น้ำที่แข็งตัวเร็วขึ้น: ร้อนหรือเย็น? มันขึ้นอยู่กับอะไร?

น้ำจะร้อนเร็วขึ้นหรือไม่หนาวส่งผลกระทบต่อหลายปัจจัย แต่คำถามนั้นดูเหมือนแปลก ๆ มันเป็นนัยและเป็นที่รู้จักจากฟิสิกส์ว่าน้ำร้อนยังคงต้องการเวลาในการเย็นอุณหภูมิของน้ำเย็นถูกนำมาเปรียบเทียบเพื่อเปลี่ยนเป็นน้ำแข็ง น้ำเย็นสามารถข้ามขั้นตอนนี้และดังนั้นจึงชนะในเวลา

แต่คำตอบสำหรับคำถามเกี่ยวกับชนิดของน้ำค้างเร็วขึ้น - เย็นหรือร้อน - นอกเย็น, ถิ่นที่อยู่ในละติจูดทางตอนเหนือรู้ ในความเป็นจริงทางวิทยาศาสตร์ก็ปรากฎว่าในกรณีใด ๆ น้ำเย็นก็ต้องแข็งเร็วขึ้น

ความคิดเช่นเดียวกันเกิดขึ้นกับครูฟิสิกส์ผู้ซึ่งถูกถามโดยนักเรียน Erasto Mpemba ในปีพ. ศ. 2506 เพื่ออธิบายว่าทำไมส่วนผสมในเย็นของไอศกรีมในอนาคตถึงกับแข็งตัวเร็วกว่าที่คล้าย ๆ กัน

"นี่ไม่ใช่ฟิสิกส์ของโลก แต่มีฟิสิกส์ Mpemba"

ในเวลานั้นครูก็หัวเราะเยาะมัน แต่Denis Osborn ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่เคยเข้าโรงเรียนเดียวกันที่ Erasto ศึกษายืนยันผลการทดลองในลักษณะดังกล่าวแม้ว่าในขณะนั้นไม่มีคำอธิบายใด ๆ ในปีพ. ศ. 2512 ในวารสารทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่นิยมได้ออกบทความร่วมกันของคนสองคนนี้ซึ่งอธิบายถึงลักษณะพิเศษนี้

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาคำถามที่ว่าน้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้นร้อนหรือเย็นมีชื่อของตัวเองหรือขัดแย้งกัน Mpemba

คำถามเกิดขึ้นมานานแล้ว

ธรรมชาติแม้ก่อนหน้านี้ปรากฏการณ์นี้มีสถานที่ที่จะเป็นและได้รับการกล่าวถึงในผลงานของนักวิทยาศาสตร์อื่น ๆ ไม่เพียง แต่นักเรียนสนใจเรื่องนี้เท่านั้น แต่ยังมี Francis Bacon, Rene Descartes และแม้แต่อริสโตเติลในเรื่องนี้

เฉพาะวิธีการแก้ปัญหาของความขัดแย้งนี้เริ่มที่จะมองเฉพาะในตอนท้ายของศตวรรษที่ยี่สิบ

เงื่อนไขสำหรับการขัดแย้งเกิดขึ้น

เช่นเดียวกับในกรณีของไอศครีมไม่ใช่แค่สามัญน้ำระงับในระหว่างการทดลอง ต้องมีเงื่อนไขบางอย่างที่จะเริ่มต้นที่จะเถียงว่าน้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้นหรือเย็นหรือร้อน สิ่งที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการนี้?

ตอนนี้ในศตวรรษที่ 21 มีการเสนอทางเลือกหลายประการซึ่งสามารถอธิบายความขัดแย้งที่ได้รับ ความจริงที่ว่าน้ำค้างเร็วขึ้นร้อนหรือเย็นอาจขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำร้อนมีอัตราการระเหยที่สูงขึ้นกว่าความหนาวเย็น ดังนั้นปริมาณของมันจะลดลงและการลดลงของปริมาณและเวลาในการแช่แข็งจะน้อยกว่าหากเราใช้ปริมาณน้ำเย็นที่เริ่มต้นใกล้เคียงกัน

เป็นเวลานานแช่แข็งถูกละลายน้ำแข็ง

น้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้นและทำไมถึงเป็นเช่นนั้นเกิดขึ้นซับหิมะอาจมีผลต่อซึ่งสามารถใช้ในตู้แช่ของตู้เย็นที่ใช้ในการทดลอง ถ้าคุณใช้ภาชนะที่มีปริมาณเท่ากัน แต่ในหนึ่งในนั้นจะมีน้ำร้อนและอีกอย่างหนึ่งคือเย็นหนึ่งภาชนะที่มีน้ำอุ่นจะทำให้หิมะละลายอยู่ใต้ซึ่งจะช่วยเพิ่มระดับความร้อนให้กับผนังตู้เย็นได้ ภาชนะที่มีน้ำเย็นไม่สามารถทำได้ หากไม่มีการใส่น้ำแข็งในตู้เย็นน้ำเย็นควรแช่แข็งเร็วขึ้น

ด้านบน - ด้านล่าง

นอกจากนี้ปรากฏการณ์ที่น้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้น- ร้อนหรือเย็นจะอธิบายได้ดังนี้ ตามกฎหมายบางอย่างน้ำเย็นเริ่มแข็งตัวจากชั้นบนเมื่อความร้อนไม่ตรงข้าม - มันเริ่มแข็งจากด้านล่างขึ้น ในกรณีนี้ปรากฎว่าน้ำเย็นที่มีชั้นเย็นอยู่ด้านบนด้วยน้ำแข็งที่ก่อตัวอยู่แล้วทำให้เกิดการพาความร้อนและการแผ่รังสีความร้อนซึ่งจะอธิบายว่าน้ำใดแข็งตัวเร็วขึ้นหรือเย็นจัด ภาพถ่ายจากการทดลองใช้มือสมัครเล่นถูกแนบมาและนี่เป็นที่มองเห็นได้ชัดเจน

ความร้อนออกมาพุ่งสูงขึ้นและที่นั่นเกิดขึ้นกับชั้นที่เจือจางมาก ไม่มีทางฟรีสำหรับการแผ่รังสีความร้อนดังนั้นกระบวนการทำความเย็นกลายเป็นเรื่องยาก อุปสรรคดังกล่าวในเส้นทางของมันอย่างไม่ได้มีน้ำร้อน ซึ่งแข็งเร็วขึ้น - เย็นหรือร้อนซึ่งผลที่ได้จะขึ้นอยู่กับคุณสามารถขยายคำตอบได้โดยกล่าวว่าน้ำใด ๆ ที่มีสารบางชนิดละลายหายไป

สิ่งสกปรกในน้ำเป็นปัจจัยที่มีผลต่อผลลัพธ์

ถ้าคุณไม่โกงและใช้น้ำด้วยองค์ประกอบเดียวกันที่ความเข้มข้นของสารบางอย่างเหมือนกันน้ำเย็นควรแช่แข็งได้เร็วขึ้น แต่ถ้ามีสถานการณ์เมื่อองค์ประกอบทางเคมีที่ละลายอยู่มีเฉพาะในน้ำร้อนและน้ำเย็นไม่ได้มีพวกเขาที่นั้นมีความเป็นไปได้สำหรับน้ำร้อนที่จะแช่แข็งก่อนหน้านี้ นี่คือคำอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าสารที่ละลายในน้ำสร้างศูนย์ของการตกผลึกและมีจำนวนน้อยของศูนย์เหล่านี้การเปลี่ยนแปลงของน้ำในสถานะของแข็งเป็นเรื่องยาก แม้ในอุณหภูมิที่ลบจะอยู่ในสถานะของเหลวก็ตาม

แต่ทุกรุ่นนี้เห็นได้ชัดว่าไม่ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประสบความพึงพอใจอย่างเต็มที่และพวกเขาก็ยังคงทำงานต่อไปในประเด็นนี้ ในปี 2013 ทีมนักวิจัยของสิงคโปร์กล่าวว่าพวกเขาสามารถแก้ปริศนาเก่าแก่ได้

กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนกล่าวว่าความลับของผลกระทบนี้คือปริมาณพลังงานที่เก็บอยู่ระหว่างโมเลกุลของน้ำในพันธบัตรซึ่งเรียกว่าไฮโดรเจน

ทางออกจากนักวิทยาศาสตร์ชาวจีน

ข้อมูลเพิ่มเติมจะเป็นไปตามที่จำเป็นต้องมีความรู้ทางด้านเคมีบ้างเพื่อหาว่าน้ำจะแข็งตัวเร็วขึ้นหรือร้อนหรือเย็น เป็นที่รู้จักกันว่าโมเลกุลของน้ำประกอบด้วยอะตอมสองอะตอม H (ไฮโดรเจน) และอะตอมหนึ่ง O (ออกซิเจน) ซึ่งจับกันโดยพันธะโควาเลน

แต่อะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลหนึ่งถูกดึงดูดไปยังโมเลกุลใกล้เคียงกับส่วนประกอบของออกซิเจน การเชื่อมต่อเหล่านี้เรียกว่าพันธบัตรไฮโดรเจน

ควรจำไว้ว่าในเวลาเดียวกันโมเลกุลของน้ำกระทำต่อกันน่ารังเกียจ นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อน้ำร้อนระหว่างโมเลกุลของมันระยะทางเพิ่มขึ้นและนี่คือการอำนวยความสะดวกโดยกองกำลังน่ารังเกียจ ปรากฎว่าพันธบัตรไฮโดรเจนซึ่งมีระยะห่างระหว่างโมเลกุลหนึ่งในสถานะเย็นอาจกล่าวได้ว่ายืดออกและมีพลังงานมากขึ้น นี่เป็นพลังงานสำรองที่ปล่อยออกมาเมื่อโมเลกุลของน้ำเริ่มเข้าใกล้กันนั่นคือความเย็นเกิดขึ้น ปรากฎว่าอุปทานพลังงานที่มากขึ้นในน้ำร้อนและการปลดปล่อยที่มากขึ้นเมื่ออุณหภูมิลดลงจะเกิดขึ้นเร็วกว่าในน้ำเย็นซึ่งมีพลังงานน้อย ดังนั้นน้ำที่แข็งเร็วขึ้น - เย็นหรือร้อน? บนถนนและในห้องปฏิบัติการ Mpemba paradox ต้องเกิดขึ้นและน้ำร้อนจะต้องกลายเป็นน้ำแข็งได้เร็วขึ้น

แต่คำถามก็ยังเปิดอยู่

มีการยืนยันทางทฤษฎีเท่านั้นเงื่อนงำนี้ - ทั้งหมดนี้เขียนสูตรที่สวยงามและดูเหมือนว่าน่าจะเป็นไปได้ แต่เมื่อข้อมูลการทดลองซึ่งทำให้น้ำแข็งตัวเร็วขึ้น - ร้อนหรือเย็นจะถูกนำไปใช้ในทางปฏิบัติและจะนำเสนอผลการทดลองของพวกเขาแล้วคำถามของ Membba paradox สามารถถูกพิจารณาปิดได้

</ p>