Har du noen gang lurt på om varmt vann kan virkelig fryse raskere enn kaldt vann, og i så fall hvordan fungerer det? I så fall må du vite om Mpemba-effekten.
Enkelt sagt er Mpemba-effekten navnet som blir gitt til fenomenet når varmt vann fryser raskere enn kaldt vann. Selv om effekten har blitt observert i århundrer, ble den ikke publisert som en vitenskapelig observasjon før i 1968.
Mpemba-effekten er oppkalt etter Erasto Mpemba, en tanzanisk skolegutt som hevdet at iskrem ville fryse raskere hvis den ble oppvarmet før den ble frosset. Selv om hans jevnaldrende latterliggjorde ham, fikk Mpemba den siste latteren da instruktøren hans utførte et eksperiment, og demonstrerte effekten. Mpemba og rektor Dr. Denis G. Osborne observerte at tiden som var nødvendig for å fryse til start, tok det lengste hvis den innledende vanntemperaturen var 25 ° C og tok mye kortere tid hvis starttemperaturen var 90 ° C.
Årsaker til at Mpemba-effekten skjer
Forskere er ikke helt sikre på at varmt vann noen ganger fryser raskere enn kaldt vann. Mpemba-effekten sees ikke alltid - ofte fryser kaldt vann før varmt vann. Forklaringen på effekten har sannsynligvis å gjøre med urenheter i vannet, som fungerer som kjerneanlegg for frysing. Andre faktorer kan omfatte:
- en effekt fra fordamping av varmt vann
- økt konveksjon i varmt vann
- økt tendens til kaldt vann til superkjøling sammenlignet med varmt vann
- potensielle forskjellige mengder oppløste gasser i kaldt vann sammenlignet med varmt vann
- effekt av frostdannelse - varmt vann har en tendens til å fryse fra bunnen mens kaldt vann har en tendens til å fryse fra toppen
- termisk ledningsevne, noe som får beholderen med varmt vann til å smelte gjennom isolerende is i fryseren, og potensielt eksponere beholderen for et kaldere lag under isen
Lære mer om frysepunktet for vann.
kilder
Burridge, Henry C. "Spørsmål om Mpemba-effekten: varmt vann avkjøles ikke raskere enn kaldt," Scientific Reports bind 6, Paul F. Linden, Artikkelnummer: 37665, 24. november 2016.
Jeng, Monwhea (2006). "Varmt vann kan fryse raskere enn kaldt ???". American Journal of Physics. 74 (6): 514–522. arXiv: fysikk / 0512262. gjør jeg:10.1119/1.2186331
Jin, Jaehyeok; Goddard III, William A. (2015). "Mekanismer som ligger til grunn for Mpemba-effekten i vann fra simuleringer av molekylær dynamikk". Journal of Physical Chemistry C. 119 (5): 2622–2629. gjør jeg:10,1021 / jp511752n
Tao, Yunwen; Zou, Wenli; Jia, Junteng; Li, Wei; Cremer, Dieter (2017). "Ulike måter hydrogenbinding i vann - hvorfor fryser varmt vann raskere enn kaldt vann?". Journal of Chemical Theory and Computation. 13 (1): 55–76. gjør jeg:10,1021 / acs.jctc.6b00735