้อมูลความเร็ว" ... ไม่มีความผิด ...;) อีวานถูกต้องในทุกสิ่ง ...

Gregory, 02/19/2014 12:50 น.

อีวาน ฉันเห็นด้วยว่าทุกวันนี้มีไซต์วิทยาศาสตร์ปลอมจำนวนมากที่เผยแพร่เนื้อหาที่โลดโผนที่ไม่ได้รับการยืนยันในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม เอฟเฟกต์ Mpemba ยังอยู่ในระหว่างการตรวจสอบ นอกจากนี้ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยต่างๆ กำลังทำการวิจัย ตัวอย่างเช่น ในปี 2013 ผลกระทบนี้ได้รับการตรวจสอบโดยกลุ่มที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีในสิงคโปร์ ลองดูที่ลิงค์ http://arxiv.org/abs/1310.6514 พวกเขาเชื่อว่าพวกเขาได้พบคำอธิบายสำหรับผลกระทบนี้ ฉันจะไม่เขียนรายละเอียดเกี่ยวกับสาระสำคัญของการค้นพบ แต่ในความเห็นของพวกเขา ผลกระทบนั้นสัมพันธ์กับความแตกต่างในพลังงานที่เก็บไว้ในพันธะไฮโดรเจน

Moiseeva N.P. 02/19/2014 03:04

สำหรับทุกคนที่สนใจค้นคว้าเกี่ยวกับเอฟเฟกต์ Mpemba ฉันได้เพิ่มเนื้อหาบทความเล็กน้อยและให้ลิงก์ที่คุณสามารถอ่านได้ ผลลัพธ์ใหม่ล่าสุด(ดูข้อความ). ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น

Ildar, 02.24.2014 04:12 | ไม่มีประโยชน์ในการลงรายการทุกอย่าง

ถ้าผลกระทบของ Mpemba นี้เกิดขึ้นจริง ฉันคิดว่าต้องหาคำอธิบายในโครงสร้างโมเลกุลของน้ำ น้ำ (ดังที่ฉันเรียนรู้จากวรรณกรรมวิทยาศาสตร์ยอดนิยม) ไม่มีอยู่จริงในฐานะโมเลกุล H2O ที่แยกจากกัน แต่อยู่ในกลุ่มของโมเลกุลหลายตัว (แม้กระทั่งสิบ) เมื่ออุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้น กระจุกจะแตกออกจากกัน และพันธะเวเลนซ์ของโมเลกุลไม่มีเวลาประกอบกระจุกขนาดใหญ่ การก่อตัวของกระจุกใช้เวลานานกว่าความเร็วของการเคลื่อนที่ของโมเลกุลที่ลดลงเล็กน้อย และเนื่องจากกระจุกมีขนาดเล็กลง การก่อตัวของโครงตาข่ายคริสตัลจึงเร็วขึ้น เห็นได้ชัดว่าในน้ำเย็น กลุ่มที่มีความเสถียรเพียงพอจะป้องกันการก่อตัวของตาข่ายซึ่งต้องใช้เวลาพอสมควรในการทำลายล้าง ตัวฉันเองเห็นเอฟเฟกต์แปลก ๆ ในทีวีเมื่อน้ำเย็นยืนอยู่ในขวดอย่างสงบยังคงเป็นของเหลวในความเย็นเป็นเวลาหลายชั่วโมง แต่ทันทีที่ถือขวดโหล นั่นคือ เคลื่อนออกจากที่เล็กน้อย น้ำในโถก็ตกผลึกทันที กลายเป็นทึบแสง และโถก็แตก นักบวชที่แสดงสิ่งนี้ได้อธิบายสิ่งนี้ด้วยความจริงที่ว่าน้ำได้รับการชำระแล้ว อย่างไรก็ตาม ปรากฎว่าน้ำเปลี่ยนแปลงความหนืดอย่างมากขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เราเป็นสัตว์ขนาดใหญ่ที่มองไม่เห็น และในระดับของสัตว์จำพวกครัสเตเชียขนาดเล็ก (มม. หรือน้อยกว่า) และยิ่งกว่านั้นคือแบคทีเรีย ความหนืดของน้ำเป็นปัจจัยที่สำคัญมาก ฉันคิดว่าความหนืดนี้ถูกกำหนดโดยขนาดของกระจุกน้ำเช่นกัน

GREY, 03/15/2014 05:30

ทั้งหมดที่เราเห็นอยู่รอบ ๆ คือลักษณะพื้นผิว (คุณสมบัติ) เพื่อให้เราใช้พลังงานเฉพาะสิ่งที่เราสามารถวัดหรือพิสูจน์การดำรงอยู่ในทางอื่น ๆ ทางตัน ปรากฏการณ์นี้ เอฟเฟกต์ Mpemba สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีปริมาตรอย่างง่ายที่จะรวมแบบจำลองทางกายภาพทั้งหมดไว้ในโครงสร้างการโต้ตอบเดียว อันที่จริงทุกอย่างเรียบง่าย

Nikita, 06/06/2014 04:27 | รถยนต์

แต่ทำยังไงให้น้ำเย็นแต่ไม่อุ่นเมื่อขึ้นรถ!

alexey 10/03/2014 01:09 น

และนี่คือ "การค้นพบ" อื่นในระหว่างการเดินทาง น้ำใน ขวดพลาสติกค้างเร็วขึ้นมากด้วยปลั๊กแบบเปิด เพื่อความสนุก ฉันตั้งค่าการทดลองหลายครั้งใน น้ำค้างแข็งรุนแรง... เห็นผลชัดเจน สวัสดีนักทฤษฎี!

ยูจีน 27.12.2014 08:40 น

หลักการทำความเย็นแบบระเหย เราเอาสองอย่างผนึกแน่น ขวดปิดด้วยน้ำเย็นและน้ำร้อน เราใส่ไว้ในที่เย็น น้ำเย็นจะแข็งตัวเร็วขึ้น ตอนนี้เราใช้ขวดเดียวกันกับน้ำเย็นและน้ำร้อนเปิดแล้วนำไปแช่ในน้ำค้างแข็ง น้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น ถ้าเราเอาน้ำเย็นกับน้ำร้อนสองอ่าง น้ำร้อนก็จะแข็งตัวเร็วขึ้นมาก นี่เป็นเพราะว่าเรากำลังเพิ่มการสัมผัสกับบรรยากาศ ยิ่งการระเหยเข้มข้นขึ้น อุณหภูมิก็จะยิ่งลดลงเร็วขึ้น ที่นี่จำเป็นต้องพูดถึงปัจจัยของความชื้น ยิ่งความชื้นต่ำ การระเหยยิ่งแรง และความเย็นยิ่งแรง

สีเทา TOMSK 03/01/2015 10:55

GREY, 03/15/2014 05:30 - ต่อ สิ่งที่คุณรู้เกี่ยวกับอุณหภูมิไม่ได้ทั้งหมด มีอะไรมากกว่านั้น หากคุณสร้างแบบจำลองทางกายภาพของอุณหภูมิอย่างถูกต้อง มันจะกลายเป็นกุญแจสำคัญในการอธิบายกระบวนการพลังงานตั้งแต่การแพร่ การหลอมเหลว และการตกผลึก ไปจนถึงระดับต่างๆ เช่น อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นพร้อมกับความดันที่เพิ่มขึ้น ความดันที่เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น . แม้แต่แบบจำลองทางกายภาพของพลังงานของดวงอาทิตย์ก็ยังชัดเจนจากด้านบน ฉันอยู่ในฤดูหนาว ... ในต้นฤดูใบไม้ผลิปี 2556 เมื่อดูแบบจำลองอุณหภูมิแล้ว เขาได้รวบรวมแบบจำลองอุณหภูมิทั่วไป ผ่านไปสองสามเดือน ฉันจำเรื่องอุณหภูมิที่ผิดปรกติได้ แล้วฉันก็รู้ว่า ... ว่าแบบจำลองอุณหภูมิของฉันบรรยายถึงความขัดแย้งของ Mpemba ด้วย คือช่วงเดือนพฤษภาคม-มิถุนายน 2556 ช้าไปหนึ่งปี แต่นั่นเป็นสิ่งที่ดีที่สุด แบบจำลองทางกายภาพของฉันคือเฟรมตรึงและสามารถเลื่อนไปข้างหน้าและข้างหลังได้ และมีการเคลื่อนที่ของกิจกรรม ซึ่งเป็นกิจกรรมที่ทุกอย่างเคลื่อนไหว ฉันมีโรงเรียน 8 เกรดและวิทยาลัย 2 ปีโดยมีหัวข้อซ้ำ 20 ปีผ่านไป ดังนั้นฉันจึงไม่สามารถระบุถึงแบบจำลองทางกายภาพของนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงตลอดจนสูตรได้ ขอโทษจริงๆ.

อันเดรย์ 11/08/2015 08:52

โดยทั่วไป ฉันมีความคิดว่าทำไมน้ำร้อนถึงแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น และในการอธิบายของฉัน ทุกอย่างง่ายมาก หากคุณสนใจ โปรดเขียนถึงฉันทางอีเมล: [ป้องกันอีเมล]

อันเดรย์ 11/08/2015 08:58

ขออภัย ฉันให้กล่องจดหมายผิด นี่คืออีเมลที่ถูกต้อง: [ป้องกันอีเมล]

Victor 12/23/2015 10:37 น.

สำหรับฉันดูเหมือนว่าทุกอย่างจะง่ายกว่า เรามีหิมะ มันเป็นก๊าซที่ระเหยกลายเป็นไอเย็นลงเพื่อให้สามารถเย็นลงได้เร็วขึ้นในน้ำค้างแข็งเพราะมันระเหยและตกผลึกทันทีโดยไม่เพิ่มขึ้นไกลและน้ำในสถานะก๊าซจะเย็นลงเร็วกว่าใน ของเหลว)

Bekzhan 01/28/2559 09:18 น.

ต่อให้มีใครมาเปิดเผยกฎของโลกนี้ที่เกี่ยวโยงกับเอฟเฟคเหล่านี้ เขาก็คงไม่ได้เขียนไว้ที่นี่ จากความเห็นของผม มันไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะเปิดเผยความลับของเขาให้ผู้ใช้อินเทอร์เน็ตฟัง ในเมื่อเขาสามารถเผยแพร่บนคนดังได้ วารสารวิทยาศาสตร์และพิสูจน์ด้วยตัวเองต่อหน้าผู้คน ดังนั้น สิ่งที่จะเขียนเกี่ยวกับเอฟเฟกต์นี้ ทั้งหมดนี้ไม่สมเหตุสมผลที่สุด)))

Alex 02/22/2016 12:48 น.

สวัสดี นักทดลอง คุณพูดถูกที่บอกว่าวิทยาศาสตร์เริ่มต้นที่ ... ไม่ใช่การวัด แต่เป็นการคำนวณ "การทดลอง" - อาร์กิวเมนต์นิรันดร์และขาดไม่ได้สำหรับผู้ที่ขาดจินตนาการและการคิดเชิงเส้น ความเร็วของโมเลกุลที่หลุดจากน้ำเย็นสู่ชั้นบรรยากาศเป็นตัวกำหนดปริมาณพลังงานที่นำพาออกจากน้ำ (การทำให้เย็นลงคือการสูญเสียพลังงาน) ความเร็วของโมเลกุลจากน้ำร้อนจะสูงกว่ามากและพลังงานที่นำออกไปนั้นจะถูกยกกำลังสอง (อัตรา ของการเย็นตัวของมวลน้ำที่เหลืออยู่) แค่นั้น หากออกจาก "การทดลอง" และจำหลักพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์

วลาดิเมียร์ 04/25/2016 10:53 | Meteo

ในสมัยนั้นเมื่อสารป้องกันการแข็งตัวเป็นสิ่งที่หาได้ยาก น้ำจากระบบทำความเย็นของรถยนต์ในอู่ซ่อมรถที่ไม่มีเครื่องทำความร้อนของบริการรถจะถูกระบายออกหลังจากวันทำงานเพื่อไม่ให้ละลายน้ำแข็งบล็อกกระบอกสูบหรือหม้อน้ำ - บางครั้งทั้งคู่พร้อมกัน น้ำร้อนถูกเทในตอนเช้า ในสภาพอากาศหนาวเย็นจัด เครื่องยนต์สตาร์ทโดยไม่มีปัญหา อย่างไรก็ตามในกรณีที่ไม่มีน้ำร้อนพวกเขาก็เทน้ำจากก๊อก น้ำกลายเป็นน้ำแข็งทันที การทดลองนี้มีราคาแพง - มากเท่ากับค่าใช้จ่ายในการซื้อและเปลี่ยนบล็อกกระบอกสูบและหม้อน้ำของรถยนต์ ZIL-131 ใครไม่เชื่อให้เขาตรวจสอบ และ Mpemba ทดลองกับไอศกรีม การตกผลึกดำเนินการแตกต่างกันในไอศกรีมมากกว่าในน้ำ ลองกัดไอศกรีมสักชิ้นและน้ำแข็งสักชิ้นด้วยฟันของคุณ เป็นไปได้มากว่ามันไม่แข็งตัว แต่หนาขึ้นเนื่องจากการทำความเย็น และน้ำจืดไม่ว่าร้อนหรือเย็นแช่แข็งที่ 0 * C. น้ำเย็นเร็วและ เวลาร้อนคุณต้องเย็นลง

Wanderer 05/06/2559 12:54 น. | ถึง Alex

"c" - ความเร็วของแสงในสุญญากาศ E = mc ^ 2 - สูตรแสดงความสมมูลของมวลและพลังงาน

อัลเบิร์ต 07/27/2016 08:22

เปรียบเทียบครั้งแรกกับ ของแข็ง(ไม่มีกระบวนการระเหย) ทองแดงบัดกรีล่าสุด ท่อน้ำ... กระบวนการนี้เกิดขึ้นโดยการให้ความร้อน เตาแก๊สถึงจุดหลอมเหลวของบัดกรี เวลาในการทำความร้อนสำหรับข้อต่อหนึ่งชิ้นกับปลอกหุ้มจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งนาที ฉันบัดกรีข้อต่อหนึ่งข้อด้วยปลอกหุ้ม และหลังจากนั้นไม่กี่นาทีฉันก็รู้ว่าบัดกรีอย่างไม่ถูกต้อง ใช้เวลาเล็กน้อยในการเลื่อนท่อในแขนเสื้อ ฉันเริ่มอุ่นข้อต่อด้วยหัวเผา และน่าประหลาดใจที่ต้องใช้เวลา 3-4 นาทีในการให้ความร้อนที่ข้อต่อจนถึงอุณหภูมิหลอมละลาย ยังไง!? ท้ายที่สุดแล้วท่อยังร้อนอยู่และดูเหมือนว่าจำเป็นต้องใช้พลังงานน้อยกว่ามากในการทำให้ร้อนจนถึงจุดหลอมเหลว แต่ทุกอย่างกลับกลายเป็นตรงกันข้าม มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับการนำความร้อนซึ่งสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญสำหรับท่อที่ร้อนแล้วและขอบเขตระหว่างท่อความร้อนและ ท่อเย็นภายในสองนาทีเธอสามารถเคลื่อนตัวออกห่างจากทางแยกได้ ตอนนี้เกี่ยวกับน้ำ เราจะใช้แนวคิดของภาชนะร้อนและกึ่งร้อน ในภาชนะที่ร้อน ขอบเขตอุณหภูมิที่แคบจะก่อตัวขึ้นระหว่างอนุภาคที่ร้อนและเคลื่อนที่ได้สูงกับอนุภาคเย็นที่ไม่ใช้งาน ซึ่งเคลื่อนที่ค่อนข้างเร็วจากบริเวณรอบนอกไปยังศูนย์กลาง เนื่องจากที่ขอบเขตนี้ อนุภาคที่รวดเร็วจะปล่อยพลังงานอย่างรวดเร็ว (ถูกทำให้เย็นลง) โดย อนุภาคที่อยู่อีกด้านหนึ่งของขอบเขต เนื่องจากปริมาตรของอนุภาคเย็นภายนอกนั้นมากกว่า ดังนั้นอนุภาคที่เร็วจึงทำให้ พลังงานความร้อนไม่สามารถทำให้อนุภาคเย็นภายนอกร้อนขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้นกระบวนการทำความเย็นของน้ำร้อนจึงเกิดขึ้นค่อนข้างเร็ว น้ำกึ่งร้อนมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่ามาก และความกว้างของขอบเขตระหว่างอนุภาคกึ่งร้อนและอนุภาคเย็นนั้นกว้างกว่ามาก การเคลื่อนตัวเข้าหาศูนย์กลางของเส้นขอบกว้างนั้นเกิดขึ้นช้ากว่าในกรณีของภาชนะร้อนมาก เป็นผลให้ภาชนะร้อนเย็นลงเร็วกว่าอุ่น ฉันคิดว่าจำเป็นต้องติดตามพลวัตของกระบวนการทำความเย็นของน้ำที่มีอุณหภูมิต่างกันโดยวางเซ็นเซอร์อุณหภูมิหลายตัวจากตรงกลางถึงขอบของภาชนะ

แม็กซ์ 19/11/2559 05:07 น.

ได้รับการตรวจสอบแล้ว: บน Yamal ในน้ำค้างแข็ง ท่อที่มีน้ำเกรย์ชี่แข็งตัวและต้องอุ่นเครื่อง แต่น้ำเย็นไม่ทำ!

อาร์เทม, 12/09/2016 01:25

เป็นเรื่องยาก แต่ฉันคิดว่าน้ำเย็นมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำร้อนนั้นดีกว่าน้ำต้มสุกแล้วมีความเร่งในการทำความเย็นเป็นต้น น้ำร้อนถึงอุณหภูมิที่เย็นจัดและแซงหน้า และหากคุณคำนึงถึงความจริงที่ว่าน้ำร้อนเป็นน้ำแข็งจากด้านล่างและไม่ได้มาจากด้านบนตามที่เขียนไว้ข้างต้น กระบวนการนี้จะช่วยเร่งความเร็วได้มาก!

Alexander Sergeev, 21.08.2017 10:52

ไม่มีผลกระทบดังกล่าว อนิจจา. ในปี 2559 บทความโดยละเอียดในหัวข้อนี้ตีพิมพ์ใน Nature: https://en.wikipedia.org/wiki/Mpemba_effect เป็นที่ชัดเจนว่าด้วยการทดลองอย่างระมัดระวัง (หากตัวอย่างน้ำอุ่นและน้ำเย็นเหมือนกันทุกอย่าง ยกเว้นอุณหภูมิ) ไม่สังเกตผลกระทบ ...

แซ่บ 08/22/2017 05:31

Victor, 10/27/2017 03:52 น.

"มันเป็นอย่างนั้นจริงๆ" - ถ้าโรงเรียนไม่เข้าใจว่าความจุความร้อนและกฎการอนุรักษ์พลังงานคืออะไร ง่ายต่อการตรวจสอบ - สำหรับสิ่งนี้คุณต้องการ: ความปรารถนา, หัว, มือ, น้ำ, ตู้เย็นและนาฬิกาปลุก และลานสเก็ตตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่าแช่แข็ง (เติม) ด้วยน้ำเย็นและน้ำแข็งที่ตัดด้วยระดับน้ำอุ่น และในฤดูหนาวต้องเทของเหลวป้องกันการแข็งตัวลงในอ่างเก็บน้ำเครื่องซักผ้าไม่ใช่น้ำ น้ำจะแข็งตัวไม่ว่าในกรณีใด และน้ำเย็นจะแข็งตัวเร็วขึ้น

ไอริน่า 01/23/2018 10:58

นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกได้ต่อสู้กับความขัดแย้งนี้มาตั้งแต่สมัยของอริสโตเติล และวิกเตอร์ ซาฟแล็บ และเซอร์กีฟกลับกลายเป็นคนที่ฉลาดที่สุด

เดนิส 02/01/2018 08:51

ทุกอย่างเขียนอย่างถูกต้องในบทความ แต่เหตุผลแตกต่างกันบ้าง ในกระบวนการเดือด อากาศที่ละลายในนั้นจะระเหยออกจากน้ำ ดังนั้น เมื่อน้ำเดือดเย็นลง ความหนาแน่นของมันจะน้อยกว่าน้ำดิบที่มีอุณหภูมิเท่ากัน ไม่มีเหตุผลอื่นใดสำหรับค่าการนำความร้อนที่ต่างกันนอกจากความหนาแน่นต่างกัน

Zavlab, 03/01/2018 08:58 | ซาฟลาบ

Irina :) "นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก" ไม่ได้ต่อสู้กับ "ความขัดแย้ง" นี้สำหรับนักวิทยาศาสตร์ตัวจริง "ความขัดแย้ง" นี้ไม่มีอยู่จริง - สามารถตรวจสอบได้ง่ายในสภาวะที่ทำซ้ำได้ดี "ความขัดแย้ง" ปรากฏขึ้นเนื่องจากการทดลองที่ไม่สามารถทำซ้ำได้ของเด็กชายแอฟริกัน Mpemba และ "นักวิทยาศาสตร์" ดังกล่าวพูดเกินจริง :)

น้ำเป็นสารที่ค่อนข้างง่ายจากมุมมองทางเคมี แต่ในขณะเดียวกันก็มีสารจำนวน คุณสมบัติผิดปกติที่ไม่เคยหยุดนิ่งให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจ ด้านล่างนี้คือข้อเท็จจริงบางประการที่น้อยคนนักจะรู้

1. น้ำไหนแข็งตัวเร็วกว่า - เย็นหรือร้อน?

นำภาชนะใส่น้ำสองภาชนะ: เทน้ำร้อนลงในภาชนะหนึ่งและน้ำเย็นอีกใบหนึ่งใส่ในช่องแช่แข็ง น้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น แม้ว่าตามหลักแล้ว น้ำเย็นควรเป็นคนแรกที่กลายเป็นน้ำแข็ง: ท้ายที่สุด น้ำร้อนจะต้องเย็นลงเป็นอุณหภูมิเย็นก่อน แล้วจึงเปลี่ยนเป็นน้ำแข็ง ในขณะที่น้ำเย็นไม่จำเป็นต้อง เย็นลง. ทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้น?

ในปีพ.ศ. 2506 นักศึกษาชาวแทนซาเนียชื่อ Erasto B. Mpemba ขณะแช่แข็งไอศกรีมที่เตรียมไว้ สังเกตเห็นว่าส่วนผสมร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าในช่องแช่แข็งเร็วกว่าการผสมแบบเย็น เมื่อชายหนุ่มแบ่งปันสิ่งที่ค้นพบกับครูฟิสิกส์ เขาก็หัวเราะเยาะเขาเท่านั้น โชคดีที่นักเรียนยืนกรานและโน้มน้าวให้ครูทำการทดลองซึ่งยืนยันการค้นพบของเขา: เงื่อนไขบางประการน้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น

ปรากฎการณ์น้ำร้อนเยือกแข็งเร็วกว่าน้ำเย็นนี้เรียกว่า “ เอฟเฟกต์ Mpemba". จริงอยู่นานก่อนหน้าเขานี้ คุณสมบัติเฉพาะน้ำถูกสังเกตโดยอริสโตเติล, ฟรานซิสเบคอนและเรเน่เดส์การตส์

นักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่เข้าใจธรรมชาติของปรากฏการณ์นี้อย่างถ่องแท้ โดยอธิบายได้จากความแตกต่างของอุณหภูมิ อุณหภูมิ การระเหย การก่อตัวน้ำแข็ง การพาความร้อน หรือโดยผลของก๊าซเหลวต่อน้ำร้อนและน้ำเย็น

2. สามารถแช่แข็งได้ทันที

ใครๆก็รู้ น้ำเปลี่ยนเป็นน้ำแข็งเสมอเมื่อเย็นลงถึง 0 ° C ... ยกเว้นในบางกรณี! เช่น กรณีดังกล่าว เป็น supercooling ซึ่งเป็นคุณสมบัติของ very น้ำบริสุทธิ์ยังคงเป็นของเหลวแม้ว่าจะเย็นลงจนต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากสภาพแวดล้อมไม่มีศูนย์กลางหรือนิวเคลียสของการตกผลึก ซึ่งสามารถกระตุ้นการก่อตัวของผลึกน้ำแข็ง ดังนั้นน้ำจึงอยู่ใน รูปของเหลวแม้จะเย็นจนต่ำกว่าศูนย์องศาเซลเซียส

กระบวนการตกผลึกสามารถกระตุ้นได้ ตัวอย่างเช่น โดยฟองแก๊ส สิ่งเจือปน (สิ่งสกปรก) พื้นผิวที่ไม่สม่ำเสมอของภาชนะ หากไม่มีพวกมัน น้ำก็จะยังคงเป็นของเหลว เมื่อกระบวนการตกผลึกเริ่มต้นขึ้น คุณสามารถสังเกตได้ว่าน้ำที่เย็นจัดจะกลายเป็นน้ำแข็งในทันทีได้อย่างไร

โปรดทราบว่าน้ำที่ "ร้อนจัด" ยังคงเป็นของเหลว แม้ว่าจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงกว่าจุดเดือดก็ตาม

3.19 สภาวะน้ำ

โดยไม่ลังเล ให้ทายว่าน้ำมีสถานะต่างกันกี่สถานะ? หากคุณตอบสาม: ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ แสดงว่าคุณคิดผิด นักวิทยาศาสตร์แยกแยะความแตกต่างของน้ำอย่างน้อย 5 สถานะในรูปของเหลวและ 14 สถานะในรูปแช่แข็ง

จำการสนทนาเกี่ยวกับน้ำ supercooled? ดังนั้น ไม่ว่าคุณจะทำอะไร ที่อุณหภูมิ -38 ° C แม้แต่น้ำที่เย็นยิ่งยวดที่บริสุทธิ์ที่สุดก็จะกลายเป็นน้ำแข็งในทันใด จะเกิดอะไรขึ้นถ้าอุณหภูมิลดลงอีก? ที่อุณหภูมิ -120 ° C มีสิ่งแปลกปลอมเกิดขึ้นกับน้ำ: มีความหนืดหรือหนืดมาก เช่น กากน้ำตาล และที่อุณหภูมิต่ำกว่า -135 ° C จะกลายเป็นน้ำ "แก้ว" หรือ "แก้ว" ซึ่งเป็นของแข็งที่ขาด โครงสร้างผลึก

4. นักฟิสิกส์เซอร์ไพรส์น้ำ

บน ระดับโมเลกุลตื่นตาตื่นใจกับน้ำมากยิ่งขึ้น ในปี 1995 การทดลองกระเจิงนิวตรอนที่ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ได้ให้ผลลัพธ์ที่คาดไม่ถึง: นักฟิสิกส์พบว่านิวตรอนมุ่งเป้าไปที่โมเลกุลของน้ำ "เห็น" โปรตอนไฮโดรเจนน้อยกว่าที่คาดไว้ 25%

ปรากฎว่าเอฟเฟกต์ควอนตัมที่ผิดปกติเกิดขึ้นที่ความเร็วหนึ่ง atto วินาที (10 -18 วินาที) และ สูตรเคมีน้ำแทน H2Oกลายเป็น H1.5O!

5. ความทรงจำของน้ำ

ทางเลือก ยาอย่างเป็นทางการ โฮมีโอพาธีอ้างว่าสารละลายเจือจาง ผลิตภัณฑ์ยาสามารถให้ ผลการรักษาในร่างกายแม้ว่าปัจจัยการเจือจางจะมีมากจนไม่มีอะไรเหลืออยู่ในสารละลายยกเว้นโมเลกุลของน้ำ ผู้เสนอ Homeopathic อ้างถึงความขัดแย้งนี้กับแนวคิดที่เรียกว่า " ความทรงจำของน้ำตามที่น้ำในระดับโมเลกุลมี" ความทรงจำ "ของสารที่ครั้งหนึ่งเคยละลายในนั้นและคงคุณสมบัติของสารละลายที่มีความเข้มข้นเดิมไว้หลังจากที่ไม่มีโมเลกุลของส่วนผสมเหลืออยู่ในนั้น

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ นำโดยศาสตราจารย์แมดเลน เอนนิส จากมหาวิทยาลัยควีนแห่งเบลฟาสต์ ผู้วิพากษ์วิจารณ์หลักการของโฮมีโอพาธีย์ ได้ทำการทดลองในปี 2545 เพื่อหักล้างแนวคิดนี้ทุกครั้ง ผลที่ได้คือตรงกันข้าม หลังจากนั้นนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาสามารถพิสูจน์ความเป็นจริงของผลกระทบได้ " ความทรงจำของน้ำ". อย่างไรก็ตาม การทดลองที่ดำเนินการภายใต้การดูแลของผู้เชี่ยวชาญอิสระไม่ได้ผลลัพธ์ใดๆ ข้อพิพาทเกี่ยวกับการมีอยู่ของปรากฏการณ์ " ความทรงจำของน้ำ"ดำเนินการต่อ.

น้ำมีคุณสมบัติผิดปกติอื่น ๆ อีกมากมายที่เรายังไม่ได้กล่าวถึงในบทความนี้ ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของน้ำเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิ (น้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำ) น้ำมีแรงตึงผิวค่อนข้างสูง ในสถานะของเหลว น้ำเป็นเครือข่ายกระจุกน้ำที่ซับซ้อนและเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก และเป็นพฤติกรรมของกระจุกที่ส่งผลต่อโครงสร้างของน้ำ ฯลฯ

เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้และคุณสมบัติที่ไม่คาดคิดอื่น ๆ อีกมากมาย น้ำสามารถอ่านได้ในบทความ “ คุณสมบัติผิดปกติของน้ำ"โดย มาร์ติน แชปลิน ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยลอนดอน

ในบทความนี้เราจะมาดูคำถามที่ว่าทำไมน้ำร้อนถึงค้างเร็วกว่าน้ำเย็น

น้ำร้อนแช่แข็งเร็วกว่าน้ำเย็นมาก! นี้ คุณสมบัติที่น่าทึ่งน้ำ ซึ่งเป็นคำอธิบายที่แน่นอนซึ่งนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถค้นพบได้จนถึงขณะนี้ เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วตั้งแต่สมัยโบราณ ตัวอย่างเช่น แม้แต่อริสโตเติลก็มีคำอธิบาย ตกปลาหน้าหนาว: ชาวประมงสอดคันเบ็ดเข้าไปในรูในน้ำแข็งและเพื่อให้แข็งตัวเร็วขึ้นจึงเทน้ำแข็ง น้ำอุ่น... ชื่อของปรากฏการณ์นี้ได้รับจากชื่อ Erasto Mpemba ในยุค 60 ของศตวรรษที่ XX Mnemba สังเกตเห็นผลกระทบแปลกๆ เมื่อเขากำลังเตรียมไอศกรีม และหันไปหาอาจารย์ฟิสิกส์ ดร. เดนิส ออสบอร์น เพื่อขอคำอธิบาย Mpemba และ Dr. Osborne ทดลองกับน้ำ อุณหภูมิต่างกันและสรุป: น้ำที่เกือบเดือดเริ่มแข็งตัวเร็วกว่าน้ำที่อุณหภูมิห้อง นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ทำการทดลองของตัวเองและได้ผลลัพธ์ที่ใกล้เคียงกันในแต่ละครั้ง

คำอธิบายของปรากฏการณ์ทางกายภาพ

ไม่มีคำอธิบายที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเหตุใดจึงเกิดขึ้น นักวิจัยหลายคนแนะนำว่ามันเป็นเรื่องของอุณหภูมิของของเหลว ซึ่งเกิดขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากน้ำกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0 ° C น้ำที่ระบายความร้อนด้วยยิ่งยวดสามารถมีอุณหภูมิได้ เช่น -2 ° C และในขณะเดียวกันก็ยังคงเป็นของเหลวโดยไม่เปลี่ยนเป็นน้ำแข็ง เมื่อเราพยายามทำให้น้ำเย็นเป็นน้ำแข็ง มีโอกาสที่น้ำจะเย็นจัดและแข็งตัวในขั้นแรกหลังจากผ่านไปครู่หนึ่ง กระบวนการอื่นๆ เกิดขึ้นในน้ำร้อน การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของมันเป็นน้ำแข็งเกี่ยวข้องกับการพาความร้อน

การพาความร้อน- มัน ปรากฏการณ์ทางกายภาพซึ่งชั้นล่างที่อบอุ่นของของเหลวเพิ่มขึ้นและส่วนบนเย็นลงและตกลงมา

เอฟเฟกต์ Mpemba หรือทำไมน้ำร้อนถึงแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็น? เอฟเฟกต์ Mpemba (Mpemba paradox) เป็นความขัดแย้งที่ระบุว่าน้ำร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าน้ำเย็นภายใต้เงื่อนไขบางประการ แม้ว่าจะต้องผ่านอุณหภูมิของน้ำเย็นในระหว่างกระบวนการเยือกแข็งก็ตาม ความขัดแย้งนี้เป็นข้อเท็จจริงจากการทดลองซึ่งขัดแย้งกับแนวคิดทั่วไป ซึ่งภายใต้สภาวะเดียวกัน วัตถุที่มีความร้อนมากกว่าเพื่อทำให้เย็นลงถึงอุณหภูมิหนึ่งจะใช้เวลานานกว่าวัตถุที่มีความร้อนน้อยกว่าในการทำให้เย็นตัวถึงอุณหภูมิเดียวกัน ปรากฏการณ์นี้สังเกตเห็นได้ในขณะนั้นโดยอริสโตเติล ฟรานซิส เบคอน และเรเน่ เดส์การตส์ แต่จนถึงปี 2506 เด็กนักเรียนชาวแทนซาเนีย อีราสโต มเปมบา พบว่าส่วนผสมของไอศกรีมร้อนจะแข็งตัวเร็วกว่าไอศกรีมที่เย็นจัด ในฐานะนักเรียนที่โรงเรียนมัธยม Magamba ในประเทศแทนซาเนีย Erasto Mpemba ได้ทำงานทำอาหารเชิงปฏิบัติ เขาต้องทำไอศกรีมแบบโฮมเมด - ต้มนม ละลายน้ำตาลในนั้น เย็นจนอุณหภูมิห้อง แล้วใส่ในตู้เย็นเพื่อแช่แข็ง เห็นได้ชัดว่า Mpemba ไม่ใช่นักเรียนที่ขยันเป็นพิเศษ และเขาล่าช้าในการทำส่วนแรกของงานที่ได้รับมอบหมาย ด้วยกลัวว่าเขาจะไม่ทันเรียนจบ เขาจึงเอานมร้อนใส่ตู้เย็น ที่ทำให้เขาประหลาดใจ มันแข็งตัวเร็วกว่านมของสหายของเขา ซึ่งเตรียมตามเทคโนโลยีที่กำหนด หลังจากนั้น Mpemba ไม่เพียงทดลองกับนมเท่านั้น แต่ยังทดลองกับน้ำธรรมดาด้วย ไม่ว่าในกรณีใดในฐานะนักเรียนของโรงเรียนมัธยม Mkvavskaya เขาถามศาสตราจารย์เดนนิสออสบอร์นจากวิทยาลัยมหาวิทยาลัยในดาร์เอสซาลาม (ได้รับเชิญจากอาจารย์ใหญ่ให้บรรยายวิชาฟิสิกส์แก่นักเรียน) โดยเฉพาะเกี่ยวกับน้ำ: “ถ้าเราเอาสอง ภาชนะที่เหมือนกันซึ่งมีปริมาตรน้ำเท่ากันเพื่อให้น้ำหนึ่งในนั้นมีอุณหภูมิ 35 ° C และในอีก - 100 ° C และใส่ในช่องแช่แข็งจากนั้นในวินาทีที่น้ำจะหยุดเร็วขึ้น ทำไม ? " ออสบอร์นเริ่มให้ความสนใจในประเด็นนี้ และในไม่ช้าในปี 1969 เขาและ Mpemba ก็ได้ตีพิมพ์ผลการทดลองของพวกเขาในวารสาร "Physics Education" ตั้งแต่นั้นมา เอฟเฟกต์ที่พวกเขาค้นพบเรียกว่าเอฟเฟกต์ Mpemba จนถึงขณะนี้ยังไม่มีใครรู้ว่าจะอธิบายเอฟเฟกต์แปลก ๆ นี้อย่างไร นักวิทยาศาสตร์ไม่มีรุ่นเดียวถึงแม้ว่าจะมีมากมาย มันเป็นเรื่องของความแตกต่างในคุณสมบัติของน้ำร้อนและน้ำเย็น แต่ยังไม่ชัดเจนว่าคุณสมบัติใดมีบทบาทในกรณีนี้: ความแตกต่างในการทำความเย็นยิ่งยวด การระเหยกลายเป็นน้ำแข็ง การพาความร้อน หรือผลกระทบของก๊าซเหลวต่อน้ำที่ อุณหภูมิที่แตกต่างกัน ความขัดแย้งของเอฟเฟกต์ Mpemba คือเวลาที่ร่างกายเย็นลงจนถึงอุณหภูมิแวดล้อมควรเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างร่างกายนี้กับสิ่งแวดล้อม กฎข้อนี้ก่อตั้งโดยนิวตันและตั้งแต่นั้นมาก็ได้รับการยืนยันหลายครั้งในทางปฏิบัติ ในลักษณะนี้ น้ำที่มีอุณหภูมิ 100 ° C จะเย็นตัวลงที่อุณหภูมิ 0 ° C เร็วกว่าน้ำปริมาณเท่ากันที่มีอุณหภูมิ 35 ° C อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ยังไม่ชี้ให้เห็นถึงความขัดแย้ง เนื่องจากเอฟเฟกต์ Mpemba สามารถอธิบายได้ภายในกรอบของฟิสิกส์ที่รู้จักกันดี นี่คือคำอธิบายบางส่วนสำหรับเอฟเฟกต์ Mpemba: การระเหย น้ำร้อนจะระเหยเร็วขึ้นจากภาชนะ ทำให้ปริมาตรลดลง และปริมาณน้ำที่มีขนาดเล็กลงที่อุณหภูมิเดียวกันจะแข็งตัวเร็วขึ้น น้ำร้อนถึง 100 องศาเซลเซียสจะสูญเสียมวล 16% เมื่อทำให้เย็นลงถึง 0 องศาเซลเซียส ผลของการระเหยเป็นผลสองเท่า ขั้นแรก ปริมาณน้ำที่จำเป็นสำหรับการทำความเย็นจะลดลง และประการที่สองอุณหภูมิลดลงเนื่องจากความร้อนของการกลายเป็นไอของการเปลี่ยนจากเฟสของน้ำไปเป็นเฟสไอลดลง ความแตกต่างของอุณหภูมิ เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างน้ำร้อนกับลมเย็นนั้นมากกว่า - ดังนั้น การแลกเปลี่ยนความร้อนในกรณีนี้จะรุนแรงขึ้นและน้ำร้อนจะเย็นลงเร็วขึ้น ภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ เมื่อน้ำเย็นลงต่ำกว่า 0 ° C จะไม่กลายเป็นน้ำแข็งตลอดเวลา ภายใต้สภาวะบางอย่าง อุณหภูมิอาจลดลง โดยยังคงเป็นของเหลวต่อไปที่อุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็ง ในบางกรณี น้ำยังคงเป็นของเหลวได้แม้ที่อุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส สาเหตุของผลกระทบนี้คือเพื่อให้ผลึกน้ำแข็งก้อนแรกเริ่มก่อตัวขึ้น จำเป็นต้องมีศูนย์กลางของการก่อตัวของผลึก หากไม่มีอยู่ในน้ำที่เป็นของเหลว อุณหภูมิจะคงอยู่ต่อไปจนกว่าอุณหภูมิจะลดลงมากจนคริสตัลเริ่มก่อตัวขึ้นเองตามธรรมชาติ เมื่อพวกเขาเริ่มก่อตัวในของเหลวที่เย็นจัด พวกมันจะเริ่มเติบโตเร็วขึ้น ก่อตัวเป็นโคลนน้ำแข็ง ซึ่งเมื่อกลายเป็นน้ำแข็งแล้วจะกลายเป็นน้ำแข็ง น้ำร้อนไวต่ออุณหภูมิมากที่สุดเนื่องจากความร้อนจะขจัดก๊าซและฟองอากาศที่ละลายน้ำออก ซึ่งสามารถทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางสำหรับการก่อตัวของผลึกน้ำแข็ง ทำไมอุณหภูมิต่ำกว่าปกติทำให้น้ำร้อนกลายเป็นน้ำแข็งเร็วขึ้น? ในกรณีของน้ำเย็นที่ไม่ซุปเปอร์คูลจะเกิดสิ่งต่อไปนี้ ในกรณีนี้ น้ำแข็งบางๆ จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของเรือ ชั้นน้ำแข็งนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนระหว่างน้ำกับอากาศเย็น และจะป้องกันการระเหยต่อไป อัตราการก่อตัวของผลึกน้ำแข็งในกรณีนี้จะช้าลง ในกรณีของน้ำร้อนที่มี supercooling น้ำ supercooled จะไม่มีชั้นผิวน้ำแข็งป้องกัน ดังนั้นจึงสูญเสียความร้อนเร็วกว่ามากเมื่อเปิดฝา เมื่อกระบวนการอุณหภูมิต่ำกว่าปกติสิ้นสุดลงและน้ำกลายเป็นน้ำแข็ง ความร้อนจะหายไปมากและทำให้เกิดน้ำแข็งมากขึ้น นักวิจัยหลายคนเกี่ยวกับผลกระทบนี้ถือว่าภาวะอุณหภูมิต่ำกว่าปกติเป็นปัจจัยหลักในกรณีของผลกระทบ Mpemba การพาความร้อน น้ำเย็นเริ่มแข็งตัวจากด้านบน ส่งผลให้กระบวนการแผ่รังสีความร้อนและการพาความร้อนแย่ลง และด้วยเหตุนี้จึงสูญเสียความร้อน ในขณะที่น้ำร้อนเริ่มแข็งตัวจากด้านล่าง ผลกระทบนี้อธิบายได้จากความผิดปกติของความหนาแน่นของน้ำ น้ำมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 4 องศาเซลเซียส หากคุณทำให้น้ำเย็นที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียสและวางไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ชั้นผิวของน้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้น เนื่องจากน้ำนี้มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่อุณหภูมิ 4 ° C จึงยังคงอยู่บนพื้นผิวทำให้เกิดชั้นบางๆ ที่เย็นจัด ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ ชั้นน้ำแข็งบางๆ จะก่อตัวขึ้นบนผิวน้ำในช่วงเวลาสั้นๆ แต่น้ำแข็งชั้นนี้จะทำหน้าที่เป็นฉนวนป้องกันน้ำชั้นล่างซึ่งจะคงอยู่ที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส ดังนั้น กระบวนการทำความเย็นต่อไปจะช้าลง ในกรณีของน้ำร้อน สถานการณ์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ชั้นผิวของน้ำจะเย็นลงเร็วขึ้นเนื่องจากการระเหยและความแตกต่างของอุณหภูมิที่มากขึ้น นอกจากนี้ ชั้นของน้ำเย็นจะมีความหนาแน่นมากกว่าชั้นของน้ำร้อน ดังนั้น ชั้นของน้ำเย็นจะจมลง ทำให้ชั้นของน้ำอุ่นขึ้นสู่ผิวน้ำ การไหลเวียนของน้ำทำให้อุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็ว แต่ทำไมกระบวนการนี้ถึงไม่ถึงจุดสมดุล? เพื่ออธิบายผลกระทบของ Mpemba จากมุมมองของการพาความร้อนนี้ เราควรยอมรับว่าชั้นน้ำเย็นและร้อนแยกออกจากกัน และกระบวนการพาความร้อนจะดำเนินต่อไปหลังจากอุณหภูมิของน้ำเฉลี่ยลดลงต่ำกว่า 4 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม ไม่มีข้อมูลการทดลองที่จะ ยืนยันสมมติฐานนี้ว่าชั้นน้ำเย็นและร้อนแยกจากกันด้วยการพาความร้อน ก๊าซที่ละลายในน้ำ น้ำมักจะมีก๊าซที่ละลายอยู่ในน้ำ - ออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซเหล่านี้มีความสามารถในการลดจุดเยือกแข็งของน้ำ เมื่อน้ำร้อนขึ้น ก๊าซเหล่านี้จะถูกปล่อยออกจากน้ำเนื่องจากความสามารถในการละลายในน้ำที่อุณหภูมิสูงจะต่ำกว่า ดังนั้น เมื่อระบายความร้อนด้วยน้ำร้อน จะมีก๊าซที่ละลายอยู่ในนั้นน้อยกว่าในน้ำเย็นที่ไม่ผ่านความร้อนเสมอ ดังนั้นจุดเยือกแข็งของน้ำอุ่นจึงสูงขึ้นและแข็งตัวเร็วขึ้น ปัจจัยนี้บางครั้งถือเป็นปัจจัยหลักในการอธิบายผลกระทบของ Mpemba แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลการทดลองยืนยันข้อเท็จจริงนี้ การนำความร้อน กลไกนี้สามารถมีบทบาทสำคัญเมื่อใส่น้ำในช่องแช่เย็นในภาชนะขนาดเล็ก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ จะสังเกตเห็นว่าภาชนะที่มีน้ำร้อนละลายน้ำแข็งของช่องแช่แข็งไว้ข้างใต้ ดังนั้นจึงปรับปรุงการสัมผัสทางความร้อนกับผนังช่องแช่แข็งและการนำความร้อน เป็นผลให้ความร้อนจะถูกลบออกจากภาชนะที่มีน้ำร้อนเร็วกว่าจากน้ำเย็น ในทางกลับกันภาชนะที่มีน้ำเย็นจะไม่ละลายหิมะข้างใต้ เงื่อนไขทั้งหมดเหล่านี้ (และอื่น ๆ ) ได้รับการศึกษาในการทดลองจำนวนมาก แต่ยังไม่ได้รับคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถาม - ซึ่งให้การทำซ้ำ 100 เปอร์เซ็นต์ของเอฟเฟกต์ Mpemba - ไม่ได้รับ ตัวอย่างเช่น ในปี 1995 David Auerbach นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันได้ศึกษาผลกระทบของการระบายความร้อนด้วยน้ำมากเกินไปต่อผลกระทบนี้ เขาพบว่าน้ำร้อนที่ถึงสถานะ supercooled จะแข็งตัวที่อุณหภูมิสูงกว่าน้ำเย็น ซึ่งหมายความว่าเร็วกว่าอย่างหลัง แต่น้ำเย็นจะเข้าสู่สถานะ supercooled เร็วกว่าน้ำร้อน ซึ่งจะช่วยชดเชยความล่าช้าก่อนหน้านี้ นอกจากนี้ ผลลัพธ์ของ Auerbach ยังขัดแย้งกับการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าน้ำร้อนสามารถทำให้เกิดอุณหภูมิต่ำกว่าปกติได้เนื่องจากศูนย์การตกผลึกน้อยลง เมื่อน้ำร้อนขึ้น ก๊าซที่ละลายในนั้นจะถูกลบออกจากมัน และเมื่อต้มแล้ว เกลือบางชนิดที่ละลายในนั้นก็จะตกตะกอน จนถึงตอนนี้ มีเพียงสิ่งเดียวเท่านั้นที่สามารถยืนยันได้ - การสร้างเอฟเฟกต์นี้โดยพื้นฐานแล้วขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่ทำการทดลอง อย่างแม่นยำเพราะไม่ได้ทำซ้ำเสมอ O.V. Mosin

กลับ