Voda Po Celá Desetiletí

Fyzika toho, proč horká voda někdy mrzne rychleji než studená voda Chytré zprávy

Příběh pokračuje že v roce 1963 tanzanský středoškolák Erasto Mpemba připravoval se svou třídou zmrzlinu, když netrpělivě dával do cukrárny zmrzlinu, když byla ještě horká, místo aby ji nechal nejprve vychladnout. K jeho překvapení cukrovinka ochladla rychleji, než měli jeho spolužáci.

S pomocí profesora fyziky provedl Mpemba další experimenty tím, že dal dvě sklenice vody, jednu právě vařenou a jednu teplou, do mrazáku a viděl, který z nich dorazil na mrazivou cílovou čáru jako první. Voda s vyšší počáteční teplotou často zamrzla jako první. Jejich pozorování zahájila desetiletí trvající diskusi o existenci a podrobnostech protiintuitivního jevu, který se nyní nazývá efekt Mpemba.

Nyní byl v časopise zveřejněn nový výzkum 5. srpna Příroda nejen ukazuje, že efekt Mpemba skutečně existuje, ale také osvětluje, jak k němu dochází, uvádí Emily Conover pro Vědecké zprávy .





Fyzici Avinash Kumar a John Bechhofer z raději než experimentovat se zamrzáním vody, jehož studium je překvapivě komplikované, Univerzita Simona Frasera zaměřily své zaměřovače - a lasery - na mikroskopické skleněné korálky. Změřili, jak se skleněné korálky pohybovaly za velmi specifických podmínek ve vodě, a zjistili, že za určitých okolností se korálky, které začínají velmi horké, ochladí rychleji než ty, které ne.

Je to jedno z těchto velmi jednoduchých nastavení a je již dostatečně bohaté na to, aby tento efekt ukázalo. Říká to teoretická fyzička z Virginské univerzity Marija Vucelja Vědecké zprávy . Experiment také naznačuje, že účinek se může projevit i v jiných materiálech než je voda a skleněné kuličky. Vucelja říká, že bych si představoval, že se tento efekt v přírodě objevuje docela obecně, ale my jsme tomu nevěnovali pozornost.



Pokud je bodem mrazu cílová čára, pak je počáteční teplota jako výchozí bod. Dávalo by tedy smysl, kdyby k ní vždy jako první dosáhla nižší počáteční teplota a menší vzdálenost od cílové čáry. S efektem Mpemba někdy teplejší voda dorazí do cíle jako první.

1 geraldine ferraro byla požádána, aby ji uvolnil pro veřejnost

Ale komplikuje se to. Za prvé, voda má obvykle smíšené jiné látky, například minerály. A fyzici se neshodli na tom, co přesně je na cílové čáře: je to, když voda v nádobě dosáhne teploty mrazu, začne tuhnout nebo úplně tuhne? Tyto podrobnosti znemožňují přímo studovat tento fenomén, píše Anna Demming Svět fyziky .

Nový experiment odstraní detaily, díky nimž je efekt Mpemba tak temný. V každém testu upustili jednu mikroskopickou skleněnou kuličku do malé studny s vodou. Tam pomocí laseru vyvinuli řízené síly na perličku a měřili teplotu perličky per Vědecké zprávy . Zkoušku opakovali více než 1000krát, padali kuličky do různých jamek a začínali při různých teplotách.



Za určitých sil z laseru se nejžhavější kuličky ochladily rychleji než kuličky s nižší teplotou. Výzkum naznačuje, že delší cesta z vyšší teploty do bodu mrazu může vytvořit zkratky, aby teplota horkého korálku mohla dosáhnout cílové čáry před chladnějším korálkem.

Bechhoefer popisuje experimentální systém jako abstraktní a téměř geometrický způsob, jak si představit Mpembův efekt Svět fyziky . Ale pomocí systému identifikoval s Kumarem optimální počáteční teploty pro chladicí efekt Mpemba.

Nějak to naznačuje, že všechny zvláštnosti vody a ledu - všechny věci, díky nimž byl původní účinek tak obtížný ke studiu - mohou být svým způsobem okrajové, říká Bechhoefer Svět fyziky .





^