Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
23 ноември 2017
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Защо топлата вода замръзва по-бързо от студената, разбраха учени (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 09 януари 2017 в 14:54164483
Илюстрация: Pinterest

Учените откриха ново обяснение на "парадокса на Мпемба" или защо топлата вода замръзва по-бързо от студената, загадка, занимавала човечеството от хилядолетия. Едва сега тя намира обяснение с разликата в поведението на водородните връзки при различни температури.


Новото обяснение, предложено наскоро от китайски и американски учени, е поместено в статия, публикувана в Journal of Chemical Theory and Computation.

Странната способност на горещата вода при определени условия да замръзва по-бързо, отколкото студената, е известна на човечеството от древни времена.

Този ефект е споменат още от Аристотел, Френсис Бейкън и Рене Декарт, но в съвременната наука той влиза след домашните експерименти на ученика от Танганика Ерасто Мпемба. Той поискал обяснение за феномена от учителя си по физика, но последният просто му се присмял: "Това не е световна физика и физика на Мпемба". Същият въпрос Мпемба задал на пристигналия в училището професор по физика Денис Озбърн (Denis Osborne). Проведената експериментална проверка потвърдила наличието на ефекта, но не му дала обяснение. През 1969 г. в списание Physics Education излиза съвместна статия на Мпемба и Озбърн, който описва ефекта. През същата година, Джордж Кел от канадския Национален съвет за научни изследвания публикува статия в American Journal of Physics, описваща явлението.

Странният ефект възпроизведен многократно досега, но нямаше обяснение.

През 2012 г. британското Кралско химическо общество обяви  конкурс за хипотези, обясняващи този феномен. Получиха се повече от 22 хиляди статии от учени от цял свят, но нито едно от тях не убеди членовете на експертната комисия.

Най-популярното обяснение стана изпарението - горещата вода се изпарява по-бързо от студената и затова обемът й намалява по-бързо и по този начин способства за замръзването. Но този вариант не се прие като окончателен, защото ефектът на Мпемба се проявява в условия, изключващи изпарение.

Новото обяснение е предложено неотдавна от учени от Китай и Съединените щати и публикувано в статия в Journal of Chemical Theory and Computation.а.

Авторите симулират при различни температури поведението на краткотрайните клъстери на водните молекули, обединени от водородни връзки.

Водородните връзки са многократно, приблизително 18-20 пъти, по-слаби от обикновените ковалентни химически взаимодействия. Но силата им зависи от геометрията на взаимното разположение на молекулите, между които се образуват връзките.


Симулацията показа, че при затоплянето водородните връзки отслабват и водните молекули в клъстерите променят положението си, заемайки позиция, от която те по-лесно преминават към кристалната структура на леда. В студената вода това се случва по същия начин, само че се изисква повече енергията за прекъсване на водородните връзки и замръзването става по-бавно.


Препоръчани материали
OTBPAT
Рейтинг : 4891
10.01 2017 в 10:20 3
+ 4
- 1
Хмм, значи да слагам топла вода във формичките за лед? :))
име
Рейтинг : 1052
09.01 2017 в 18:15 2
+ 9
- 1
Намекват че при затопляне водните молекули променят положението си, заемайки позиция, от която те по-лесно преминават в кристалната структура на леда.
+ 5
- 16
Я да изясним нещо:

намекваме тук че топлината на топене и топлинният капацитет на водата зависят от температурната история на тази вода?
 
Още от : Физика

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.