Selles artiklis vaatleme küsimust, miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm.
Kuumutatud vesi külmub palju kiiremini kui külm vesi! See hämmastav vara vesi, mille täpset seletust teadlased siiani ei leia, on teada juba iidsetest aegadest. Näiteks isegi Aristoteleses on talvise kalapüügi kirjeldus: kalurid pistsid õnge jää aukudesse ja et need kiiremini ära külmuks, kastsid jääd. soe vesi. See nähtus sai nime Erasto Mpemba järgi 20. sajandi 60. aastatel. Mnemba märkas jäätise valmistamisel kummalist efekti ja pöördus selgituse saamiseks oma füüsikaõpetaja dr Denis Osborne'i poole. Mpemba ja dr Osborne katsetasid erinevatel temperatuuridel vett ja jõudsid järeldusele, et peaaegu keev vesi hakkab külmuma palju kiiremini kui vesi toatemperatuuril. Teised teadlased viisid läbi oma katsed ja said iga kord sarnaseid tulemusi.
Füüsikalise nähtuse seletus
Ei ole üldiselt aktsepteeritud selgitust, miks see juhtub. Paljud teadlased viitavad sellele, et kogu mõte on vedeliku ülejahtumises, mis tekib siis, kui selle temperatuur langeb alla külmumispunkti. Ehk kui vesi külmub temperatuuril alla 0°C, siis ülejahutatud vee temperatuur võib olla näiteks -2°C ja jääda siiski vedelaks, ilma jääks muutumata. Kui proovime külma vett külmutada, on tõenäoline, et see kõigepealt ülejahtub ja kõveneb alles mõne aja pärast. Kuumutatud vees toimuvad muud protsessid. Selle kiirem jääks muutumine on seotud konvektsiooniga.
Konvektsioon- See füüsiline nähtus, milles soojad alumised vedelikukihid tõusevad ja ülemised, jahtunud, langevad.
Vesi on üks hämmastavamaid vedelikke maailmas, millel on ebatavalised omadused. Näiteks jää, vedela tahke olek, erikaal on väiksem kui vee enda, mistõttu on see suures osas muutunud võimalik esinemine ja elu areng Maal. Lisaks arutletakse pseudoteaduslikus ja teadusmaailmas selle üle, milline vesi külmub kiiremini - kuum või külm. Kõik, kes suudavad tõestada, et kuum vedelik külmub teatud tingimustel kiiremini ja oma lahendust teaduslikult põhjendavad, saavad Briti kuningliku keemikute ühingult 1000 naela.
Taust
Asjaolu, et paljudes tingimustes külmub kuum vesi kiiremini kui külm vesi, märgati juba keskajal. Francis Bacon ja René Descartes nägid selle nähtuse selgitamiseks palju vaeva. Klassikalise soojustehnika seisukohalt ei saa seda paradoksi aga seletada ja seda üritati häbelikult maha vaikida. Arutelu jätkamise tõukejõuks andis mõneti kurioosne lugu, mis juhtus Tansaania koolipoisi Erasto Mpembaga 1963. aastal. Ühel päeval kokakoolis magustoitude valmistamise tunnis ei jõudnud muust segatud poisil jäätisesegu õigel ajal maha jahutada ja kuuma piimasuhkru lahust sügavkülma panna. Tema üllatuseks jahtus toode mõnevõrra kiiremini kui tema jälginud kaaspraktikud temperatuuri režiim jäätise valmistamine.
Püüdes mõista nähtuse olemust, pöördus poiss füüsikaõpetaja poole, kes detailidesse laskumata naeruvääristas tema kulinaarseid katseid. Erasto eristus aga kadestamisväärse visadusega ja jätkas katseid mitte piima, vaid vee peal. Ta veendus, et mõnel juhul külmub kuum vesi kiiremini kui külm vesi.
Astudes Dar es Salaami ülikooli, osales Erasto Mpembe professor Dennis G. Osborne’i loengus. Pärast selle valmimist hämmastas õpilane teadlast probleemiga vee külmumiskiiruse kohta sõltuvalt selle temperatuurist. DG Osborne naeruvääristas küsimuse püstitamist, kuulutades vaene tudeng, et iga vaene õpilane teab, et külm vesi külmub kiiremini. Noormehe loomupärane visadus andis aga tunda. Ta vedas professoriga kihla, tehes ettepaneku teha siinsamas laboris eksperimentaalne test. Erasto pani sügavkülma kaks veemahutit, ühe 35 °C (95 °F) ja teise 100 °C (212 °F) juurde. Kujutage ette professori ja ümbritsevate "fännide" üllatust, kui teises anumas olev vesi külmus kiiremini. Sellest ajast alates on seda nähtust kutsutud "Mpemba paradoksiks".
Kuid siiani pole ühtset teoreetilist hüpoteesi, mis selgitaks "Mpemba paradoksi". Pole selge, milline välised tegurid, keemiline koostis vesi, lahustunud gaaside olemasolu selles ja mineraalid mõjutada vedelike külmumiskiirust erinevatel temperatuuridel. “Mpemba efekti” paradoks seisneb selles, et see on vastuolus ühe I. Newtoni avastatud seadusega, mis väidab, et vee jahtumisaeg on otseselt võrdeline vedeliku ja vedeliku temperatuuride erinevusega. keskkond. Ja kui kõik muud vedelikud järgivad seda seadust täielikult, on vesi mõnel juhul erand.
Miks kuum vesi külmub kiiremini?T
Selle kohta, miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi, on mitu versiooni. Peamised neist on:
- kuum vesi aurustub kiiremini, samal ajal kui selle maht väheneb ja väiksem kogus vedelikku jahtub kiiremini - vee jahutamisel temperatuuril + 100 ° C kuni 0 ° C ulatuvad mahukadud atmosfäärirõhul 15% -ni;
- mida suurem on temperatuuride erinevus, seda suurem on temperatuuride erinevus, seda suurem on vedeliku ja keskkonna vahelise soojusvahetuse intensiivsus, mistõttu keeva vee soojuskadu toimub kiiremini;
- kuuma vee jahtumisel moodustub selle pinnale jääkoorik, mis ei lase vedelikul täielikult külmuda ja aurustuda;
- juures kõrge temperatuur vesi segatakse konvektsiooniga, vähendades külmumisaega;
- Vees lahustunud gaasid alandavad külmumistemperatuuri, eemaldades energiat kristallide moodustumiseks – kuumas vees lahustunud gaase pole.
Kõiki neid tingimusi on korduvalt katseliselt testitud. Eelkõige avastas Saksa teadlane David Auerbach, et kuuma vee kristalliseerumistemperatuur on veidi kõrgem kui külma vee oma, mis võimaldab esimesel külmuda kiiremini. Hiljem aga kritiseeriti tema katseid ja paljud teadlased on veendunud, et “Mpemba efekt”, mis määrab, milline vesi külmub kiiremini – kuum või külm, saab reprodutseerida vaid teatud tingimustel, mida keegi pole siiani otsinud ja täpsustanud.
Mpemba efekt(Mpemba paradoks) – paradoks, mis väidab, et kuum vesi külmub teatud tingimustel kiiremini kui külm vesi, kuigi külmumise käigus peab see läbima külma vee temperatuuri. See paradoks on eksperimentaalne tõsiasi, mis on vastuolus tavapäraste ideedega, mille kohaselt kulub samades tingimustes rohkem kuumutatud kehal teatud temperatuurini jahtumiseks rohkem aega kui vähem kuumenenud kehal sama temperatuurini jahtumiseks.
Seda nähtust märkasid omal ajal Aristoteles, Francis Bacon ja Rene Descartes, kuid alles 1963. aastal avastas Tansaania koolipoiss Erasto Mpemba, et kuum jäätisesegu külmub kiiremini kui külm.
Olles Magambinskaja õpilane Keskkool Tansaanias tegi Erasto Mpemba praktiline töö toiduvalmistamisel. Tal oli vaja teha isetehtud jäätist – keeta piim, lahustada selles suhkur, jahutada toatemperatuurile ja panna siis külmkappi tarduma. Ilmselt polnud Mpemba eriti usin õpilane ja viivitas ülesande esimese osa täitmisega. Kartes, et tunni lõpuks ei jõua, pani ta veel kuuma piima külmkappi. Tema üllatuseks külmus see isegi varem kui etteantud tehnoloogia järgi valmistatud seltsimeeste piim.
Pärast seda katsetas Mpemba mitte ainult piima, vaid ka piimaga puhas vesi. Igal juhul küsis ta juba Mkwava keskkooli õpilasena professor Dennis Osborne’ilt Dar Es Salaami ülikooli kolledžist (kooli direktor kutsus õpilastele füüsika loengut pidama) konkreetselt vee kohta: „Kui võtate kaks identset konteinerit võrdsed mahud kasta nii, et ühes neist oleks vee temperatuur 35°C ja teises - 100°C ning pange need sügavkülma, siis teises külmub vesi kiiremini. Miks?" Osborne hakkas selle küsimuse vastu huvi tundma ja peagi, 1969. aastal, avaldas ta koos Mpembaga oma katsete tulemused ajakirjas Physics Education. Sellest ajast alates on nende avastatud efekti nn. Mpemba efekt.
Seni ei tea keegi täpselt, kuidas seda kummalist efekti seletada. Teadlastel pole ühest versiooni, kuigi neid on palju. See kõik puudutab kuuma ja külma vee omaduste erinevust, kuid pole veel selge, millised omadused mängivad antud juhul rolli: erinevus ülejahutuses, aurustumises, jää tekkimises, konvektsioonis või veeldatud gaaside mõjul veele erinevad temperatuurid.
Mpemba efekti paradoks seisneb selles, et aeg, mille jooksul keha jahtub ümbritseva õhu temperatuurini, peaks olema võrdeline selle keha ja keskkonna temperatuuride erinevusega. Selle seaduse kehtestas Newton ja seda on hiljem praktikas korduvalt kinnitatud. Selle mõjul jahtub vesi temperatuuriga 100 °C temperatuurini 0 °C kiiremini kui sama kogus vett temperatuuriga 35 °C.
See aga ei tähenda veel paradoksi, kuna Mpemba efekti saab seletada ka raamistikus kuulus füüsik. Siin on mõned selgitused Mpemba efekti kohta:
Aurustumine
Kuum vesi aurustub anumast kiiremini, vähendades seeläbi selle mahtu ning väiksem kogus sama temperatuuriga vett külmub kiiremini. 100 C-ni kuumutatud vesi kaotab temperatuurini 0 C jahutamisel 16% oma massist.
Aurustumisefekt on kahekordne efekt. Esiteks väheneb jahutamiseks vajaliku vee mass. Ja teiseks, temperatuur langeb tänu sellele, et veefaasist aurufaasi ülemineku aurustumissoojus väheneb.
Temperatuuri erinevus
Temperatuuride erinevuse tõttu kuum vesi ja seal on rohkem külma õhku - seetõttu on soojusvahetus sel juhul intensiivsem ja kuum vesi jahtub kiiremini.
Hüpotermia
Kui vesi jahtub alla 0 C, ei jäätu see alati. Teatud tingimustel võib see ülejahtuda, jäädes külmumistemperatuurist madalamal temperatuuril vedelaks. Mõnel juhul võib vesi jääda vedelaks isegi temperatuuril –20 C.
Selle efekti põhjuseks on see, et esimeste jääkristallide tekkeks on vaja kristallide moodustumise keskusi. Kui neid vedelas vees ei ole, jätkub ülejahutamine seni, kuni temperatuur langeb piisavalt, et kristallid tekiksid spontaanselt. Kui nad hakkavad ülejahutatud vedelikus moodustuma, hakkavad nad kiiremini kasvama, moodustades lörtsijää, mis külmub jääks.
Kuum vesi on kõige vastuvõtlikum hüpotermiale, kuna selle kuumutamine eemaldab lahustunud gaasid ja mullid, mis omakorda võivad olla jääkristallide moodustumise keskused.
Miks hüpotermia tõttu kuum vesi kiiremini külmub? Juhul kui külm vesi, mis ei ole ülejahutatud, ilmneb järgmine. Sel juhul tekib anuma pinnale õhuke jääkiht. See jääkiht toimib isolaatorina vee ja külma õhu vahel ning takistab edasist aurustumist. Jääkristallide moodustumise kiirus on sel juhul väiksem. Ülejahutusega kuuma vee korral ei ole ülejahutatud vees kaitsvat jääkihti. Seetõttu kaotab see avatud ülaosa kaudu soojust palju kiiremini.
Kui ülejahutusprotsess lõpeb ja vesi külmub, läheb palju rohkem soojust kaduma ja seetõttu tekib rohkem jääd.
Paljud selle efekti uurijad peavad Mpemba efekti puhul peamiseks teguriks hüpotermiat.
Konvektsioon
Külm vesi hakkab külmuma ülalt, halvendades seeläbi soojuskiirguse ja konvektsiooni protsesse ning seega ka soojuskadu, samas kui kuum vesi hakkab külmuma altpoolt.
Seda mõju seletatakse vee tiheduse anomaaliaga. Vee maksimaalne tihedus on 4 C. Kui jahutada vesi temperatuurini 4 C ja panna see madalamale temperatuurile, külmub vee pindmine kiht kiiremini. Kuna see vesi on vähem tihe kui vesi temperatuuril 4 C, jääb see pinnale, moodustades õhukese külma kihi. Nendel tingimustel tekib veepinnale lühikese aja jooksul õhuke jääkiht, kuid see jääkiht toimib isolaatorina, kaitstes alumisi veekihte, mille temperatuur püsib 4 C juures. Seetõttu on edasine jahutusprotsess aeglasem.
Kuuma vee puhul on olukord hoopis teine. Vee pinnakiht jahtub aurustumise ja suurema temperatuuride erinevuse tõttu kiiremini. Lisaks on külma vee kihid tihedamad kui kuumaveekihid, mistõttu külma vee kiht vajub alla, tõstes sooja vee kihi pinnale. Selline veeringlus tagab kiire temperatuuri languse.
Kuid miks see protsess ei jõua tasakaalupunkti? Mpemba efekti selgitamiseks sellest konvektsiooni vaatenurgast oleks vaja eeldada, et külm ja kuum veekiht eralduvad ning konvektsiooniprotsess ise jätkub pärast keskmise veetemperatuuri langemist alla 4 C.
Siiski puuduvad eksperimentaalsed tõendid, mis toetaksid seda hüpoteesi, et külma ja kuuma veekihti eraldab konvektsiooniprotsess.
Vees lahustunud gaasid
Vesi sisaldab alati selles lahustunud gaase – hapnikku ja süsihappegaasi. Nendel gaasidel on võime alandada vee külmumistemperatuuri. Vee kuumutamisel eralduvad need gaasid veest, kuna nende lahustuvus vees on kõrgetel temperatuuridel madalam. Seetõttu sisaldab kuum vesi jahtudes alati vähem lahustunud gaase kui soojendamata külmas vees. Seetõttu on kuumutatud vee külmumistemperatuur kõrgem ja see külmub kiiremini. Seda tegurit peetakse mõnikord Mpemba efekti selgitamisel peamiseks, kuigi seda fakti kinnitavad eksperimentaalsed andmed puuduvad.
Soojusjuhtivus
See mehhanism võib mängida olulist rolli, kui vesi asetatakse väikestes anumates külmikuosa sügavkülmikusse. Nendes tingimustes on täheldatud, et kuuma vee anum sulatab selle all oleva sügavkülmiku jää, parandades seeläbi soojuskontakti sügavkülmiku seinaga ja soojusjuhtivust. Tänu sellele eemaldatakse kuumaveenõust kuumus kiiremini kui külmast. Külma veega anum omakorda ei sulata alt lund.
Kõiki neid (nagu ka muid) tingimusi uuriti paljudes katsetes, kuid selget vastust küsimusele – milline neist tagab Mpemba efekti sajaprotsendilise taasesituse – ei saadud kunagi.
Näiteks 1995. aastal uuris saksa füüsik David Auerbach vee ülejahutuse mõju sellele efektile. Ta avastas, et kuum vesi, saavutades ülejahutuse, külmub kõrgemal temperatuuril kui külm vesi ja seega kiiremini kui viimane. Kuid külm vesi jõuab ülejahutatud olekusse kiiremini kui kuum vesi, kompenseerides sellega eelmise viivituse.
Lisaks olid Auerbachi tulemused vastuolus varasemate andmetega, mille kohaselt suutis kuum vesi saavutada suurema ülejahutuse tänu vähematele kristallisatsioonikeskustele. Vee kuumutamisel eemaldatakse sellest lahustunud gaasid, keetes sadestuvad mõned selles lahustunud soolad.
Praegu saab väita vaid üht – selle efekti taastootmine sõltub oluliselt katse läbiviimise tingimustest. Just sellepärast, et seda alati ei reprodutseerita.
O. V. Mosin
Kirjanduslikallikatest:
"Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Miks see nii teeb?", Jearl Walker ajakirjas The Amateur Scientist, Scientific American, Vol. 237, nr. 3, lk 246-257; september 1977.
"Kuuma ja külma vee külmutamine", G.S. Kell ajakirjas American Journal of Physics, Vol. 37, nr. 5, lk 564-565; mai, 1969.
"Ülejahutus ja Mpemba efekt", David Auerbach, American Journal of Physics, 63. kd, nr 10, lk 882–885; oktoober 1995.
"Mpemba efekt: kuumad külmumisajad ja külm vesi", Charles A. Knight, American Journal of Physics, 64. kd, nr 5, lk 524; mai, 1996.
Paljud teadlased on esitanud ja esitavad oma versioonid, miks kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Tundub paradoksaalne – külmumiseks peab kuum vesi ju esmalt jahtuma. Kuid fakt jääb faktiks ja teadlased selgitavad seda erineval viisil.
Peamised versioonid
Peal Sel hetkel Seda fakti selgitavad mitu versiooni:
- Kuna kuum vesi aurustub kiiremini, väheneb selle maht. Ja väiksema koguse vee külmumine samal temperatuuril toimub kiiremini.
- Külmiku sügavkülmkambris on lumevooder. Kuuma vett sisaldav anum sulatab selle all oleva lume. See parandab termilist kontakti sügavkülmikuga.
- Külma vee külmumine algab erinevalt kuumast veest ülevalt. Samal ajal süvenevad konvektsioon ja soojuskiirgus ning sellest tulenevalt ka soojuskadu.
- Külm vesi sisaldab kristallisatsioonikeskusi – selles lahustunud aineid. Kui nende sisaldus vees on väike, on jäätumine keeruline, kuigi samal ajal on võimalik ülejahutus - kui miinustemperatuuril on see vedelas olekus.
Kuigi ausalt öeldes võime öelda, et seda mõju ei täheldata alati. Väga sageli külm vesi külmub kiiremini kui kuum vesi.
Mis temperatuuril vesi külmub
Miks vesi üldse külmub? See sisaldab teatud koguses mineraalseid või orgaanilisi osakesi. Need võivad olla näiteks väga väikesed liiva-, tolmu- või saviosakesed. Õhutemperatuuri langedes on need osakesed keskused, mille ümber tekivad jääkristallid.
Kristallisatsioonituumade rolli võivad täita ka õhumullid ja praod vett sisaldavas anumas. Vee jääks muutumise protsessi kiirust mõjutab suuresti selliste keskuste arv – kui neid on palju, külmub vedelik kiiremini. Normaalsetes tingimustes normaalsega atmosfääri rõhk, vesi muutub temperatuuril 0 kraadi vedelikust tahkeks.
Mpemba efekti olemus
Mpemba efekt on paradoks, mille olemus seisneb selles, et teatud asjaoludel külmub kuum vesi kiiremini kui külm vesi. Seda nähtust märkasid Aristoteles ja Descartes. Kuid alles 1963. aastal tegi Tansaania koolipoiss Erasto Mpemba kindlaks, et kuuma jäätise külmutamine võtab kauem aega. lühikest aega kui külm. Selle järelduse tegi ta kokandusülesannet täites.
Ta pidi suhkru keedetud piimas lahustama ja pärast selle jahutamist külmkappi külmuma panema. Ilmselt polnud Mpemba eriti hoolas ja hakkas ülesande esimest osa täitma hilja. Seetõttu ei oodanud ta piima jahtumist, vaid pani selle kuumalt külmkappi. Suur oli tema üllatus, kui see külmus isegi kiiremini kui klassikaaslastel, kes tegid tööd etteantud tehnoloogia järgi.
See asjaolu huvitas noormeest väga ja ta alustas katseid tavalise veega. 1969. aastal avaldas ajakiri Physics Education Mpemba ja Dar Es Salaami ülikooli professori Dennis Osborne’i uurimistöö tulemused. Nende kirjeldatud efektile anti nimi Mpemba. Kuid isegi tänapäeval pole nähtusel selget seletust. Kõik teadlased nõustuvad, et peamine roll selles on jahutatud ja kuuma vee omaduste erinevustel, kuid mis täpselt, pole teada.
Singapuri versioon
Ka ühe Singapuri ülikooli füüsikuid huvitas küsimus, kumb vesi külmub kiiremini – kuum või külm? Xi Zhangi juhitud teadlaste meeskond selgitas seda paradoksi täpselt vee omadustega. Kõik teavad vee koostist kooliajast – hapnikuaatom ja kaks vesinikuaatomit. Hapnik tõmbab elektronid mingil määral vesinikust eemale, nii et molekul on teatud tüüpi "magnet".
Selle tulemusena tõmbuvad teatud molekulid vees üksteise poole ja neid ühendab vesinikside. Selle tugevus on mitu korda väiksem kui kovalentsel sidemel. Singapuri teadlased usuvad, et Mpemba paradoksi seletus peitub just vesiniksidemetes. Kui veemolekulid asetada väga tihedalt kokku, siis nii tugev molekulidevaheline interaktsioon võib deformeerida molekuli enda keskel asuva kovalentse sideme.
Kuid kui vett kuumutatakse, liiguvad seotud molekulid üksteisest veidi eemale. Selle tulemusena toimub kovalentsete sidemete lõdvestumine molekulide keskel koos liigse energia vabanemisega ja üleminekuga madalamale. energia tase. See toob kaasa asjaolu, et kuum vesi hakkab kiiresti jahtuma. Vähemalt nii näitavad Singapuri teadlaste teostatud teoreetilised arvutused.
Koheselt külmutav vesi – 5 uskumatut trikki: Video
Üks mu lemmikaineid koolis oli keemia. Kord andis keemiaõpetaja meile väga kummalise ja raske ülesande. Ta andis meile nimekirja küsimustest, millele pidime keemia osas vastama. Selle ülesande täitmiseks anti meile mitu päeva ning lubati kasutada raamatukogusid ja muid kättesaadavaid teabeallikaid. Üks neist küsimustest puudutas vee külmumispunkti. Ma ei mäleta täpselt, kuidas see küsimus kõlas, aga see oli selle kohta, et mis siis, kui võtate kaks puidust ämbrit sama suurus, üks kuuma veega, teine külmaga (täpselt määratud temperatuuril) ja asetage need teatud temperatuuriga keskkonda, kumb külmub kiiremini? Vastus muidugi pakkus end kohe välja – ämbritäis külma vett, aga meie arvates oli see liiga lihtne. Kuid sellest ei piisanud täieliku vastuse andmiseks, me pidime seda tõestama keemilisest vaatenurgast. Vaatamata kogu oma mõtlemisele ja uurimistööle ei jõudnud ma loogilisele järeldusele. Otsustasin sellel päeval isegi selle õppetunni vahele jätta, nii et ma ei õppinud kunagi selle mõistatuse lahendust.
Möödusid aastad ja õppisin palju igapäevaseid müüte vee keemis- ja külmumistemperatuuri kohta ning üks müüt ütles: "kuum vesi külmub kiiremini." Vaatasin paljusid veebisaite, kuid teave oli liiga vastuoluline. Ja need olid vaid arvamused, teaduslikust seisukohast alusetud. Ja otsustasin kulutada enda kogemus. Kuna ma ei leidnud puidust ämbreid, siis kasutasin sügavkülmikut, pliiti, natuke vett ja digitaalset termomeetrit. Oma kogemuse tulemustest räägin teile veidi hiljem. Esiteks jagan teiega mõningaid huvitavaid argumente vee kohta:
Kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Enamik eksperte väidab, et külm vesi külmub kiiremini kui kuum vesi. Kuid üks naljakas nähtus (nn Memba efekt) tõestab teadmata põhjustel vastupidist: kuum vesi külmub kiiremini kui külm vesi. Üks paljudest seletustest on aurustumisprotsess: kui panna väga kuum vesi külma keskkonda, hakkab vesi aurustuma (ülejäänud veekogus külmub kiiremini). Ja keemiaseaduste järgi pole see sugugi müüt ja tõenäoliselt tahtis seda õpetaja meilt kuulda.
Keedetud vesi külmub kiiremini kraanivesi. Vaatamata eelmisele selgitusele väidavad mõned eksperdid seda keedetud vett Toatemperatuurini jahutatuna peaks see külmuma kiiremini, sest keetmine vähendab hapniku hulka.
Külm vesi keeb kiiremini kui kuum vesi. Kui kuum vesi külmub kiiremini, siis võib-olla läheb külm vesi kiiremini keema! See on vastuolus terve mõistus ja teadlased ütlevad, et see lihtsalt ei saa olla. Kuum kraanivesi peaks tegelikult keema kiiremini kui külm vesi. Kuid kuuma vee keetmine ei säästa energiat. Võite kasutada vähem gaasi või valgust, kuid veesoojendi kasutab sama palju energiat, mis on vajalik külma vee soojendamiseks. (Päikeseenergiaga on olukord veidi erinev). Veesoojendi poolt vee soojendamisel võib tekkida setteid, mistõttu vee soojenemine võtab kauem aega.
Kui lisada vette soola, läheb see kiiremini keema. Sool tõstab keemistemperatuuri (ja vastavalt langetab külmumistemperatuuri – seepärast lisavad mõned perenaised jäätisele veidi soola). kivisool). Aga me oleme sees sel juhul Mind huvitab veel üks küsimus: kui kaua vesi keeb ja kas keemistemperatuur võib sel juhul tõusta üle 100°C). Vaatamata sellele, mis kirjas on kokaraamatud, väidavad teadlased, et keevasse vette lisatavast soolast ei piisa keemisaja või -temperatuuri mõjutamiseks.
Aga siin on see, mis ma sain:
Külm vesi: kasutasin kolme 100 ml klaasist puhastatud vett: üks klaas toatemperatuuriga (72 °F/22 °C), üks kuuma veega (115 °F/46 °C) ja üks keedetud veega (212 °C). °F/100 °C). Panin kõik kolm klaasi sügavkülma -18°C. Ja kuna teadsin, et vesi ei muutu kohe jääks, määrasin külmumisastme "puidust ujukiga". Kui klaasi keskele asetatud pulk enam alust ei puudutanud, lugesin vee jäätunud. Prille kontrollisin iga viie minuti tagant. Ja millised on minu tulemused? Esimeses klaasis olev vesi külmus 50 minuti pärast. Kuum vesi külmus 80 minuti pärast. Keedetud - 95 minuti pärast. Minu järeldused: Arvestades sügavkülmiku tingimusi ja kasutatud vett, ei suutnud ma Memba efekti reprodutseerida.
Proovisin seda katset ka varem keedetud vett, jahutati toatemperatuurini. See külmus 60 minutiga – külmumine võttis ikka kauem aega kui külma veega.
Keedetud vesi: võtsin liitri toasooja vett ja panin tulele. See keetis 6 minutiga. Seejärel jahutasin selle tagasi toatemperatuurini ja lisasin kuumaks. Sama tulega keetis kuum vesi 4 tunni ja 30 minutiga. Järeldus: Nagu oodatud, keeb kuum vesi palju kiiremini.
Keedetud vesi (soolaga): lisasin 2 suured lusikad lauasool 1 liitri vee kohta. See kees 6 minuti 33 sekundiga ja nagu termomeeter näitas, saavutas temperatuur 102°C. Kahtlemata mõjutab sool keemistemperatuuri, kuid mitte palju. Järeldus: vees olev sool ei mõjuta oluliselt temperatuuri ja keemisaega. Tunnistan ausalt, et vaevalt saab minu kööki laboriks nimetada ja võib-olla on minu järeldused tegelikkusega vastuolus. Minu sügavkülmik ei pruugi toitu ühtlaselt külmutada. Minu prillid võisid olla ebakorrapärase kujuga jne. Aga mis ka ei juhtuks laboratoorsed tingimused, Millal me räägime Kui rääkida köögis vee külmutamisest või keetmisest, siis kõige tähtsam on terve mõistus.
link huvitavate faktidega vee ja vee kohta
nagu foorumil forum.ixbt.com soovitati, nimetatakse seda efekti (kuuma vee külmumisest kiiremini kui külmast veest) "Aristotelese-Mpemba efektiks".
Need. Keedetud vesi (jahutatud) külmub kiiremini kui “toores” vesi