Новая теория объясняет, почему горячая вода замерзает быстрее холодной
В 1963 году танзанийский студент по имени Эрасто Мпемба заметил что-то странное, когда делал мороженое. Когда он заморозил горячую смесь, она охладилась быстрее, чем холодная смесь его одноклассника. Это явление позже было описано в исследовательской работе Мпемба в 1969 году и стало известным как эффект Мпемба. Но и по сей день никто точно не знает, как это работает.
Новое решение старой проблемы
В настоящее время ученые из Южного методистского университета в Техасе и Нанкинского университета в Китае опубликовали новую статью в журнале «Химическая теория и вычисления», в которой попытались дать ответ на этот вопрос. Они предполагают, что причиной этого явления может быть связь между атомами водорода и кислорода в соседних молекулах воды.
"Водородные связи изменяются при нагревании воды", - говорит Дитер Кремер из Южного методистского университета, который является одним из исследователей. Он добавил, что при более высоких температурах больше водородных связей оказываются сильными, потому что более слабые разбиваются. Это приводит к тому, что группы молекул образуют фрагменты, которые могли бы переориентироваться в кристаллическую структуру льда. Для более холодной воды эти связи должны быть сначала разорваны, прежде чем произойдет процесс образования фрагментов.
Спорная идея
Тем не менее идея о том, что горячая вода может замерзнуть быстрее, чем холодная, остается спорной. Недавняя статья, опубликованная в «Научных докладах» в ноябре 2016 года, гласит, что не существовало «никаких доказательств, подтверждающих значимые наблюдения эффекта Мпемба». Авторы этой статьи добавили, они «не радовались такому выводу, а совсем наоборот», так как эффект пытались доказать люди всех возрастов и профессий.
Предложенные теории
Одной из основных проблем является то, что эффект трудно воспроизвести, хотя это не остановило ученых от попыток выдвинуть теории относительно того, как он мог бы работать. Одна из них говорит о том, что горячая вода может испаряться, а это снижает массу и количество жидкости, которая должна быть замороженной. Другая теория говорит, что вода при более низких температурах начинает замерзать от верхней части, в то время как теплая замерзает со дна, хотя это спорное утверждение.
Тем не менее эта тема продолжает интересовать многих ученых. Forbes отмечает, что в 2012 году Королевское сообщество химии даже провело конкурс, чтобы найти лучшее объяснение этого эффекта. Его победитель предположил, что главную роль здесь играет «переохлаждение». Но почему именно это происходит, даже если эффект Мпемба действительно существует, до сих пор непонятно. Возможно, это последнее исследование сможет предложить новое объяснение, но в настоящий момент проблема еще далека от своего решения.
источник
Новое решение старой проблемы
В настоящее время ученые из Южного методистского университета в Техасе и Нанкинского университета в Китае опубликовали новую статью в журнале «Химическая теория и вычисления», в которой попытались дать ответ на этот вопрос. Они предполагают, что причиной этого явления может быть связь между атомами водорода и кислорода в соседних молекулах воды.
"Водородные связи изменяются при нагревании воды", - говорит Дитер Кремер из Южного методистского университета, который является одним из исследователей. Он добавил, что при более высоких температурах больше водородных связей оказываются сильными, потому что более слабые разбиваются. Это приводит к тому, что группы молекул образуют фрагменты, которые могли бы переориентироваться в кристаллическую структуру льда. Для более холодной воды эти связи должны быть сначала разорваны, прежде чем произойдет процесс образования фрагментов.
Спорная идея
Тем не менее идея о том, что горячая вода может замерзнуть быстрее, чем холодная, остается спорной. Недавняя статья, опубликованная в «Научных докладах» в ноябре 2016 года, гласит, что не существовало «никаких доказательств, подтверждающих значимые наблюдения эффекта Мпемба». Авторы этой статьи добавили, они «не радовались такому выводу, а совсем наоборот», так как эффект пытались доказать люди всех возрастов и профессий.
Предложенные теории
Одной из основных проблем является то, что эффект трудно воспроизвести, хотя это не остановило ученых от попыток выдвинуть теории относительно того, как он мог бы работать. Одна из них говорит о том, что горячая вода может испаряться, а это снижает массу и количество жидкости, которая должна быть замороженной. Другая теория говорит, что вода при более низких температурах начинает замерзать от верхней части, в то время как теплая замерзает со дна, хотя это спорное утверждение.
Тем не менее эта тема продолжает интересовать многих ученых. Forbes отмечает, что в 2012 году Королевское сообщество химии даже провело конкурс, чтобы найти лучшее объяснение этого эффекта. Его победитель предположил, что главную роль здесь играет «переохлаждение». Но почему именно это происходит, даже если эффект Мпемба действительно существует, до сих пор непонятно. Возможно, это последнее исследование сможет предложить новое объяснение, но в настоящий момент проблема еще далека от своего решения.
источник