Вода тепло факел пепел

Эффе́кт Мпе́мбы, или парадо́кс Мпе́мбы, — научный парадокс, который гласит, что горячая вода может замёрзнуть быстрее, чем холодная, хотя при этом она должна пройти температуру холодной воды в процессе замерзания. Данное наблюдение противоречит первому началу термодинамики.

История открытия[править | править код]

То, что горячая вода остывает быстрее, упоминали в своё время Аристотель, Френсис Бэкон и Рене Декарт. Это связано с большей скоростью испарения и излучения тепла, но никак не повлияет на последующее замораживание. В 1963 году танганьикский школьник Эрасто Мпемба заинтересовался причинами того, что горячая смесь мороженого замерзает быстрее, чем холодная. Он обратился за разъяснениями к учителю физики, но тот лишь посмеялся над учеником, сказав следующее: «Это не всемирная физика, а физика Мпембы».


Этот же вопрос Мпемба задал приехавшему в школу Деннису Осборну, профессору физики. Проведенная экспериментальная проверка подтвердила наличие эффекта, но не дала его объяснения. В 1969 году в журнале «Physics Education[en]» вышла совместная статья Мпембы и Осборна, описывающая эффект[1]. В том же году Джордж Келл из канадского Национального исследовательского совета опубликовал статью с описанием явления в «American Journal of Physics[en]»[2].

Анализ парадокса[править | править код]

Было предложено несколько вариантов объяснения этого парадокса:

  • Использование бытового холодильника с большим температурным гистерезисом в качестве экспериментального «прибора». Горячая вода, в отличие от холодной, нагревает термостат, тот запускает компрессор, и холодильник начинает морозить. Процесс инерционный, поэтому небольшое количество воды успевает даже замёрзнуть. Использование термостатированного холодильника опровергает этот парадокс. (Однако эта версия не стыкуется с тем, что эффект, как было выше упомянуто, предположительно, был известен Аристотелю, Френсису Бэкону и Рене Декарту, которые явно не пользовались термостатированным холодильником)

  • Горячая вода начинает испаряться. Но в холодном воздухе превращается в лёд и начинает падать вниз, образовывая корку льда.
  • Горячая вода быстрее испаряется из контейнера, уменьшая тем самым свой объём, а меньший объём воды с той же температурой замерзает быстрее. В герметичных контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
  • Наличие снеговой подкладки в морозильной камере холодильника. Контейнер с горячей водой плавит под собой снег, улучшая тем самым тепловой контакт со стенкой морозильника. Контейнер с холодной водой не плавит под собой снег. При отсутствии снеговой подкладки контейнер с горячей водой должен замерзать медленнее.
  • Холодная вода начинает замерзать сверху, ухудшая тем самым процессы теплоизлучения и конвекции, а значит и убыли тепла, тогда как горячая вода начинает замерзать снизу. При дополнительном механическом перемешивании воды в контейнерах холодная вода должна замерзать быстрее.
  • Наличие центров кристаллизации в охлаждаемой воде — растворённых в ней веществ. При малом количестве таких центров превращение воды в лёд затруднено, и возможно даже её переохлаждение, когда она остается в жидком состоянии, имея минусовую температуру. При одинаковом составе и концентрации растворов холодная вода должна замерзать быстрее.
  • Из-за разницы в энергии, запасённой в водородных связях. Чем теплее вода, тем большим оказывается расстояние между молекулами жидкости из-за увеличения отталкивающих сил. В результате водородные связи растягиваются, а следовательно, запасают большую энергию. Эта энергия высвобождается при охлаждении воды — молекулы сближаются друг с другом. А отдача энергии и означает охлаждение[3].

  • Горячая вода может содержать меньше растворённых газов, потому что большое количество газа уходит при нагревании. Предполагается, что это изменяет свойства горячей воды, и она быстрее охлаждается[4]
  • По мере нагревания водородные связи ослабевают, и молекулы воды в кластерах занимают такие позиции, из которых им проще переходить к кристаллической структуре льда[5]. В холодной воде всё происходит так же, но энергии на разрыв водородных связей требуется больше — поэтому замерзание происходит медленнее[6].

Но однозначного ответа на вопрос, какие из них обеспечивают стопроцентное воспроизведение эффекта Мпембы, так и не было получено.

Современные представления[править | править код]

24 ноября 2016 года в журнале «Scientific Reports[en]» (входит в группу «Nature») была опубликована статья, где авторы утверждают, что в опубликованных ранее материалах нет чёткого научного определения эффекта, сами дают такое определение и показывают, что при следовании этому определению эффект не проявляется.


том числе, они указывают и на недостаточную строгость утверждения «горячая вода не остывает быстрее, чем холодная» (ожидаемое поведение) — очевидно, что горячую воду можно остудить быстрее, чем холодную, если, к примеру, увеличить мощность, используемую для охлаждения. В статье показано, в частности, что при охлаждении трёх 400-граммовых порций воды, во всём идентичных между собой за исключением начальной температуры (21,8; 57,3; 84,7 °C), залитых в одинаковые стаканы и помещённых в термостатированный морозильник при −18 °C, горячая вода достигала нулевой температуры дольше (соответственно за 6397, 9504 и 10812 секунд), как и следовало ожидать согласно первому закону термодинамики[7].

Тем не менее, в 2017 году две исследовательские группы независимо и одновременно нашли теоретические доказательства эффекта Мпембы, а также предсказали новый «обратный» эффект Мпембы, при котором нагрев охлажденной системы, далекой от равновесия, занимает меньше времени, чем в другой системе, которая была изначально ближе к равновесию. Лу и Раз[8] дают общий критерий, основанный на марковской статистической механике, предсказывающий появление обратного эффекта Мпембы в модели Изинга и диффузионной динамике. Ласанта и его коллеги[9] предсказывают также прямые и обратные эффекты Мпембы для сыпучих тел в исходном состоянии, далеком от равновесия. В этой последней работе предполагается, что общий механизм, приводящий к обоим эффектам Мпембы, обусловлен функцией распределения частиц по скоростям, которая значительно отклоняется от распределения Максвелла.

Источник: ru.wikipedia.org


  • Оксид меди(2)массой 16,0 г растворили в 200 мл 10%-ного раствора хлороводорода ( P=1,09г/мл).рассчитайте массовую долю (%) хлорида меди(2) в конечном растворе
  • исправьте ошибки, объясните постановку знаков препинания я-ученик, глаза -как небо, голубое…., хорошо учиться вот наша задача, пятью пять двадцать пять, герой этого спектакля-я. Прекрасный человек Иван Иванович.
  • Вася прочитал 3/4 книги,составляющей 480 страниц.Сколько ему осталось прочитать? 1)120 2)360 3)240 4)другой ответ
  • Запиши, чем прославились А.В.Суворов и Ф.Ф.Ушаков. Ответ знаю, но не могу придумать как написать.
  • Помогите! 7класс. Уравняйте приведённые реакции и определите, к какому типу они относятся: P+O₂⇒P₂O₅
  • На маслозавод с одной фермы привезли 1200 л молока а с другой фермы -3)4 этого количества Сколько потребовалось бидонов для отправки всего молока если в каждый бидон вмещалось 25 л молока ?

  • упростите выражение))))))ПЛИЗ
  • ((5907-4935):36+1973):25-79 
  • В сосуд, имеющий форму треугольной призмы, налили 50 литров воды, при этом уровень воды в сосуде составил 80 см. В сосуд бросили металлическую деталь объемом 1875 см3. На сколько сантиметров поднимется уровень жидкости в сосуде? (1 литр равен 1000 см3)
  • СДЕЛАЙТЕ ОТЗЫВ К ПРОИЗВЕДЕНИЮ ЧЕРНАЯ КУРИЦА ИЛИ ПОДЗЕМНЫЕ ЖИТЕЛИ.. 1 ВОПРОС: АВТОР И НАЗВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЯ.. 2 ВОПРОС: УКАЖИТЕ ГЛАВНОГО ГЕРОЯ ПРОИЗВЕДЕНИЯ.. 3 ВОПРОС: КРАТКО ПЕРЕСКАЗАТЬ СЮЖЕТ.. 4 ВОПРОС: ВЫРАЗИТЬ СВОЕ ВПЕЧАТЛЕНИЕ ОП ПРОИЗВЕДЕНИИ.. ПОСЛЕДНЕЕ И ПЕРВОЕ НЕ ОСОБО НУЖНО:)ДАЮ 60 БАЛЛОВ!

Источник: slovari.net

Угадай слово по подсказке ответы

{«дерево»лес»верстак»бревно»заноза»}

{«ёлка»шишка»праздник»зима»иголка»}

{«шахматы»ферзь»шах»тактика»конь»}

{«солнце»тепло»энергия»сила»свет»}

{«море»корабль»дельфин»медуза»матрос»}

{«небо»звезда»свобода»радуга»полёт»}

{«космос»Гагарин»спутник»ракета»планета»}


{«музыка»нота»арфа»бах»концерт»}

{«сказка»миф»волк»колобок»Буратино»}

{«радость»восторг»успех»веселье»ребёнок»}

{«трава»земля»газон»сено»пикник»}

{«деньги»власть»монета»казино»долг»}

{«река»берег»волга»течение»рыба»}

{«ветер»парус»шторм»воздух»ураган»}

{«игра»жизнь»прятки»домино»актёр»}

{«любовь»счастье»страсть»разлука»сердце»}

{«дорога»знак»машина»асфальт»маршрут»}

{«самолёт»крыло»пилот»небо»шасси»}

{«поле»луг»трактор»пшеница»футбол»}

{«ночь»темнота»сон»луна»утро»}

{«снаряд»спорт»ядро»танк»полёт»}

{«путь»дорога»рельсы»шаг»карта»}

{«лето»листья»деревня»песок»пляж»}

{«машина»колесо»руль»механизм»скорость»}

{«дождь»капля»снег»лужа»зонт»}

{«еда»обед»вкус»пища»блюдо»}

{«океан»море»вода»глубина»волны»}

{«боль»травма»рана»потеря»укол»}


{«звук»музыка»голос»колонка»слух»}

{«ребёнок»школа»счастье»жизнь»игрушка»}

{«наука»химия»физика»познание»учёный»}

{«Русь»киев»князь»кольчуга»богатырь»}

{«огонь»вода»тепло»факел»пепел»}

{«снег»мороз»лёд»хруст»сугроб»}

{«звезда»космос»планета»галактика»ночь»}

{«человек»тело»животное»личность»существо»}

{«утро»восход»роса»туман»кофе»}

{«болезнь»грипп»лечение»доктор»кашель»}

{«воздух»кислород»земля»ветер»прохлада»}

{«волосы»стрижка»парик»кудри»коса»}

{«молоко»кефир»сливки»коза»сыр»}

{«собака»ошейник»хвост»лай»будка»}

{«корабль»парус»капитан»море»пират»}

{«насос»велосипед»воздух»помпа»шина»}

{«цветок»поле»запах»букет»сад»}

{«работа»отдых»дело»офис»деньги»}

{«зима»снеговик»холод»лёд»снежок»}

{«праздник»торт»юбилей»гость»веселье»}


{«чай»сахар»пакетик»лимон»ложка»}

{«запах»вонь»цветы»аромат»хвоя»}

{«песок»стекло»море»пляж»карьер»}

{«круг»овал»радиус»окружность»луна»}

{«бумага»ручка»книга»принтер»письмо»}

{«бог»вера»небо»дух»храм»}

{«счастье»жизнь»солнце»смех»гармония»}

{«кот»мышь»хвост»март»усы»}

{«женщина»красота»мать»платье»дева»}

{«кино»актёр»комедия»театр»камера»}

{«время»деньги»песок»дата»скорость»}

{«планета»орбита»космос»юпитер»Венера»}

{«голова»шляпа»мозг»мысли»волосы»}

{«конь»грива»упряжка»всадник»пальто»}

{«хлеб»масло»пшеница»зерно»булка»}

{«корова»мясо»бык»луг»сено»}

{«смех»шутка»дети»клоун»анекдот»}

{«водопад»каскад»поток»вода»камни»}

{«нос»нюх»насморк»платок»лицо»}

{«облако»туча»солнце»дождь»ветер»}

{«лошадь»мустанг»копыто»повозка»бег»}


{«тепло»холод»лето»весна»камин»}

{«цветок»стебель»горшок»бабочка»бутон»}

{«страна»родина»гимн»флаг»народ»}

{«деревня»село»колхоз»молоко»изба»}

{«красота»природа»салон»девушка»искусство»}

{«волна»берег»звук»океан»пляж»}

{«страх»фобия»боль»паук»темнота»}

{«мясо»рыба»говядина»свинина»шашлык»}

{«холод»снег»мороз»голод»север»}

{«спорт»футбол»бег»плавание»атлетика»}

{«химия»наука»колба»синтез»реакция»}

{«физика»ньютон»сила»механика»частица»}

{«газ»нефть»пропан»плита»гелий»}

{«пляж»загар»волейбол»волна»плавки»}

{«лёд»коньки»каток»мороз»сосулька»}

{«тело»дух»голова»масса»торс»}

{«книга»страница»чтение»история»том»}

{«глаза»очки»взгляд»линза»слеза»}

{«знак»кирпич»дорога»зодиак»логотип»}

{«поезд»вокзал»вагон»метро»машинист»}

{«металл»золото»железо»медь»жесть»}

{«часы»стрелка»минута»механизм»песок»}

{«золото»слиток»металл»деньги»кольцо»}

{«камень»скала»гранит»глыба»гора»}

{«труба»водосток»медь»газ»горн»}

{«степь»ветер»казак»конь»поле»}

{«скорость»звук»быстрота»бег»свет»}

{«тайна»мистика»загадка»секрет»шпион»}

{«пиво»хмель»солод»вобла»футбол»}

{«театр»актёр»драма»пьеса»опера»}

{«яблоко»фрукт»Адам»ньютон»сок»}

После прохождение этих уровней вы можете перейти на следующую страницу, чтобы получить полный список необходимых ответов:

Если у вас есть какие-либо предложения, не стесняйтесь комментировать эту тему. Угадай слово по подсказке 101-200 уровень.

Источник: frotran.info


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector