Mengapa air panas membeku lebih cepat dari dingin? Mengapa arena dituangkan dengan air panas?

Deskripsi Paradoks Mpemba.

Isi

Banyak dari kita di masa kanak -kanak, serta pada masa muda, sering bereksperimen dengan fenomena fisik, termasuk pembekuan air. Anehnya, tetapi banyak dari kita tahu bahwa karena alasan tertentu adalah biasa untuk mengisi rol dengan air panas, dan tidak dingin, karena membeku lebih cepat. Dalam artikel ini, kami akan memberi tahu Anda mengapa air panas berubah menjadi es lebih cepat daripada dingin.

Air panas membeku lebih cepat atau tidak?

Secara umum, fakta ini dikenal untuk waktu yang sangat lama, sejak zaman Aristoteles, serta Descartes. Namun, tidak ada bukti ilmiah. Hanya pada tahun 1963 yang dimulai, tugas utama adalah untuk mencari tahu mengapa ini terjadi.

Air panas membeku lebih cepat atau tidak:

Menurut fisika, ini bertentangan dengan hukum termodinamika pertama, yang menurutnya satu energi mengalir ke yang lain. Menurut awal pertama termodinamika, cairan yang dipanaskan, sebelum suhu pendinginan harus berlalu, masing -masing, dan waktu pengerasan harus jauh lebih besar.
Namun, dalam praktiknya, itu terjadi secara berbeda. Anak sekolah memikirkan hal ini, yang mengajukan pertanyaan yang sesuai kepada guru fisika. Bocah itu menyiapkan es krim di rumah, dan memperhatikan bahwa gelas dengan cairan hangat membeku jauh lebih cepat daripada dengan dingin, dengan komposisi zat yang sama.
Kemudian guru hanya menertawakan pria itu, mengatakan bahwa ini bertentangan dengan hukum pertama termodinamika, oleh karena itu tidak mungkin. Setelah berkunjung ke sekolah fisikawan terkenal Osborn, bocah itu menanyakan pertanyaan yang sama, yang menarik perhatian para ilmuwan.

Air apa yang membeku panas atau dingin lebih cepat?

Sejak 1963, Osborne, bersama dengan bocah itu, mulai berurusan dengan masalah ini, sebagai akibatnya sebuah artikel diterbitkan, dalam jurnal Education. Pada saat yang sama, jawaban yang tepat mengapa cairan yang dipanaskan lebih cepat daripada dingin yang tidak diperoleh.

Air apa yang membeku panas atau dingin:

Menurut beberapa ilmuwan, solusi hangat di lemari es dengan termostat masuk ke keadaan padat jauh lebih cepat hanya karena alasan kulkas mulai membeku lebih keras, ketika sinyal tentang peningkatan suhu di dalam ruangan.
Ini tidak terjadi dengan cairan dingin, karena suhunya jauh lebih rendah, dan termostat berfungsi seperti biasa, tanpa mengurangi suhu refrigeran. Namun, versi ini tidak menerima konfirmasi karena alasan bahwa cairan yang dipanaskan dalam kondisi biasa di udara juga mengeras lebih cepat daripada dingin.
Oleh karena itu, termostat tidak dalam kondisi jalanan biasa, oleh karena itu, dingin tidak terjadi.

Mengapa air panas membeku lebih cepat?

Namun, dimungkinkan untuk mengetahui bahwa cairan yang dipanaskan, karena adanya sejumlah besar daging di atas permukaan, mengeras jauh lebih cepat karena fakta bahwa pasangan terbentuk di permukaan, volume cairan dalam wadah berkurang . Dengan demikian, dimungkinkan untuk membekukan jumlah cairan yang lebih kecil, yang jauh lebih sederhana daripada lebih banyak. Namun, dalam praktiknya, hilangnya volume tidak signifikan, oleh karena itu, proses pengerasan tidak dapat dianggap dibenarkan.

Mengapa air panas membeku lebih cepat:

Banyak ilmuwan sepakat bahwa cairan yang dipanaskan, karena adanya asap, mulai berubah menjadi es lebih cepat. Tetesan es di atas permukaan jatuh ke dalam air, yang berkontribusi pada pembentukan kerak es, itulah sebabnya proses cepat berubah menjadi es terjadi.
Para ilmuwan telah mengetahuinya,apa, Jika Anda meletakkan wadah dengan cairan hangat di salju, atau kerak es di lemari es, itu mulai meleleh, sebagai akibatnya kontak antara wadah, air di dalamnya, serta kulkas, meningkat, dengan demikian meningkat Meningkatkan area kontak, sebagai akibatnya ada pembekuan air hangat yang cepat.
Air dingin tidak memiliki efek seperti itu karena fakta bahwa di bawahnya bantal salju tidak meleleh, dan proses berubah menjadi es jauh lebih lambat. Selain itu, dimungkinkan untuk mengetahui bahwa cairan dingin, ketika suhu berkurang, mulai mengeras di bagian atas. Sebagai akibatnya, proses pencampuran air di dalam air memburuk, oleh karena itu prosesnya tertunda. Cairan yang dipanaskan mulai membeku dari bawah, sehingga meningkatkan proses konveksi, radiasi panas.

Mengapa arena dituangkan dengan air panas?

Para ilmuwan telah menemukan bahwa jika Anda memasukkan rata -rata mekanis tambahan air dalam wadah panas dan dingin, maka air dingin akan membeku lebih cepat. Ini karena fakta bahwa kerak es yang padat tidak akan terbentuk.

Mengapa arena dituangkan dengan air panas:

Ahli kimia juga mencoba menjelaskan paradoks ini, dengan fakta bahwa di dalam cairan yang dipanaskan, ada zat terlarut yang menetap di bagian bawah, air murni ada di atasnya. Semua orang tahu bahwa larutan garam mengeras pada suhu yang lebih rendah dari air suling.
Dengan demikian, mereka mencoba menjelaskan paradoks ini. Dengan demikian, air dingin lebih kaku, di dalamnya diucapkan ion yang terkandung dalam seluruh volumenya. Dalam hal ini, dalam cairan panas, garam terlarut lebih disukai di bagian bawah larutan.
Berkat ini, bagian atas mengeras lebih cepat, mentransmisikan suhu yang dikurangi ke lapisan cairan yang lebih rendah.

Apakah air dingin atau panas membeku lebih cepat?

Para ilmuwan telah menemukan bahwa jika pencampuran air hangat dan dingin yang konstan, maka cairan dingin akan berubah menjadi es lebih cepat.

Air dingin atau panas membeku lebih cepat:

Banyak ilmuwan percaya bahwa dalam air hangat, hubungan antara molekul -molekul direntangkan, sehingga molekul hidrogen juga lebih tebal di ruang angkasa. Dengan pendinginan air yang tajam, koneksi ini robek, dengan penurunan suhu yang sangat tajam.
Inilah yang menyebabkan pembekuan air hangat yang cepat. Dipercayai bahwa cairan panas mengandung lebih sedikit gas terlarut daripada dingin. Ini disebabkan oleh perubahan komposisi cairan panas, transformasi cepat menjadi es terjadi.
Masih belum ada jawaban yang jelas dan akhir tentang paradoks ini. Studi dilakukan pada 2012-2017, yang mengkonfirmasi paradoks atau membantahnya. Pada tahun 2016, dalam jurnal Scientific Reports, ada tautan ke bahan bahwa air dingin masuk ke keadaan padat lebih lambat dari yang dipanaskan.

Mereka melakukan studi aneh yang menurutnya 400 mL air dengan suhu yang berbeda dibekukan. Menurut penelitian ini, cairan panas didinginkan lebih cepat dari dingin. Pada 2017, sebuah hipotesis diterbitkan, yang menurutnya efek MPemba, yang menyangkut pemanasan sistem dingin, tidak sesuai dengan keseimbangan. Oleh karena itu, semua hukum dasar fisika dan termodinamika tidak cocok untuk paradoks ini.