Quelle eau gèle plus vite, chaude oufroid, de nombreux facteurs affectent, mais la question elle-même semble un peu étrange. Il est sous-entendu, et il est connu de la physique, que l'eau chaude a encore besoin de temps pour se refroidir à la température de l'eau froide comparable pour se transformer en glace. En eau froide, cette étape peut être sautée et, par conséquent, elle gagne dans le temps.
Le professeur de physique, qui a été approché par l'écolier Erasto Mpemba en 1963 pour lui demander d'expliquer pourquoi le mélange froid de la future glace gèle plus longtemps qu'un autre similaire mais chaud, a pensé de la même manière.
"Ce n'est pas de la physique mondiale, mais une sorte de physique Mpemba"
À ce moment-là, le professeur en riait seulement, maisDeniss Osborne, un professeur de physique qui, à un moment donné, s'est arrêté dans la même école où Erasto a étudié, a confirmé expérimentalement l'existence d'un tel effet, bien qu'il n'y ait pas d'explication à ce moment-là. En 1969, une revue scientifique populaire a publié un article conjoint de ces deux personnes qui décrivaient cet effet particulier.
La question se pose depuis longtemps
Naturellement, avant qu'un tel phénomènelieu d'être, et il a été mentionné dans les travaux d'autres scientifiques. Non seulement l'écolier s'intéressait à cette question, mais Francis Bacon, René Descartes et même Aristote y pensaient à leur époque.
Conditions pour qu'un paradoxe se produise
Comme pour la crème glacée, pas simplementl'eau gèle pendant l'expérience. Certaines conditions doivent être présentes pour commencer à se demander quelle eau gèle plus rapidement - froide ou chaude. Qu'est-ce qui influence le déroulement de ce processus?
Maintenant, au 21ème siècle, plusieurs options ont été avancées,ce qui peut expliquer ce paradoxe. L'eau qui gèle le plus rapidement, chaude ou froide, peut dépendre du fait que l'eau chaude a un taux d'évaporation plus rapide que l'eau froide. Ainsi, son volume diminue, et avec une diminution de volume, le temps de congélation devient plus court que si nous prenons un volume initial similaire d'eau froide.
Dégivrer le congélateur pendant une longue période
Quelle eau gèle plus vite et pourquoise produit, peut être influencé par la couche de neige, qui peut avoir lieu dans le congélateur du réfrigérateur utilisé pour l'expérience. Si vous prenez deux récipients de volume identique, mais que l'un contient de l'eau chaude et l'autre de l'eau froide, le récipient contenant de l'eau chaude fera fondre la neige en dessous, améliorant ainsi le contact du niveau thermique avec la paroi du réfrigérateur. Un réservoir d'eau froide ne peut pas faire cela. S'il n'y a pas de telle doublure avec de la neige dans le compartiment réfrigérateur, l'eau froide devrait geler plus rapidement.
Haut - Bas
Aussi le phénomène dont l'eau gèle plus vite- chaud ou froid, est expliqué comme suit. Suivant certaines lois, l'eau froide commence à geler à partir des couches supérieures, lorsque l'eau chaude le fait dans l'autre sens - elle commence à geler de bas en haut. Il s'avère que l'eau froide, ayant une couche froide sur le dessus avec de la glace déjà formée par endroits, aggrave ainsi les processus de convection et de rayonnement thermique, expliquant ainsi quelle eau gèle plus rapidement - froide ou chaude. Une photo d'expériences amateurs est jointe, et ici elle est clairement visible.
La chaleur s'éteint, tend vers le haut, et làrencontre une couche très froide. Il n'y a pas de chemin libre pour le rayonnement thermique, de sorte que le processus de refroidissement devient difficile. L'eau chaude n'a pas de tels obstacles sur son chemin. Laquelle gèle plus vite - froide ou chaude, dont dépend le résultat probable, vous pouvez élargir la réponse par le fait que toute eau contient certaines substances dissoutes.
Les impuretés dans l'eau comme facteur affectant le résultat
Si vous ne trichez pas et utilisez de l'eau avecla même composition, où les concentrations de certaines substances sont identiques, l'eau froide devrait geler plus rapidement. Mais si une situation se produit lorsque des éléments chimiques dissous ne sont disponibles que dans l'eau chaude et que l'eau froide ne les possède pas, alors il est possible que l'eau chaude gèle plus tôt. Cela s'explique par le fait que les solutés dans l'eau créent des centres de cristallisation, et avec un petit nombre de ces centres, la transformation de l'eau en un état solide est difficile. Il est même possible de surrefroidir l'eau, en ce sens qu'à des températures inférieures à zéro, elle sera à l'état liquide.
Mais toutes ces versions, apparemment, ne convenaient pas complètement aux scientifiques et ils ont continué à travailler sur cette question. En 2013, une équipe de chercheurs de Singapour a déclaré avoir résolu un mystère séculaire.
La réponse des scientifiques chinois
De plus amples informations suivront, pour comprendreil est nécessaire d'avoir des connaissances en chimie pour déterminer quelle eau gèle le plus rapidement - chaude ou froide. Comme vous le savez, une molécule d'eau se compose de deux atomes H (hydrogène) et un atome O (oxygène), maintenus ensemble par des liaisons covalentes.
Mais aussi les atomes d'hydrogène d'une molécule sont attirés vers les molécules voisines, vers leur composant oxygène. Ce sont ces liaisons qui sont appelées liaisons hydrogène.
Il convient de se rappeler qu'en même tempsles molécules d'eau se répugnent. Les scientifiques ont noté que lorsque l'eau se réchauffe, la distance entre ses molécules augmente, ce qui est dû aux forces répulsives. Il s'avère que les liaisons hydrogène, occupant une distance entre les molécules à l'état froid, peuvent être considérées comme s'étirant et qu'elles ont une plus grande réserve d'énergie. C'est cette réserve d'énergie qui est libérée lorsque les molécules d'eau commencent à se rapprocher, c'est-à-dire qu'un refroidissement se produit. Il s'avère qu'un plus grand apport d'énergie dans l'eau chaude, et sa plus grande libération lorsqu'elle est refroidie à des températures inférieures à zéro, se produit plus rapidement que dans l'eau froide, qui a un approvisionnement inférieur en énergie. Alors, quelle eau gèle plus vite - froide ou chaude? Dans la rue et au laboratoire, le paradoxe de Mpemba devrait se produire et l'eau chaude devrait se transformer plus rapidement en glace.
Mais la question est toujours ouverte
Il n'y a qu'une confirmation théoriquede l'indice donné - tout cela est écrit dans de belles formules et semble plausible. Mais lorsque les données expérimentales, quelle eau gèle plus vite - chaude ou froide, sont mises dans un sens pratique et que leurs résultats sont présentés, alors la question du paradoxe de Mpemba peut être considérée comme close.
