Jak szybko zamienić wodę w kostki lodu

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 04:07

Otwórzmy karty od razu: ciepła lub ciepła woda zamarza szybciej niż chłodna lub zimna woda. Ten paradoks nazywa się efektem Mpemby. Przeczytaj, dlaczego działa to wbrew logice i jaką temperaturę powinna mieć woda, aby szybciej zamieniała się w lód, przeczytaj nasz artykuł.

Efekt Mpemby

Ta historia zaczęła się ponad pół wieku temu, ale do dziś nie została rozwiązana. A wszystko dlatego, że bez względu na to, jak bardzo próbowały tysiące dociekliwych umysłów z całej planety, nie mogły znaleźć jedynego prawidłowego rozwiązania zagadki Mpemba.

W 1963 roku mało znany student z Afryki, Erasto Mpemba, zauważył dziwność: ciepła mieszanka lodów krzepnie szybciej niż schłodzona.

Obserwacja wydawała się tak nieprawdopodobna, że nauczyciel fizyki mógł się tylko śmiać z pechowego odkrycia eksperymentatora. Erasto był jednak przekonany, że ma rację i nie bał się ponownie stać się pośmiewiskiem: nieco później poruszył śliski problem z Denisem Osborne, profesorem Uniwersytetu Dar es Salaam w Tanzanii. Naukowiec nie wyciągał pochopnych wniosków i postanowił zbadać problem. Następnie w 1969 r. czasopismo Physics Education opublikowało materiał opisujący paradoks Mpemby.

W kręgach naukowych od razu przypomnieli sobie, że największe umysły dawnych czasów już coś podobnego powiedziały. Na przykład nawet Arystoteles wspomniał o mieszkańcach starożytnego greckiego Pontu, którzy podczas zimowych połowów podgrzewali wodę i moczyli w niej trzciny, aby szybciej twardniała. Wiele wieków później Francis Bacon napisał: „Nieco chłodna woda zamarza znacznie łatwiej niż całkowicie zimna woda”.

Generalnie pytanie jest stare jak świat, ale to tylko podsyca zainteresowanie rozwiązaniem. W ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat wysunięto wiele teorii wyjaśniających efekt Mpemby. Najbardziej prawdopodobne zostały ogłoszone w 2013 roku na gali zorganizowanej przez Królewskie Towarzystwo Chemiczne Wielkiej Brytanii. Stowarzyszenie zawodowe przestudiowało 22 000 (!) Opinii i wyróżniło tylko jedną z nich, należącą do Nikoli Bregovicia.

Chorwacki chemik zwrócił uwagę na znaczenie konwekcji i przechłodzenia cieczy, gdy zamarza.

Tak te zjawiska są opisane na Wikipedii:

• Zimna woda zaczyna zamarzać od góry, spowalniając tym samym procesy promieniowania i konwekcji ciepła, a co za tym idzie utratę ciepła, natomiast gorąca woda zaczyna zamarzać od dołu.
• Ciecz przechłodzona to ciecz, której temperatura jest niższa od temperatury krystalizacji przy danym ciśnieniu. Przechłodzoną ciecz otrzymuje się w zwykły sposób przez chłodzenie bez centrów krystalizacji.

Światowe uznanie i czek na 1000 funtów były dobrą nagrodą. Nawiasem mówiąc, zwycięzcę przywitali Erasto Mpemba i Denis Osborne.

Jaka powinna być temperatura wody przed zamrożeniem

Wciąż nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie. Chociaż zdecydowano o Królewskim Towarzystwie Chemicznym, nie powstrzymało to całkowicie kontrowersji. Do tej pory stawiano nowe hipotezy i formułowano obalania.

Chociaż jest mała wskazówka: popularnonaukowe czasopismo New Scientist przeprowadziło badania i stwierdziło, że najlepsze warunki do powtórzenia efektu Mpemby to dwa pojemniki z wodą o temperaturze 35 i 5°C.

Tak więc, jeśli przed imprezą pozostało bardzo mało czasu, napełnij lodowe foremki wodą, której temperatura jest porównywalna z temperaturą pokojową w upalne lato. Najlepiej nie używać dobrze ani chłodnej wody z kranu.