Por que a água quente congela mais rápido que o frio? Por que a pista é derramada com água quente?

Descrição do paradoxo de Mpemba.

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Muitos de nós na infância e na juventude, muitas vezes experimentamos fenômenos físicos, incluindo o congelamento da água. Curiosamente, mas muitos de nós sabemos que, por algum motivo, é habitual encher os rolos com água quente, e não frio, porque congela mais rápido. Neste artigo, diremos por que a água quente se transforma em gelo mais rápido que o frio.

A água quente congela mais rápido ou não?

Em geral, esse fato era conhecido por muito tempo, desde a época de Aristóteles, bem como Descartes. No entanto, não havia evidências científicas. Somente em 1963 começou trabalhos significativos, cuja principal tarefa é descobrir por que isso está acontecendo.

A água quente congela mais rápido ou não:

Segundo a física, isso contradiz a primeira lei da termodinâmica, segundo a qual uma energia flui para outra. De acordo com o primeiro início da termodinâmica, o líquido aquecido, antes que a temperatura de resfriamento deve passar, respectivamente, e o tempo de endurecimento deve ser muito maior.
No entanto, na prática, isso acontece de maneira diferente. O estudante pensou sobre isso, que perguntou a seu professor de física a pergunta correspondente. O garoto preparou o sorvete em casa e notou que um copo com um líquido quente congelou muito mais rápido do que com uma fria, com a mesma composição da substância.
Então o professor riu apenas do cara, dizendo que isso contradiz a primeira lei da termodinâmica, portanto é impossível. Depois de uma visita à escola do famoso físico Osborn, o garoto fez a mesma pergunta, que interessou ao cientista.

Que água congela quente ou fria mais rápido?

Desde 1963, Osborne, juntamente com o garoto, começou a lidar com essa questão, como resultado de um artigo publicado, na revista Educatiation. Ao mesmo tempo, a resposta exata por que o líquido aquecido endurece mais rapidamente que o frio não foi obtido.

O que água congela quente ou frio:

Segundo alguns cientistas, uma solução quente na geladeira com um termostato passa para um estado sólido muito mais rápido apenas pelo motivo pelo qual a geladeira começa a congelar mais, quando o sinal sobre o aumento da temperatura na câmara.
Isso não acontece com o líquido refrigerado, pois sua temperatura é muito menor e o termostato funciona como de costume, sem reduzir a temperatura do refrigerante. No entanto, esta versão não recebeu confirmação pelo motivo de que o líquido aquecido sob condições comuns no ar também endurece muito mais rápido que o frio.
Consequentemente, o termostato não está em condições de rua comuns, portanto, o frio não ocorre.

Por que a água quente congela mais rápido?

No entanto, foi possível descobrir que o líquido aquecido, devido à presença de um grande número de carne acima da superfície, endurece muito mais rápido devido ao fato de que os pares são formados na superfície, o volume de fluido no recipiente diminui . Assim, é possível congelar uma quantidade menor de líquido, o que é muito mais simples que mais. No entanto, na prática, a perda de volume é insignificante, portanto, o processo de endurecimento não pode ser considerado justificado.

Por que a água quente está congelando mais rápido:

Muitos cientistas concordam que o fluido aquecido, devido à presença de fumaça, começa a se transformar em gelo mais rápido. Gotas de gelo acima da superfície caem na água, o que contribui para a formação da crosta de gelo, e é por isso que ocorre um rápido processo de transformação em gelo.
Cientistas descobriram,o que, Se você colocar um recipiente com um fluido quente na neve ou uma crosta de gelo na geladeira, ele começa a derreter, como resultado do qual o contato entre o recipiente, a água nele, assim como a geladeira, aumenta, assim Aumentar a área de contato, como resultado do qual há um congelamento rápido de água morna.
A água refrigerada não tem esse efeito devido ao fato de que, sob ela, o travesseiro de neve não derrete, e o processo de se transformar em gelo é muito mais lento. Além disso, foi possível descobrir que o líquido frio, quando a temperatura é reduzida, começa a endurecer na parte superior. Como resultado disso, os processos de mistura de água dentro da água são agravados; portanto, o processo é atrasado. O líquido aquecido começa a congelar por baixo, aumentando assim os processos de convecção, a radiação térmica.

Por que a pista é derramada com água quente?

Os cientistas descobriram que, se você incluir uma média mecânica adicional de água em recipientes quentes e frios, a água gelada congelará muito mais rapidamente. Isso se deve ao fato de que uma densa crosta de gelo não se formará.

Por que a pista é derramada com água quente:

Os químicos também tentaram explicar esse paradoxo, pelo fato de que, dentro do líquido aquecido, existem substâncias dissolvidas que se estabeleceram no fundo, a água pura está no topo. Todo mundo sabe que a solução de sal endurece a uma temperatura mais baixa do que a água destilada.
Assim, eles tentaram explicar esse paradoxo. Consequentemente, a água gelada é mais rígida, é pronunciada íons contidos em todo o seu volume. Nesse caso, em líquido quente, o sal dissolvido está preferencialmente na parte inferior da solução.
Graças a isso, a parte superior endurece mais rapidamente, transmitindo a temperatura reduzida para as camadas inferiores do líquido.

Água fria ou quente congelam mais rápido?

Os cientistas descobriram que, se a mistura constante de água quente e fria, o líquido frio se transformará em gelo muito mais rápido.

Água fria ou quente congela mais rápido:

Muitos cientistas acreditam que, na água morna, as conexões entre as moléculas são esticadas, de modo que a molécula de hidrogênio também é mais volumosa no espaço. Com o resfriamento nítido da água, essas conexões são rasgadas, com uma diminuição muito acentuada de temperatura.
É isso que causa o congelamento rápido de água morna. Acredita -se que o fluido quente contém menos gases dissolvidos do que no frio. É devido a uma mudança na composição do fluido quente que sua rápida transformação em gelo ocorre.
Ainda não há resposta clara e final sobre esse paradoxo. Estudos foram realizados em 2012-2017, o que confirmou o paradoxo ou o refutou. Em 2016, na revista Scientific Reports, há um link para materiais que a água fria entra em um estado sólido mais lento do que aquecido.

Eles realizaram estudos peculiares, segundo os quais 400 ml de água com diferentes temperaturas foram congelados. De acordo com esses estudos, o fluido quente resfriou mais rápido que o frio. Em 2017, foi publicada uma hipótese, segundo o qual o efeito do MPEMBA, que diz respeito ao aquecimento do sistema refrigerado, não corresponde ao equilíbrio. Portanto, todas as leis básicas da física e da termodinâmica não são adequadas para esse paradoxo.